精密塑性成形可行性研究報告

精密塑性成形齒輪產(chǎn)業(yè)化項目可行性研究報告山西華清精密塑性成形一、概述………………………03二、技術(shù)可行性分析…………………042.1項目的技術(shù)內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)…………042.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢…………082.3項目承擔(dān)單位情況…………11三、項目成熟程度……………………12四、市場需求情況和風(fēng)險分析………………14五、投資估算及資金籌措…………17六、經(jīng)濟(jì)和社會效益分析…………176.1項目盈利能力分析……………………176.2不確定性分析…………………18七、綜合實力和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)…………20八、項目實施進(jìn)度計劃……………24九、結(jié)論………………………24一、概述齒輪是車輛、機械傳動裝置的主要基礎(chǔ)件，用途廣，批量大；形狀復(fù)雜，制造難度大，技術(shù)要求高，它代表著一個國家的機械制造水平。目前用的高強度齒輪，基本上都是采用熱鍛，然后切削加工而成。多次高溫加熱(鍛造和熱處理)和大量切削加工，材料利用率僅為30-50%，浪費了能源和材料、降低了產(chǎn)品性能，并污染了環(huán)境；周轉(zhuǎn)次數(shù)多，生產(chǎn)率低。造成產(chǎn)品零件生產(chǎn)的高能耗，高污染，高成本，低性能，低效率，雖有市場，但利潤低，有的甚至虧損，急待技術(shù)進(jìn)步。市場要求提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、高效生產(chǎn)，環(huán)境保護(hù)要求減少能耗和環(huán)境污染，因此，工廠迫切需要與此相適應(yīng)的新的成套技術(shù)。山西華清精密塑性成形研究開發(fā)出了齒輪精密成形新技術(shù)和新工藝，解決了包括大模數(shù)、高、長齒型在內(nèi)的各種齒輪精密塑性成形的關(guān)鍵技術(shù)難題。用精密塑性成形技術(shù)直接成形出齒輪的齒形，可直接達(dá)到產(chǎn)品要求或留少量的剃齒或磨齒余量。該技術(shù)可提高產(chǎn)品性能、節(jié)約材料、減少能耗，大幅度提高生產(chǎn)率。齒輪生產(chǎn)成本降低30%，疲勞壽命可提高20-30%。同時，減少了能耗和環(huán)境污染，降低了工人勞動強度。主要用于直齒柱齒輪、同步器齒輪的成形。國內(nèi)汽車及其它傳動機械每年需齒輪3億多件，具有廣闊的市場前景。精密塑性成形齒輪技術(shù)具有成形力小、齒輪充填好、脫模容易、減少能源消耗和環(huán)境污染、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品性能等優(yōu)點；是一種附加值高、帶動性強的新技術(shù)，有足夠潛力的高技術(shù)產(chǎn)品，也是一種先進(jìn)的符合可持續(xù)發(fā)展的制造技術(shù)；該技術(shù)急需進(jìn)行轉(zhuǎn)化，運用于生產(chǎn)實踐，形成新的生產(chǎn)力，提高產(chǎn)業(yè)化關(guān)聯(lián)度，產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。二、技術(shù)可行性分析2.1項目的技術(shù)內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)精密塑性成形技術(shù)是指零件成形后，僅需少量加工或不再加工，就可用作機械構(gòu)件的成形技術(shù)。它是建立在新材料、新能源、機電一體化、精密模具技術(shù)、計算機技術(shù)、自動化技術(shù)、數(shù)值分析和模擬技術(shù)等多學(xué)科高新技術(shù)成果基礎(chǔ)上，改造了傳統(tǒng)的毛坯成形技術(shù)，使之由粗糙成形變?yōu)閮?yōu)質(zhì)、高效、高精度、輕量化、低成本的成形技術(shù)。它使得成形的機械構(gòu)件具有精確的外形、高的尺寸精度、形位精度和好的表面粗糙度。該項技術(shù)包括近凈形鑄造成形、精確塑性成形、精確連接、精密熱處理改性、表面改性、高精度模具等專業(yè)領(lǐng)域，并且是新工藝、新裝備、新材料以及各項新技術(shù)成果的綜合集成技術(shù)。本項目在精密塑性成型工程研究的基礎(chǔ)上，針對產(chǎn)業(yè)化要面向工廠實際應(yīng)用的特點，對模具壽命、潤滑工藝及措施各工序銜接、坯料的裝取等主要關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行突破，并進(jìn)行大批量生產(chǎn)，考核產(chǎn)業(yè)化研究成果，并不斷對其進(jìn)行完善，使其達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。根據(jù)國際權(quán)威機構(gòu)預(yù)測，齒輪制造的發(fā)展趨勢，一是提高產(chǎn)品性能，降低生產(chǎn)成本；二是將多種先進(jìn)技術(shù)加以有機集成，形成新的制造技術(shù)。該齒輪精密成形技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，將提高產(chǎn)品性能，降低生產(chǎn)成本，形成新的齒輪制造技術(shù)，引起齒輪制造的一場新的大變革。華北工學(xué)院以張治民教授為首的課題組在研究大口徑炮彈彈體溫擠壓成形基礎(chǔ)上，研究開發(fā)了齒輪精密成形的“逐次控制變形”新理論；“溫——冷復(fù)合成形”新技術(shù)，“形變熱處理技術(shù)”集成的新型制造技術(shù)，“開放式充填”、“徑向分流，軸向?qū)Я鳌薄ⅰ巴茢D成形”新工藝。這項技術(shù)解決了包括大模數(shù)、高、長齒型等各種齒輪精密塑性成形的關(guān)鍵技術(shù)難題，擠壓成形出了符合產(chǎn)品圖紙要求的齒輪。在實驗室條件下，又成功地成形出摩托車變速齒輪，汽車同步環(huán)齒輪、變速副齒輪1200多件。實驗證明：研究的新工藝，成功地解決了齒型充填、脫模等工藝難點，具有成形力小、能源消耗低、環(huán)境污染少等優(yōu)點，能有效降低生產(chǎn)成本、、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品性能。2023年4月通過省級鑒定：處于國際領(lǐng)先水平。所成形的齒輪，已投入實際應(yīng)用。省政辦正2023)39號文，將“齒輪精密塑性成形中試基地建設(shè)”列為山西省2023年高新技術(shù)重點項目，已在華北工學(xué)院建成進(jìn)行中試研究。這是用精密成形新工藝代替“鍛造——機械切削加工”，也就是將原來的“熱鍛——切削加工”生產(chǎn)零件變?yōu)橛镁芩苄猿尚沃苯由a(chǎn)高質(zhì)量的齒輪的一種先進(jìn)制造技術(shù)，該項技術(shù)可靠、可直接用于批量生產(chǎn)。該齒輪生產(chǎn)新技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)工藝的對比如圖1。齒輪精密塑性成形具有以下優(yōu)點：(1)提高產(chǎn)品的力學(xué)性能成形的零件保持了流線的完整，細(xì)化了組織，可提高齒輪強韌性20％左右，疲勞壽命提高2倍。(2)節(jié)能省材，減少環(huán)境污染，降低生產(chǎn)成本材料利用率由50％提高到80％以上；降低加熱溫度和時間，減少加熱次數(shù)和切削量，節(jié)約能源30—50％。降低齒輪生產(chǎn)成本30％以上，提高模具壽命，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。(3)生產(chǎn)率高“下料——加熱——溫、冷精密成形——形變熱處理”一條龍生產(chǎn)，便于組織連續(xù)化生產(chǎn)，一個單元可生產(chǎn)1．0—40件／分鐘。(4)產(chǎn)品的精度高，表面粗糙度低，可直接生產(chǎn)出產(chǎn)品零件。(5)具有良好的社會效益，精密成形技術(shù)，降低了加熱溫度和加熱次數(shù)，降低了能耗；減少了鍛造車間的噪音，凈化和改善了勞動環(huán)境。模數(shù)為3、齒輪21、齒長33mm、齒高7mm。齒型公法線公差小于0.03mm，齒形滿足產(chǎn)品要求，表面粗糙度達(dá)到Ra0.8，流線順暢，所需成形力小?？傊?，齒輪精密塑性成形技術(shù)是先進(jìn)可行的，對齒輪制造工藝來講是一個突破性的轉(zhuǎn)變，影響深遠(yuǎn)。2．2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢該技術(shù)為自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)，在國內(nèi)是獨一無二的，對于大模數(shù)、長齒輪直齒齒輪的精密成型技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。從七十年代以來，各工業(yè)發(fā)達(dá)國家政府與工業(yè)界對近凈成形技術(shù)投入了大量資金和人力，使這項技術(shù)得到很快發(fā)展，由于這項技術(shù)對市場競爭能力的突出貢獻(xiàn)，被美國、日本政府和企業(yè)列為九十年代影響競爭能力的關(guān)鍵技術(shù)，其產(chǎn)值增長幅度也遠(yuǎn)高于制造業(yè)產(chǎn)值增長幅度。主要發(fā)展趨勢有：1、不斷開發(fā)近凈成形新技術(shù)工業(yè)發(fā)達(dá)國家一直致力于開發(fā)近凈成形新技術(shù)，在本專題所涉及的各件領(lǐng)域都有很大進(jìn)展，因而近凈形成形所占比重和成形件精度以及成形零件的復(fù)雜程度都有很大提高。例如汽車缸體鑄件已經(jīng)做到壁厚在3～4mm，轎車齒輪已有很多可以采用冷擠壓生產(chǎn)，齒形不再加工。轎車等速萬向節(jié)零件是很復(fù)雜的零件，已經(jīng)可以采用精確的塑性成形技術(shù)來生產(chǎn)。轎車連桿不僅尺寸精度高，重量偏差也小，轎車連桿重量精度已經(jīng)可以控制在3～4%以下，這些技術(shù)都推動了轎車自重降低和性能提高，隨著成形精度提高已經(jīng)開發(fā)了一大批近凈成形工藝技術(shù)。新材料的發(fā)展推動了新的成形技術(shù)研究開發(fā)，高密度能源（激光、等離子束、電子束等）的發(fā)展和用于近凈成形，也推出了一批新的近凈成形工藝。所有這些都使這項技術(shù)形成了五彩紛呈、競相發(fā)展的局面。在我國近凈成形技術(shù)在整個成形制造生產(chǎn)中所占比重還比較低，成形件精度總體水平平均要比發(fā)達(dá)國家低1～2個等級，一些新技術(shù)只有少數(shù)企業(yè)采用，不少復(fù)雜難成形件我國還不能生產(chǎn)，部分先進(jìn)成形設(shè)備、機械器人，很大一部分高水平自動化生產(chǎn)線國內(nèi)還不能成套提供，因此總體水平要比國外落后15～25年。2、應(yīng)用工藝模擬技術(shù)，優(yōu)化凈成形工藝參數(shù)傳統(tǒng)的成形技術(shù)是建立在經(jīng)驗和實驗數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的技術(shù)，制定一個新的零件成形工藝在生產(chǎn)時往往還要進(jìn)行大量修改調(diào)試。計算機和計算技術(shù)發(fā)展，特別是非線性問題的計算技術(shù)發(fā)展，使成形過程的模擬分析和優(yōu)化成為可能，國外通過大量工作已經(jīng)形成鑄造、鍛造、復(fù)蓋件沖壓、模具CAD/CAM等多項商業(yè)軟件，有力推動了近凈成形技術(shù)發(fā)展，我國在模擬分析研究方面已經(jīng)做了不少工作，但力量分散，每個單位的投入都不足，單項研究多，成為商品軟件的很少，現(xiàn)在國外成形軟件相繼進(jìn)入國內(nèi)市場，也暴露出成本高、不適合國情等問題。如何組織國內(nèi)力量。從國情出發(fā)，把優(yōu)勢單位組織起來，開展工藝模擬和優(yōu)化工作，開發(fā)先進(jìn)適用軟件，是當(dāng)前應(yīng)當(dāng)解決的問題。3、不斷開發(fā)適于近凈成形生產(chǎn)用機器人和機械手近凈成形通常是大批量生產(chǎn)，需要建設(shè)自動生產(chǎn)線，需要有相應(yīng)的機械手和機器人，由于工作環(huán)境的多樣性，通常又在高溫下工作，因此近凈成形機械手和機器人與一般冷加工和裝配用的機器人有不同特點，在國外針對不同成形工藝需要，通過多年工作已經(jīng)掌握了一系列成形機械手和機器人的設(shè)計制造技術(shù)，我國生產(chǎn)用成形機器人和機械手除部分引進(jìn)消化發(fā)展和自行開發(fā)能提供企業(yè)需要外，多數(shù)產(chǎn)品還需要研究開發(fā)或通過引進(jìn)消化吸收發(fā)展，逐步形成系列化。4、開展并使用近凈成形自動生產(chǎn)線和柔性生產(chǎn)線建線和控制技術(shù)，不斷提高生產(chǎn)效率國外大批量生產(chǎn)的近凈成形多數(shù)采用了自動線生產(chǎn)，因而具有生產(chǎn)率高、質(zhì)量穩(wěn)定、勞動條件好等優(yōu)點，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家這種生產(chǎn)線研究和建設(shè)已有幾十年歷史，并且隨著人們對產(chǎn)品個性化的要求，已經(jīng)出現(xiàn)一些柔性生產(chǎn)線。我國一些重點企業(yè)在70～80年代前期依靠引進(jìn)設(shè)備陸續(xù)建立了一些近凈成形生產(chǎn)線，（例如70年代末期二汽購進(jìn)了德國奧姆科公司的一萬二千噸熱模鍛壓力機生產(chǎn)自動線）。其后通過引進(jìn)和自主開發(fā)，我國在90年代初已經(jīng)能夠全部依靠國內(nèi)技術(shù)和設(shè)備建設(shè)熱模鍛生產(chǎn)線。還有很多生產(chǎn)線建設(shè)技術(shù)，國內(nèi)尚未掌握，在下個世紀(jì)初十年必須掌握這些技術(shù)，才能根據(jù)國內(nèi)企業(yè)需求，建設(shè)不同自動化程度的生產(chǎn)線和柔性生產(chǎn)線。5、重視近凈成形生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制，提高質(zhì)量一致性國外企業(yè)為了保證產(chǎn)品質(zhì)量一方面加強管理，做好生產(chǎn)全過程的質(zhì)量控制，另一方面通過生產(chǎn)過程中的自動化和智能控制以保證近凈成形生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定，并且開發(fā)各種在線檢測和無損檢測技術(shù)和儀器，并且進(jìn)行了統(tǒng)計過程控制技術(shù)的研究和應(yīng)用，從而使成形件的質(zhì)量和精度可靠。上述幾項關(guān)鍵技術(shù)我國還有不小差距，也需要盡快掌握，從而保證最終成形件質(zhì)量。2．3項目承擔(dān)單位情況2023年，省政府出臺了我省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的宏偉藍(lán)圖，逐漸由“能源重化工傳統(tǒng)產(chǎn)品”向高科技產(chǎn)品轉(zhuǎn)化，加大了對高科技產(chǎn)品的扶持力度。清徐亞興焦化緊跟省政府調(diào)整步伐，及時調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，以創(chuàng)新的思維，知識經(jīng)濟(jì)的理念，以超前的意識，走產(chǎn)品創(chuàng)新和機制創(chuàng)新之路，決定全面停止對環(huán)境有污染焦炭產(chǎn)品的生產(chǎn)，以華北工學(xué)院齒輪集成精密成形新技術(shù)和人才為后盾，“產(chǎn)、學(xué)、研”相結(jié)合，本著優(yōu)勢互補，平等互惠的原則，以清徐亞興焦化為甲方，華北工學(xué)院為乙方，共同組建山西華清精密塑性成形，發(fā)揮各自之長，合資開發(fā)、研制、生產(chǎn)精密塑性成形齒輪高新技術(shù)產(chǎn)品，建立生產(chǎn)基地，形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益，從而促進(jìn)和帶動清徐縣經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，可見，項目具有十分重要的意義，項目實施對企業(yè)將是調(diào)產(chǎn)的新機遇，又是優(yōu)勢整合，二次創(chuàng)業(yè)新的經(jīng)濟(jì)增長點。產(chǎn)品填補了國內(nèi)空白，既適時，更必要。三、項目成熟程度對齒輪常用鋼20CrMnTi的溫成形性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)了該材料在兩相區(qū)變形時鐵素體新的細(xì)化機構(gòu)，提出了"項鏈?zhǔn)?動態(tài)再結(jié)晶--新的細(xì)化模型。并在試驗基礎(chǔ)上，運用泛函極值原理，開發(fā)了實驗數(shù)據(jù)處理程序DAM（DataAnalysisMethod），提出了新的插值方法得到了與實驗結(jié)果基本相符的變形抗力數(shù)學(xué)模型。結(jié)合實際生產(chǎn)進(jìn)行了批量試制，驗證了"溫-冷復(fù)合成形"及"軸向?qū)Я鳎瑥较蚍至?、"開放式充填"、"補充成形"等新成形技術(shù)的可行性，解決了大模數(shù)、長齒型直齒齒輪精密成形和產(chǎn)品精度問題；研究的潤滑工藝及潤滑材料，完全可以代替冷整形前毛坯軟化、酸洗、磷化、皂化處理，既減少了環(huán)境污染，又減少了成形工序，降低了表面粗糙度(達(dá)Ra0.8以下)；解決了成形齒輪毛坯的后續(xù)機加工序的銜接，使該技術(shù)用于齒輪實際生產(chǎn)成為可能。此齒輪生產(chǎn)新技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相比具有以下特點：1.節(jié)能省材、減少環(huán)境污染、降低生產(chǎn)成本材料利用率由50%提高到80%以上；降低加熱溫度和時間,減少加熱次數(shù)和切削量，節(jié)約能源30-50%；降低齒輪生產(chǎn)成本30%以上，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。2.生產(chǎn)率高"下料-加熱-溫-冷精密成形-形變熱處理"一條龍生產(chǎn)，便于組織連續(xù)化生產(chǎn)，一個單元可生產(chǎn)10-40件/分鐘。由于降低了加熱溫度和加熱次數(shù)，從而節(jié)約了能耗；減少了鍛造噪音，凈化和改善了勞動環(huán)境。此外可減少機加設(shè)備占有率，減少工件周轉(zhuǎn)等，具有良好的社會效益。3.提高產(chǎn)品的力學(xué)性能成形的零件，保持了流線的完整，細(xì)化了組織（晶粒度達(dá)11級），可提高齒輪強韌性20%左右，預(yù)計疲勞壽命（接觸與彎曲）可以提高2倍以上。本項目已在山西大同齒輪集團(tuán)有限責(zé)任公司、山西華清精密塑性成形、長治市金力光譜普高科技開發(fā)等廠家的汽車變速箱中的六檔固定齒座、跟蹤式太陽能熱水器的傳動齒輪等產(chǎn)品的生產(chǎn)中推廣應(yīng)用，取得了良好經(jīng)濟(jì)和社會效益。采用精密成形技術(shù)，材料利用率高，機械切削加量少，節(jié)約能源，減少了環(huán)境污染，便于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，將使我國齒輪制造技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。我們的實驗結(jié)果表明，用本工藝制造的工件，零件疲勞壽命可提高20%。同時由于新工藝的應(yīng)用，齒輪的制造也會采用新的材料，減少工件尺寸，以實現(xiàn)進(jìn)一步的輕量化。3．2核心技術(shù)本項目是由華北工學(xué)院以張治民教授為首的課題組在研究大口徑炮彈彈體溫擠壓成形基礎(chǔ)上，研究開發(fā)了齒輪精密成形的“逐次控制變形”新理論；“溫——冷復(fù)合成形”新技術(shù)，“形變熱處理技術(shù)”集成的新型制造技術(shù)，“開放式充填”、“徑向分流，軸向?qū)Я鳌?、“推擠成形”新工藝。2023年4月通過省級科學(xué)技術(shù)成果鑒定：處于國際領(lǐng)先水平。所成形的齒輪，已投入實際應(yīng)用。省政辦正2023)39號文，將“齒輪精密塑性成形中試基地建設(shè)”列為山西省2023年高新技術(shù)重點項目，已在華北工學(xué)院建成進(jìn)行中試研究。該技術(shù)解決了包括大模數(shù)、高、長齒型等各種齒輪精密塑性成形的關(guān)鍵技術(shù)難題，擠壓成形出了符合產(chǎn)品圖紙要求的齒輪。在實驗室條件下，又成功地成形出摩托車變速齒輪，汽車同步環(huán)齒輪、變速副齒輪1200多件。實驗證明：研究的新工藝，成功地解決了齒型充填、脫模等工藝難點，具有成形力小、能源消耗低、環(huán)境污染少等優(yōu)點，能有效降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品性能。這是用精密成形新工藝代替“鍛造——機械切削加工”，也就是將原來的“熱鍛——切削加工”生產(chǎn)零件變?yōu)橛镁芩苄猿尚沃苯由a(chǎn)高質(zhì)量的齒輪的一種先進(jìn)制造技術(shù)，該項技術(shù)可靠、可直接用于批量生產(chǎn)。四、市場需求情況和風(fēng)險分析齒輪是機械傳動的主要零件之一，范圍大，用途廣。以國內(nèi)年產(chǎn)汽車150萬輛，農(nóng)用車250萬輛、摩托車1000萬輛、加上其他傳動機械共需齒輪2億多件，還可用于各種車輛零配件和其他零件的精密塑性成形，并可開發(fā)與這相適應(yīng)的精密成形和低壓變溫滲透碳設(shè)備，自動控制裝置等，帶動相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。目前我國汽車發(fā)展態(tài)勢強勁，汽車上需要此種產(chǎn)品的加工零件就更多了：僅車橋一個部件上就至少有十幾個零件需要該產(chǎn)品加工。一個年產(chǎn)量在10萬輛以下的底盤廠至少要配置本產(chǎn)品10臺以上。據(jù)我們收集的資料，全國年產(chǎn)發(fā)動機數(shù)百萬臺，汽車數(shù)百萬輛，市場的需求巨大。目前轎車零件向著輕量化、高強度、高精度、低能耗的方向發(fā)展。塑性精密成形技術(shù)對于提高轎車零件產(chǎn)品精度、縮短產(chǎn)品交貨期、減少或免除切削加工、降低成本、節(jié)省原材料、降低能耗、提高產(chǎn)品性能等方面有其突出的優(yōu)勢?，F(xiàn)在國內(nèi)約有265家廠家在從事齒輪加工與制造，仍采用落后的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，造成齒輪生產(chǎn)的材料利用率低。據(jù)不完全統(tǒng)計，齒輪材料每年將有20萬噸鋼材被白白切削浪費掉，就原材料一項損失就達(dá)10億元；所浪費的切削加工工時及能耗更高；高溫鍛造及熱處理，浪費了能源，并污染了環(huán)境。由于齒輪生產(chǎn)的高成本、低性能，雖仍有市場，但利潤甚低，產(chǎn)品缺乏競爭力，多數(shù)廠家的生產(chǎn)處于不景氣狀態(tài)。與普通模鍛比較，塑性精密成形具有表面質(zhì)量好、機械加工余量少、尺寸精度高、零件機械強度高等優(yōu)點。特別是在冷擠壓變形過程中金屬毛坯始終處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)下及在擠壓過程中產(chǎn)生的冷作強化特性，使變形后材料組織致密、由于具有連續(xù)的纖維流向，因而制件的強度有較大提高。因此近年來塑性精密成形技術(shù)正在成為轎車零件制造的方向之一。圓錐齒輪是轎車傳動與變速系統(tǒng)上的重要零件，平均每輛車需3對6件，為滿足國內(nèi)新車安裝，舊車維修和國外用戶訂單，所需的品種多，數(shù)量巨大。4．2國際市場需求分析從七十年代以來，各工業(yè)發(fā)達(dá)國家政府與工業(yè)界對近凈成形技術(shù)投入了大量資金和人力，使這項技術(shù)得到很快發(fā)展，由于這項技術(shù)對市場競爭能力的突出貢獻(xiàn)，被美國、日本政府和企業(yè)列為九十年代影響競爭能力的關(guān)鍵技術(shù)，其產(chǎn)值增長幅度也遠(yuǎn)高于制造業(yè)產(chǎn)值增長幅度。世界上由于傳動件齒輪制造技術(shù)復(fù)雜、要求高，在市場競爭如此激烈的情況下，國外許多大公司都投入相當(dāng)多的力量進(jìn)行研究和開發(fā)新技術(shù)。如法國雷諾公司，德國ZF公司，日本日產(chǎn)公司等都進(jìn)行了相關(guān)技術(shù)的研究，但未見有工程化。近年來，歐洲和日本對轎車圓錐齒輪閉式冷精鍛技術(shù)及裝備進(jìn)行了大力開發(fā)與應(yīng)用，并已逐漸取代傳統(tǒng)的機加工方法生產(chǎn)，產(chǎn)生了顯著的效益。國內(nèi)，江蘇、重慶等地的民營企業(yè)進(jìn)口了日本和德國的轎車圓錐齒輪精鍛技術(shù)及精鍛壓力機，經(jīng)過幾年的生產(chǎn)表明：設(shè)備價格昂貴（200~300萬美元/臺（套）），導(dǎo)致長時間虧損；使用單位技術(shù)力量薄弱，消化吸收與二次開發(fā)能力差。五、投資估算及資金籌措本項目總投資650萬元，企業(yè)自籌550萬元,申請配套資金100萬元。費用支出：設(shè)備費：350萬元、能源材料費100萬元、實驗外協(xié)費80萬元、測試及化驗費30萬元、差旅費10萬元、人員費20萬元、其他費用60萬元；六、經(jīng)濟(jì)和社會效益分析利用齒輪精密塑性成形技術(shù)，可直接成形出齒輪的齒型，齒面不再進(jìn)行切削粗加工，材料利用率由30～50%提高到85%左右，縮短材料周轉(zhuǎn)和加熱時間，減少加熱次數(shù)和切削量；節(jié)約能源50%以上；提高齒輪疲勞壽命20～30%；并大幅度提高生產(chǎn)率；降低齒輪生產(chǎn)成本30%以上。減少能耗和環(huán)境污染，凈化工作環(huán)境，降低工人勞動強度，并且具有柔性制造能力，適應(yīng)性強，不僅適應(yīng)于目前使用的漸開線齒輪的生產(chǎn)，更適用于新型齒輪如擺線等各種齒輪的生產(chǎn)，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品性能好，具有明顯的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。6．1項目盈利能力分析6．1．1靜態(tài)指標(biāo)分析=54％6．1．2財務(wù)現(xiàn)金流量分析財務(wù)現(xiàn)金流量計算詳見附表1-4—8財務(wù)現(xiàn)金流量表(全部投資)，經(jīng)測算分析，各項指標(biāo)如下：評價指標(biāo)所得稅后財務(wù)內(nèi)部收益率：31-％財務(wù)凈現(xiàn)值(i0＝12％)：10635萬元投資回收期：4．2自有資金財務(wù)內(nèi)部收益率為43％，財務(wù)凈現(xiàn)值為11705萬元6．2不確定性分析：6．2．1盈虧平衡分析以達(dá)產(chǎn)年(第五年)的數(shù)據(jù)進(jìn)行測算，盈虧平衡點(以生產(chǎn)能力利用率來表示)為：計算結(jié)果表明：當(dāng)生產(chǎn)負(fù)荷達(dá)到49%時，企業(yè)可以保本經(jīng)營。盈虧分析示意圖如下：6．2．2敏感性分析為了測算項目可能承受的風(fēng)險程度，將項目計算期內(nèi)可能發(fā)生變化的因素，主要有銷售收入、經(jīng)營成本和固定資產(chǎn)投資，對財務(wù)內(nèi)部收益率的影響進(jìn)行敏感性分析。參見表14－1敏感性分析表。分析結(jié)果表明：財務(wù)內(nèi)部收益率對銷售收入的變化相當(dāng)敏感。因此企業(yè)應(yīng)進(jìn)一步拓寬銷售市場，同時應(yīng)加強成本控制，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。表14－1敏感性分析表（所得稅后）從投資經(jīng)濟(jì)效益評價指標(biāo)可以看到，項目投資利潤率、投資利稅率、財務(wù)內(nèi)部收益率都高于同行業(yè)的基準(zhǔn)值，說明項目的投資效果良好。項目投資回收期低于行業(yè)基準(zhǔn)值，說明項目的投資回收速度較快。從不確定性分析來看，項目的抗風(fēng)險能力較強。綜上所述，本項目經(jīng)濟(jì)上是可行的。七、綜合實力和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)山西華清精密塑性成形有建于清徐縣吳村鄉(xiāng)油房堡村，該村交通方便，南鄰307國道晉夏公路段，西鄰亞興焦化，北鄰舊307國道。廠址距縣城5公里，離太原市中心45公里，距太原機場32公里，地理位置優(yōu)越。廠地形較平坦，供電、供水都比較方便，地方供電局已有承諾，若有缺口，可由鄰廠東盛焦化廠供給。據(jù)相鄰企業(yè)建廠地質(zhì)資料分析，本項目建廠地質(zhì)條件較好，有利于新建工程項目建設(shè)。本項目無劇毒性廢物，工藝用水經(jīng)水質(zhì)處理后，可循環(huán)使用。本項目系高科技成果產(chǎn)業(yè)化，從技術(shù)發(fā)展到產(chǎn)品銷售有諸多有利因素。我省大同齒輪集團(tuán)主導(dǎo)產(chǎn)品是重型汽車變速箱，主要用戶為東汽公司、一汽公司、金龍公司和上柴公司，歷年來該產(chǎn)品占有國內(nèi)市場份額由原37％上升到目前的45％以上，并基本上形成了穩(wěn)固的配套關(guān)系。該項目可利用這一有利條件，與大同齒輪集團(tuán)強強聯(lián)手，作為推廣新型齒輪技術(shù)的切入點，根據(jù)大齒集團(tuán)市場調(diào)查，預(yù)測前景較為樂觀，市場需求如下表：隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是加入WTO之后，國家公路法規(guī)與國際貫例接軌，以往中重型車錯位的現(xiàn)象將得到一定程度的扼制，由此將有利于重型車的發(fā)展，加之國家加大基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，我國道路條件將會得到很好改善。西部大開發(fā)需要大量重型車、大客車，費改稅的宣傳，提高了用戶對重型車高效益的預(yù)期購買意識，可望精密塑性成形齒輪將會有大的需求市場。本項目負(fù)責(zé)人為張志民教授，畢業(yè)于華北工學(xué)院。先后在《金屬學(xué)報》、《兵工學(xué)報》、《塑性工程學(xué)報》、國際塑性加工年會等國內(nèi)外期刊和國際國內(nèi)會議上發(fā)表學(xué)術(shù)論文50多篇；出版專著《溫?zé)岢尚卧谲囕v零件制造中的應(yīng)用》1部。先后負(fù)責(zé)省部級重點科研項目12項，橫向合作項目6項。有6項通過省部級鑒定；5項國際先進(jìn)，1項國際領(lǐng)先。3、企業(yè)從事研究開發(fā)的人員力量、資金投入，以及企業(yè)內(nèi)部管理體系等情況。(一)企業(yè)組織機構(gòu)：公司實行董事會領(lǐng)導(dǎo)下的經(jīng)理負(fù)責(zé)制，經(jīng)理由董事會任命，部室干部由經(jīng)理任命，下設(shè)公司辦公室，生產(chǎn)部、工程技術(shù)部、質(zhì)檢部(測試中心)、營銷部、財務(wù)部、綜合部職能管理機構(gòu)。(二)工作制度按國家現(xiàn)行的全年工作日為25l天，每班為8小時工作制，生產(chǎn)車間采用兩班制(熱處理自動線三班制)，輔助車間原則上為單班制，根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)特點，個別工種如：模具車間鉗工人員需采用二班制，電加上需三班連續(xù)工作。工人年時基數(shù)：1850小時設(shè)備年時基數(shù)：3800小時(二班制)5480小時(三班制)(三)勞動定員本項目生產(chǎn)工人285人，輔助工人96人，職能科室20人，工程技術(shù)人員10人，營銷人員10人，新增人員由公司酌情自行解決，所有人員需經(jīng)培訓(xùn)后方可上崗工作。(四)員工培訓(xùn)精密塑性成形齒輪生產(chǎn)系高新技術(shù)，技術(shù)含量高、科技成果產(chǎn)業(yè)化有許多新工藝技術(shù)，裝備來保證，方可使成果轉(zhuǎn)化正常實施，生產(chǎn)全過程工藝制定、人員操作環(huán)環(huán)都需要嚴(yán)密精心，素質(zhì)要高，因此各崗位從業(yè)人員基本素質(zhì)應(yīng)具備一定文化基礎(chǔ)，同時應(yīng)進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)。尤其對模具車間生產(chǎn)工人，除加工中心，電加工操作人員定人定機外，其余工種原則上應(yīng)一專多能，一方面可精干生產(chǎn)工人隊伍，同時也便于生產(chǎn)銜接，提高制作效率。八、項目實施進(jìn)度計劃編制本項目實施計劃主要根據(jù)項目各階段實施過程中，所必須具備的條件，并結(jié)合考慮項目在實施過程中不可預(yù)見因素所造成的進(jìn)度影響，使項目計劃的編制盡量接近實際情況。實施計劃見下表。實施時間實施內(nèi)容及目標(biāo)2023/02——2023/08精密成形機理研究，變形量的合理分配研究2023/09——2023/12成形模具結(jié)構(gòu)及材料耐用度研究2023/01——2023/06柔性生產(chǎn)線的研究及自動監(jiān)測系統(tǒng)研究2023/07——2023/09建成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線九、結(jié)論齒輪精密塑性集成成形新技術(shù)具有齒輪生產(chǎn)的柔性制造能力，適應(yīng)性強，不僅適應(yīng)于目前使用的漸開線齒輪的生產(chǎn)，還可以用于新型齒輪如擺線等各種齒輪的生產(chǎn)，還可用于各種傳動件的生產(chǎn)，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品性能好，商業(yè)風(fēng)險小，能夠在激烈的市場競爭中占領(lǐng)一席之地。此外，還可用于各種車輛零配件和其他零件的精密塑性成形，并可開發(fā)與之相適應(yīng)的精密成形的低壓變溫滲碳設(shè)備、自動控制裝置等，帶動相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。又由于該項目的技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，國內(nèi)齒輪生產(chǎn)成本低，在價格和性能上市場競爭力強，有望打開并占領(lǐng)國際市場。綜觀上述，精密塑性成形齒輪是一項高新技術(shù)創(chuàng)新潛力產(chǎn)品，也是節(jié)能節(jié)材的產(chǎn)品，在全國還是首創(chuàng)，具有較強的生命力和競爭力。企業(yè)應(yīng)直面市場，在立足本省，放眼全國的基礎(chǔ)上，充分利用該產(chǎn)品高關(guān)聯(lián)度、高技術(shù)、大市場的產(chǎn)業(yè)特點，把這一新產(chǎn)品做大做強，盡快將齒輪精密成形技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，將這一新產(chǎn)品推向市場，展露新的風(fēng)采，在齒輪產(chǎn)品上鑄就輝煌，為山西省機械行業(yè)齒輪制造業(yè)的振興和騰飛做出貢獻(xiàn)。

一、工程概況忠縣白石鎮(zhèn)兩河片區(qū)供水工程建設(shè)規(guī)模1000m3/d規(guī)模水廠一座，水源為紅旗水庫，經(jīng)遼陰巖凈水廠常規(guī)工藝處理后，用配水管道向用戶供水。該項目位于白石鎮(zhèn)華山村，主要項目有反應(yīng)沉淀池、重力式無閥濾池、清水池、加氯加藥房、管理用房、減壓池、配水管、圍墻、進(jìn)場道路及廠區(qū)道路、PE100（160、140、125、110、90、75、63、50、40、32）管道約40公里等。主要解決白石鎮(zhèn)白花村、關(guān)金村、華山村、望巖村、中坪村5個村5617人的飲水安全問題。1、建設(shè)四方建設(shè)單位：忠縣水務(wù)服務(wù)中心設(shè)計單位：重慶布澤水利電力勘測設(shè)計有限公司監(jiān)理單位：北京市中冠水利工程監(jiān)理有限公司重慶分公司施工單位：四川山江建工集團(tuán)有限公司二、工期工期：合同工期為：20**年**月**日到20**年**月**日。實際工期20**年**月**日到20**年**月**日。在建設(shè)單位的正確部署下，組織措施落實到位，以各行政村為單元，切實做好政策處理，組織平行流水施工，使得各項工作開展順利，按時完成了本工程的施工任務(wù)。三、主要施工方法一、PE100管施工施工準(zhǔn)備（1）施工技術(shù)人員認(rèn)真熟悉圖紙，領(lǐng)會設(shè)計意圖，對圖紙中發(fā)現(xiàn)的問題及時與業(yè)主、監(jiān)理及設(shè)計人員聯(lián)系。熟悉PE100管的一般性能，掌握必須的操作要點。（2）在各項預(yù)制加工項目開始前，根據(jù)設(shè)計施工圖編制材料計劃，將需要的材料、設(shè)備等按規(guī)格、型號準(zhǔn)備好，運至現(xiàn)場。（3）材料設(shè)備要求：管材和管件的內(nèi)外壁應(yīng)光滑平整，無氣泡、裂紋、脫皮和明顯的痕紋、凹陷，色澤應(yīng)基本一致。管材的端面應(yīng)垂直于管材的軸線。管件應(yīng)完整、無缺損、無變形。到現(xiàn)場的管材、管件等自檢合格后并經(jīng)監(jiān)理、業(yè)主驗明材質(zhì)，核對質(zhì)保書，規(guī)格、型號等，合格后方能入庫，并分別作好標(biāo)識。（4）材料的保存：管件和管材不應(yīng)長期置于陽光下照射，為避免管子在儲運時彎曲，堆放在平整的地方且堆置高度不得超過1.5米，管件逐層堆碼。搬運管材和管件時，應(yīng)小心輕放，避免油污，嚴(yán)禁劇烈撞擊，與尖銳觸碰和拋、摔、拖。施工現(xiàn)場與材料存放處溫差較大時，于安裝前將管件和管材在現(xiàn)場放置一定時間，使其溫度接近施工現(xiàn)場環(huán)境溫度。施工條件(1)施工圖紙及其他技術(shù)文件齊全,進(jìn)行圖紙技術(shù)交底,滿足施工要求。(2)施工方案、施工技術(shù)、材料機具供應(yīng)等能保證正常施工。(3)施工現(xiàn)場滿足管道施工的條件。管道裁剪及連接1、管道的裁剪切割管材須端面垂直于管軸線，切割時使用管剪或管道切割機，必要時用鋒利的鋼鋸，對其斷面去除毛邊和毛刺。管徑較?。―e20～De40）時用管剪比較方便，管徑較大時用管道切割機或鋼鋸裁剪管道，在裁剪前應(yīng)在裁剪的位置畫好印記，確保管材端面垂直于管軸線。2、管道的連接（1）同種材質(zhì)的給水聚丙烯管及管配件之間安裝可采用熱熔連接或電熔連接，安裝應(yīng)使用專用熱熔或熱熔工具。暗敷在地坪面內(nèi)的管道不得采用絲扣或法蘭連接。（2）管道一般熱熔連接，以下介紹熱熔連接的步驟：1）接通熱熔以電源，到達(dá)工作溫度指示燈亮后開始操作；2）為防止可能出現(xiàn)的細(xì)小裂紋和管道的損傷，在操作前，將管材兩端各切下4-5厘米，以去掉受損的端口。再擦拭管材與管件的端面保證清潔、干燥、無油；試壓及沖洗消毒1、試壓所有的安裝管網(wǎng)都要排空并進(jìn)行壓力試驗。冷水管試驗壓力應(yīng)為管道系統(tǒng)工作壓力的1.5倍，但不得小于1.6MPa；（1）試驗的準(zhǔn)備水壓試驗時間應(yīng)在熱熔管道連接24小時后進(jìn)行，在管道安裝完畢之后而尚未隱封起來之前，要先向管路內(nèi)通水并排出氣體。如果可能的話，要把壓力泵按放在系統(tǒng)的最低處。采用能夠讀出變化值為0.01MPa壓力的壓力表，壓力表要安裝在被試管網(wǎng)的最低點。（2）試驗增大壓力到規(guī)定的試驗壓力值。一小時之后開始試驗。在這個時期雖然有壓力損失，也不能增大壓力。試驗壓力變化要小于或等于0.05MPa。在工作壓力的1.15倍狀態(tài)下，穩(wěn)壓2小時，壓力降不得超過0.03MPa，同時檢查各連接處不得滲漏。對試壓管道應(yīng)采取安全有效的固定保護(hù)措施,但接頭部位必須明露。此項試驗在各末端開口處用管帽封堵,所有配水器具、水表均不安裝。為了能正確地辨別隱蔽管道的真實位置,隱蔽后的管道應(yīng)在地面用紅色油漆標(biāo)識管道位置,防止在土建和其他工種施工過程中破壞管道。（3）管道通水及沖洗消毒（1）管道通水水壓試驗全部合格后,在供水設(shè)備具備供水條件,減壓裝置已調(diào)至規(guī)定的數(shù)值,各用戶末端的配水器具安裝完畢,室內(nèi)外排水系統(tǒng)和設(shè)施均具備使用條件的情況下,可進(jìn)行全系統(tǒng)通水試驗。其目的在于檢驗供水系統(tǒng)的供水能力、水壓是否滿足設(shè)計和規(guī)范規(guī)定。（2）管道沖洗消毒給水管道系統(tǒng)在驗收前應(yīng)進(jìn)行通水沖洗。沖洗水流速宜>2m/s,沖洗時應(yīng)不流死角,每個配水點龍頭都應(yīng)打開,在系統(tǒng)最低點設(shè)放水口,直至沖洗出口處排水水質(zhì)與進(jìn)水相當(dāng)為止。管道沖洗完在使用前應(yīng)采用游離氯濃度為20～30mg/L的水灌滿管道進(jìn)行消毒,含氯水在管中應(yīng)靜置24h以上。管道消毒后，用飲用水沖洗，并經(jīng)衛(wèi)生監(jiān)督管理部門取樣檢驗，水質(zhì)符合現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》后，方可交付使用。材料的節(jié)約1、管件的合理使用由于PE管配件的價格比較昂貴，在管道安裝中盡量減少管配件的使用，尤其是管徑較大的干立管更應(yīng)注意管件的合理使用質(zhì)量控制措施在施工前,先進(jìn)行包括工程特點、設(shè)計要求及本工藝規(guī)定內(nèi)容的施工技術(shù)交底。增強施工人員的質(zhì)量意識,調(diào)集責(zé)任心強、經(jīng)驗豐富的人員參與施工。設(shè)立專職質(zhì)檢員進(jìn)行過程控制。保管好各類施工機具,特別是要保證熱熔焊接機處于良好的工作狀態(tài)。設(shè)置嚴(yán)密的質(zhì)量控制體系,實行分級控制,每道工序都要進(jìn)行檢查,合格后方可進(jìn)入下道工序。一、溝槽開挖（1）溝槽開挖前工作開槽前要認(rèn)真調(diào)查了解地上地下障礙物，以便開槽時采取妥善加固保護(hù)措施，根據(jù)業(yè)主方提供的地下管線資料和我公司的現(xiàn)場調(diào)查，統(tǒng)計出現(xiàn)況地下管線情況，采取有效措施加以保護(hù)。（2）溝槽開挖形式根據(jù)設(shè)計圖中設(shè)計管道的規(guī)格及埋置深度以及規(guī)范要求來確定溝槽開挖的形式。（3）開挖方法a.土方開挖采用機械開挖，槽底預(yù)留20cm由人工清底。開挖過程中嚴(yán)禁超挖，以防擾動地基。對于有地下障礙物的地段由人工開挖，嚴(yán)禁破壞。b.溝槽開挖盡量按先深后淺順序進(jìn)行，以利排水。c.挖槽土方處置，按現(xiàn)場暫存、場外暫存、外棄相結(jié)合的原則進(jìn)行。開槽土方凡適宜回填的土選擇妥善位置進(jìn)行堆放，但不得覆蓋測量等標(biāo)注，均暫存于現(xiàn)場用于溝槽回填?；靥钔潦┕で爸贫ê侠硗练秸{(diào)配計劃，作好土方平衡少土方外運及現(xiàn)場土方調(diào)運。d.開槽后及時約請各有關(guān)人員驗槽，槽底合格后方可進(jìn)行下道工序。如遇槽底土基不符合設(shè)計要求，及時與設(shè)計、監(jiān)理單位及地勘部門聯(lián)系，共同研究基底處理措施，方可進(jìn)行下道工序。二、下管在溝槽檢底后，經(jīng)核對管節(jié)、管件位置無誤后立即下管。下管時注意承口方向保持與管道安裝方向一致，同時在各接口處掏挖工作坑，工作坑大小為方便管道撞口安裝為宜。七、檢查第一節(jié)管與第二節(jié)管安裝要準(zhǔn)確，管子承口朝來水方向。安完第一節(jié)管后，用鋼絲繩和手板葫蘆將它鎖住，以防止脫口。安裝后，檢查插口推入承口的位置是否符合要求，用探尺插入承插口間隙中檢查膠圈位置是否正確，并檢查膠圈是否撞勻。八、安裝注意事項（1）管子需要截短時，插口端加工成坡口形狀，割管必須用球墨鑄鐵管專用切割機，嚴(yán)禁采用氣焊。（2）上膠圈之前注意，不能把潤滑劑刷在承口內(nèi)表面，不然會導(dǎo)致接口失敗。十、溝槽回填（1）水壓試驗前，除接口處管道回填至管頂50cm以上（2）管道兩側(cè)回填高差不超過20cm。（3）回填分層進(jìn)行。管道兩側(cè)和管頂以上50cm用木夯夯實，每層虛鋪厚度不大于20cm；管頂以上50cm至地面用蛙式打夯機夯實，每層虛鋪厚度20-25cm；應(yīng)做到夯夯相連，一夯壓半夯。（4）分段回填時，相鄰兩段接茬呈階梯形。（5）回填土不得有石塊、房渣土等不能夯實的土質(zhì)。十一、水壓試驗（1）進(jìn)行水壓實驗應(yīng)統(tǒng)一指揮，明確分工，對后背、支墩、接口、排氣閥等都應(yīng)規(guī)定專人負(fù)責(zé)檢查，并明確規(guī)定發(fā)現(xiàn)問題時的聯(lián)絡(luò)信號。（2）管道接口完成后，用短管甲、短管乙及盲板將試壓管段兩端及三通處封閉，試壓管段除接口外填土至管頂以上50cm并夯實。做好后背及閘門、三通等管件加固。由低點進(jìn)水，高點排氣，注滿水后浸泡24小時后，在試驗壓力下10min降壓不大于0.05Mpa時，為合格。（3）水壓實驗應(yīng)逐步升壓，.每次升壓以0.2Mpa為宜，每次升壓以后，穩(wěn)壓檢查沒有問題時再繼續(xù)升壓。（4）水壓