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1、山西XX精密塑性成形有限公司 项目可研报告精 密 塑 性 成 形 齿 轮产 业 化 项 目可行性研究报告山西XX精密塑性成形有限公司一、概述03二、技术可行性分析042.1项目的技术内容及关键技术042.2国内外研究现状与发展趋势082.3 项目承担单位情况11三、项目成熟程度12四、市场需求情况和风险分析14五、投资估算及资金筹措17六、经济和社会效益分析176.1项目盈利能力分析176.2不确定性分析18七、综合实力和产业基础20八、项目实施进度计划24九、结论24一、概述齿轮是车辆、机械传动装置的主要基础件，用途广，批量大；形状复杂，制造难度大，技术要求高，它代表着一个国家的机械制造水平
2、。目前用的高强度齿轮，基本上都是采用热锻，然后切削加工而成。多次高温加热(锻造和热处理)和大量切削加工，材料利用率仅为30-50%，浪费了能源和材料、降低了产品性能，并污染了环境；周转次数多，生产率低。造成产品零件生产的高能耗，高污染，高成本，低性能，低效率，虽有市场，但利润低，有的甚至亏损，急待技术进步。市场要求提高产品质量、降低生产成本、高效生产，环境保护要求减少能耗和环境污染，因此，工厂迫切需要与此相适应的新的成套技术。山西XX精密塑性成形有限公司研究开发出了齿轮精密成形新技术和新工艺，解决了包括大模数、高、长齿型在内的各种齿轮精密塑性成形的关键技术难题。用精密塑性成形技术直接成形出齿轮
3、的齿形，可直接达到产品要求或留少量的剃齿或磨齿余量。该技术可提高产品性能、节约材料、减少能耗，大幅度提高生产率。齿轮生产成本降低30%，疲劳寿命可提高20-30%。同时，减少了能耗和环境污染，降低了工人劳动强度。主要用于直齿柱齿轮、同步器齿轮的成形。国内汽车及其它传动机械每年需齿轮3亿多件，具有广阔的市场前景。精密塑性成形齿轮技术具有成形力小、齿轮充填好、脱模容易、减少能源消耗和环境污染、降低生产成本、提高生产效率和产品性能等优点；是一种附加值高、带动性强的新技术，有足够潜力的高技术产品，也是一种先进的符合可持续发展的制造技术；该技术急需进行转化，运用于生产实践，形成新的生产力，提高产业化关联
4、度，产生可观的经济效益和社会效益。二、技术可行性分析2.1 项目的技术内容及关键技术精密塑性成形技术是指零件成形后，仅需少量加工或不再加工，就可用作机械构件的成形技术。它是建立在新材料、新能源、机电一体化、精密模具技术、计算机技术、自动化技术、数值分析和模拟技术等多学科高新技术成果基础上，改造了传统的毛坯成形技术，使之由粗糙成形变为优质、高效、高精度、轻量化、低成本的成形技术。它使得成形的机械构件具有精确的外形、高的尺寸精度、形位精度和好的表面粗糙度。该项技术包括近净形铸造成形、精确塑性成形、精确连接、精密热处理改性、表面改性、高精度模具等专业领域，并且是新工艺、新装备、新材料以及各项新技术成
5、果的综合集成技术。本项目在精密塑性成型工程研究的基础上，针对产业化要面向工厂实际应用的特点，对模具寿命、润滑工艺及措施各工序衔接、坯料的装取等主要关键技术进行突破，并进行大批量生产，考核产业化研究成果，并不断对其进行完善，使其达到预定目标。根据国际权威机构预测，齿轮制造的发展趋势，一是提高产品性能，降低生产成本；二是将多种先进技术加以有机集成，形成新的制造技术。该齿轮精密成形技术的产业化，将提高产品性能，降低生产成本，形成新的齿轮制造技术，引起齿轮制造的一场新的大变革。华北工学院以张治民教授为首的课题组在研究大口径炮弹弹体温挤压成形基础上，研究开发了齿轮精密成形的“逐次控制变形”新理论；“温冷
6、复合成形”新技术，“形变热处理技术”集成的新型制造技术，“开放式充填”、“径向分流，轴向导流”、“推挤成形”新工艺。这项技术解决了包括大模数、高、长齿型等各种齿轮精密塑性成形的关键技术难题，挤压成形出了符合产品图纸要求的齿轮。在实验室条件下，又成功地成形出摩托车变速齿轮，汽车同步环齿轮、变速副齿轮1200多件。实验证明：研究的新工艺，成功地解决了齿型充填、脱模等工艺难点，具有成形力小、能源消耗低、环境污染少等优点，能有效降低生产成本、提高生产效率和产品性能。2001年4月通过省级鉴定：处于国际领先水平。所成形的齿轮，已投入实际应用。省政办正2000)39号文，将“齿轮精密塑性成形中试基地建设”
7、列为山西省2000年高新技术重点项目，已在华北工学院建成进行中试研究。这是用精密成形新工艺代替“锻造机械切削加工”，也就是将原来的“热锻切削加工”生产零件变为用精密塑性成形直接生产高质量的齿轮的一种先进制造技术，该项技术可靠、可直接用于批量生产。该齿轮生产新技术与传统技术工艺的对比如图1。齿轮精密塑性成形具有以下优点： (1)提高产品的力学性能成形的零件保持了流线的完整，细化了组织，可提高齿轮强韧性20左右，疲劳寿命提高2倍。 (2)节能省材，减少环境污染，降低生产成本材料利用率由50提高到80以上；降低加热温度和时间，减少加热次数和切削量，节约能源3050。降低齿轮生产成本30以上，提高模具
8、寿命，具有明显的经济效益。(3)生产率高 “下料加热温、冷精密成形形变热处理”一条龙生产，便于组织连续化生产，一个单元可生产10 40件分钟。(4)产品的精度高，表面粗糙度低，可直接生产出产品零件。(5)具有良好的社会效益，精密成形技术，降低了加热温度和加热次数，降低了能耗；减少了锻造车间的噪音，净化和改善了劳动环境。模数为3、齿轮21、齿长33mm、齿高7mm。齿型公法线公差小于0.03mm，齿形满足产品要求，表面粗糙度达到Ra0.8，流线顺畅，所需成形力小。总之，齿轮精密塑性成形技术是先进可行的，对齿轮制造工艺来讲是一个突破性的转变，影响深远。22国内外研究现状与发展趋势该技术为自主知识产
9、权技术，在国内是独一无二的，对于大模数、长齿轮直齿齿轮的精密成型技术达到国际领先水平。从七十年代以来，各工业发达国家政府与工业界对近净成形技术投入了大量资金和人力，使这项技术得到很快发展，由于这项技术对市场竞争能力的突出贡献，被美国、日本政府和企业列为九十年代影响竞争能力的关键技术，其产值增长幅度也远高于制造业产值增长幅度。主要发展趋势有：1、不断开发近净成形新技术工业发达国家一直致力于开发近净成形新技术，在本专题所涉及的各件领域都有很大进展，因而近净形成形所占比重和成形件精度以及成形零件的复杂程度都有很大提高。例如汽车缸体铸件已经做到壁厚在34mm，轿车齿轮已有很多可以采用冷挤压生产，齿形不
10、再加工。轿车等速万向节零件是很复杂的零件，已经可以采用精确的塑性成形技术来生产。轿车连杆不仅尺寸精度高，重量偏差也小，轿车连杆重量精度已经可以控制在34%以下，这些技术都推动了轿车自重降低和性能提高，随着成形精度提高已经开发了一大批近净成形工艺技术。新材料的发展推动了新的成形技术研究开发，高密度能源（激光、等离子束、电子束等）的发展和用于近净成形，也推出了一批新的近净成形工艺。所有这些都使这项技术形成了五彩纷呈、竞相发展的局面。在我国近净成形技术在整个成形制造生产中所占比重还比较低，成形件精度总体水平平均要比发达国家低12个等级，一些新技术只有少数企业采用，不少复杂难成形件我国还不能生产，部分
11、先进成形设备、机械手机器人，很大一部分高水平自动化生产线国内还不能成套提供，因此总体水平要比国外落后1525年。2、应用工艺模拟技术，优化净成形工艺参数传统的成形技术是建立在经验和实验数据基础上的技术，制定一个新的零件成形工艺在生产时往往还要进行大量修改调试。计算机和计算技术发展，特别是非线性问题的计算技术发展，使成形过程的模拟分析和优化成为可能，国外通过大量工作已经形成铸造、锻造、复盖件冲压、模具CAD/CAM等多项商业软件，有力推动了近净成形技术发展，我国在模拟分析研究方面已经做了不少工作，但力量分散，每个单位的投入都不足，单项研究多，成为商品软件的很少，现在国外成形软件相继进入国内市场，
12、也暴露出成本高、不适合国情等问题。如何组织国内力量。从国情出发，把优势单位组织起来，开展工艺模拟和优化工作，开发先进适用软件，是当前应当解决的问题。3、不断开发适于近净成形生产用机器人和机械手近净成形通常是大批量生产，需要建设自动生产线，需要有相应的机械手和机器人，由于工作环境的多样性，通常又在高温下工作，因此近净成形机械手和机器人与一般冷加工和装配用的机器人有不同特点，在国外针对不同成形工艺需要，通过多年工作已经掌握了一系列成形机械手和机器人的设计制造技术，我国生产用成形机器人和机械手除部分引进消化发展和自行开发能提供企业需要外，多数产品还需要研究开发或通过引进消化吸收发展，逐步形成系列化。
13、4、开展并使用近净成形自动生产线和柔性生产线建线和控制技术，不断提高生产效率国外大批量生产的近净成形多数采用了自动线生产，因而具有生产率高、质量稳定、劳动条件好等优点，在工业发达国家这种生产线研究和建设已有几十年历史，并且随着人们对产品个性化的要求，已经出现一些柔性生产线。我国一些重点企业在7080年代前期依靠引进设备陆续建立了一些近净成形生产线，（例如70年代末期二汽购进了德国奥姆科公司的一万二千吨热模锻压力机生产自动线）。其后通过引进和自主开发，我国在90年代初已经能够全部依靠国内技术和设备建设热模锻生产线。还有很多生产线建设技术，国内尚未掌握，在下个世纪初十年必须掌握这些技术，才能根据国
14、内企业需求，建设不同自动化程度的生产线和柔性生产线。5、重视近净成形生产过程的质量控制，提高质量一致性国外企业为了保证产品质量一方面加强管理，做好生产全过程的质量控制，另一方面通过生产过程中的自动化和智能控制以保证近净成形生产质量稳定，并且开发各种在线检测和无损检测技术和仪器，并且进行了统计过程控制技术的研究和应用，从而使成形件的质量和精度可靠。上述几项关键技术我国还有不小差距，也需要尽快掌握，从而保证最终成形件质量。23 项目承担单位情况1999年，省政府出台了我省产业结构调整的宏伟蓝图，逐渐由“能源重化工传统产品”向高科技产品转化，加大了对高科技产品的扶持力度。清徐亚兴焦化有限公司紧跟省政府调整步伐，及时调整产品结构，以创新的思维，知识经济的理念，以超前的意识，走产品创新和机制创新之路，决定全面停止对环境有污染焦炭产品的生产，以华北工学院齿轮集成精密成形新技术和人才为后盾，“产、学、研”相结合，本着优势互补，平等互惠的原则，以清徐亚兴焦化有限公司为甲方，华北工学院为乙方，共同组建山西XX精密塑性成形有限公司，发挥各自之长，合资开发、研制、生产精密塑
