拖拉机材料及制造技术交流

1、拖拉机材料及制造技术汇报,一,二,四,五,目录 CONTENTS,2,3,拖拉机产品发展,动力换挡,由于操作、换挡及燃油经济性等方面的原因，动力换挡拖拉机已是国际主流产品，国内也已逐渐开始普及。其在传动精度、清洁度、装配检测、液压电控方面比传统的机械换挡要求提高一个数量级。,功率提升,由于结构性调整、土地流转、购机补贴等原因，大马力四驱机型已成为市场主力；单机功率增大，使拖拉机工况适应性提升、传动系复杂；传动件的扭矩密度提升。,个性化定制,随着经济作物的专业化和机械化，拖拉机的整机要求也趋于专用化，个性化的中小马力的拖拉机会成为市场新宠；智能、柔性化的制造技术可为拖拉机发展带来具大发展空间,发动机,国三、国四、国五排放发动机，要求在材料及制造、检测方面的技术进步。,4,拖拉机与轿车,拖拉机,小汽车,产量水平,性能：功能/舒适,黄金制造/供应链,制造技术,5,通用性、经济性（制造和使用）、联系性,拖拉机犁地,拖拉机,农机具,拖拉机与农机具,6,拖拉机制造工艺讨论,材料,铸造：高品质、轻量化、一体化； 轴齿件：开始强调材料的淬透性、纯净度、晶粒度等要求； 非金属：工程塑料、密封圈、胶管、内

2、饰、防冻液、液压油、油漆,工艺技术,快速铸造、精密锻造、激光焊接、磨削、表面改性、热熔覆、在线检测、清洁度、干式加工、高速切削、硬车削等（装备能力）。,生产制造,智能制造、精益生产、自动转运、桁架机械手、数字化车间,标准是基础、材料是关键、轴齿是重点、清洁度是保障；,一,二,四,五,目录 CONTENTS,7,8,我公司目前现行标准无金相组织要求（正在进行改进）、弹性模量与残余应力未纳入标准，国外铸件除性能外均有金相组织要求。,铸造（HT）,9,蠕铁,针对公司柴油机国标准切换的推进，以及国国非道路柴油机新、旧平台开发可能存在部分型号发动机的爆发压力将可能超出了现用材料HT250及HT275等的承受范围，当HT250及HT275无法满足要求时，蠕墨铸铁是选择方向之一。,10,国内蠕铁材料使用情况,目前国内发动机使用蠕铁材料的的厂家有：玉柴、一汽锡柴、陕西重汽、中国重汽、山东潍柴、二汽、安徽英普等一些船舶公司，天津新伟祥主要生产涡轮壳、南阳西峡主要生产排气管。,广西玉柴,一汽锡柴,中国重汽Man缸体,QT900-5六缸曲轴的试制,11,方案一 快速铸造,方案二 铁膜覆砂,球铁,12,CAD

3、I是近年来由等温淬火球墨铸铁(ADI)发展出的一种新型的耐磨材料因其具有较高硬度、高韧性的耐磨性能，适用于在农机具如犁铧、深松机械上推广使用。,CADI,犁铧尖,13,表面处理,锰系耐磨磷化：,研究一拖法国公司传动系和国外农机用齿轮件，其表面采用磷化处理提高耐磨性；,14,非调质钢是在中碳锰钢的基础上加入钒、钛、铌微合金化元素，使其在加热过程中溶于奥氏体中，使钢强化。这类钢在热轧状态、锻造状态或正火状态的力学性能既缩短了生产周期，又节省了能源。,非调质钢,15,以冷却液、润滑油、橡胶、塑料、油漆、V带、轮胎、润滑脂、丙酮、乙醇等为代表的非金属材料，在拖拉机整机品质提升中具有无可替代的作用。,非金属材料,16,工程塑料,一,二,三,五,目录 CONTENTS,17,快速铸造,18,19,减材制造,砂型切削机床,切削加工的砂型,与机械总院合作研发设备，国际领先技术； 特别适合产品试制，加工尺寸可达3X2米 刀具性能要求高、除砂排尘、应用工艺探索,增材制造,20,砂芯激光烧结机,烧结的砂芯,增材技术（3D打印），我所已于2010开始应用； 目前正进行产品品种拓展研究； 特别适合小型复杂难以加

4、工产品（如砂芯）； 缺点：效率不高、尺寸受限。,快速铸造成果,21,承担完成了863专项、国家重大专项、十二五科技支撑等三个国家项目； 参与完成了包括拖拉机、发动机在内的多种整机、部件的开发试制； 取得发明专利两项，实用新型专利两项，完成二十多篇论文。,快速 铸造 成果,拖拉机传动箱,发动机缸盖,拖拉机变速箱,拖拉机传动箱,发动机缸体,拖拉机变速箱,22,激光焊件接头金相组织,3）焊接,23,如何实现特殊与重要孔系加工。,如何控制夹紧、加工变形，保证产品精度。,如何进行工艺优化，提升质量、提高效率。,壳体加工,24,两工 序法,五轴联动加工中心,刀具优选,变形控制,机床性能,工艺优化,双工作台,在线测量,切削变形,热变形,切削参数,加工方法,夹紧变形,内应力变形,对于高精度大型复杂壳体，实现了一台机床两道工序完成所有加工内容。,两工序法,25,表面处理技术是在基体材料表面上人工形成一层与基体的机械、物理和化学性能不同的表层的工艺方法。表面处理的目的是满足产品的耐蚀性、耐磨性、装饰或其他特种功能要求，可以提高零件使用寿命。,5）表面处理,常规表面改性工艺或技术,26,01 电镀,表面喷涂

5、,03 渗碳,04 磷化,05 达克罗,07 氧化,06 QPQ,02, QPQ表面处理技术,27,QPQ处理是一种复合处理技术，是基于在渗氮盐浴和氧化盐浴中进行处理的工艺，可同时实现渗氮和氧化的复合处理，渗层组织是具有高强度和高耐蚀性的复合的氮化物和氧化物。优点：大幅提高零件表面的耐磨性和抗蚀性，解决具有复杂结构零件难以强化的问题，还具有工件畸变小、节能等优点，具有广阔的应用前景。,短叉轴,内齿圈,拨叉,球接头,常用防锈方法 1、表面预处理; 2、电镀; 3、热喷涂; 4、热浸镀; 5、表面转化改性技术; 6、表面扩散渗入技术,28, 防锈,习惯上，金属在大气中由于氧、水分及其他杂质而引起的腐蚀及变色称为生锈或锈蚀，这种腐蚀的产物称为“锈”。防锈可以用涂敷、表面处理、电镀、化学药品、阴极防锈处理、氮化或其他方法来达到。,7、缓蚀剂（VCI气相缓蚀剂） 8、使用防锈油 9、使用钝化液 10、浸入浓度较高的淘米水 11、烤蓝，烤搪瓷 12、镀其他金属(Zn，Al),29,清洁度,过程,控制,不同零件，不同工艺，如超声波、浪涌、高压喷淋等,手工，或在数控设备上直接用刀具去除。,清洁度与机器

6、寿命,30,资料显示：一台流量为12升/分的液压油泵，NAS1638标准，污染度降低一级，寿命成倍延长。,重量法,激光颗粒计数法,蔡司清洁度检测仪,杂质溯源（扫描电镜）,装配工艺,31,各种轴向间隙调整测量,各种扭矩加载工具,32,检测,33,涂装行业 清洁生产评价指标体系 发布,。,“十三五”VOCs总量控制政策, 涂装,34,常用涂料对比,35,新型轮式拖拉机智能制造新模式应用,1、一拖公司智能制造项目介绍,36,智能工厂总体构架,37,现代农业装备智能驾驶舱数字化工厂,38,一,二,三,四,目录 CONTENTS,39,40,41,现专业及研究方向,42,第三方检测平台，检测报告权威性。,一拖工艺材料研究所创新平台,CNAS认可实验室,关键零部件快速成型，与传统铸造相比，具有成本低、试制周期短、精度好等优点。,农机铸件快速成型技术河南省工程实验室,机械产品失效原因分析，避免重大质量事故和经济损失，助力提升产品品质和品牌效益。,洛阳市机械产品失效分析实验室,运用虚拟制造技术，实现虚拟样机的实景交互，提供数字化样机评审及数字化工厂建设服务。,虚拟制造实验室,负责本专业领域国家、行业标

7、准的起草和技术审查等工作。,全国拖拉机标准化委员会非金属制品分会,1、CNAS认可实验室,认 证 证 书,现有研发人员48人，各种理化检验仪器设备417台（套），实验室检测主要涵盖金相、金属、非金属、清洁度、无损检测等，为公司内部工艺研发、材料改进、品质提升提供强有力的支撑。,43,44,万能材料试验机,低温冲击试验机,覆膜砂高温强度试验仪,多功能涂料检测仪,胶管低温弯曲试验台,摩擦材料试验机,V带疲劳试验机,仪器设备,仪器设备,45,超声背散射淬硬层深度测量仪,超声波测厚仪,数字式超声波探伤仪,便携式磁粉探伤仪,X射线探伤透照室,TC-2000A交直流磁粉探伤机,46,光电直读原子发射光谱仪,ICP电感耦合等离子体发射光谱仪,手持式x射线荧光光谱仪,红外碳硫测定仪,TAS-990原子吸收分光光度仪,傅立叶红外光谱仪,仪器设备,47,仪器设备,LEICA S440i型扫描电镜,蔡司正置式金相显微镜,蔡司倒置式显微镜,蔡司清洁度检测仪,TAS-990原子吸收分光光度仪,HW2000型红外碳硫分析仪,48,产品失效分析的重要意义,事后分析,事前预防,失效分析是产品研发最重要的环节之一。每一

8、次失效，都可以看作是产品在服役条件下所做的一次最真实、最可靠的实验，也是付出高昂成本的最珍贵的第一手技术研究宝藏。,49,失效分析数据库,工艺材料研究所自一拖成立之初，一直承担公司内外产品质量问题的技术攻关及失效分析工作。从1957年2017经过40多年的积累，集中多专业/学科的智慧和经验，出具2000多份失效分析案例报告。,建立失效分析数据库。数据库以 “报告思路清楚，内容详实，案例典型，资料完整等”为原则，筛选出的失效分析案例904篇，并按照零件失效类型进行了分类、整理。,50,实验室现有CAE模拟分析基础,工艺材料研究所拥有ABAQUS和fe-safe(疲劳分析软件)等多种有限元分析软件，通过对失效零件模拟仿真、失效重现，应用于分析零件损坏原因，目前该技术位于国内失效分析行业先进水平。,热处理辅材,51,拖拉机零部件用热处理用辅材主要有工业甲醇、工业丙酮、热处理用盐、防渗剂、淬火液等。零件热处理后出现的各种缺陷（如硬度不足、软点、变形、开裂等），既与零件材质、热处理工艺及操作有关，也与热处理工艺所采用的辅材质量相关。,热处理用辅材,52,某热处理产品齿面出现异常剥落,齿面异常剥落

9、处的显微分析，齿表面呈内氧化特征,由其金相图可知此产品内氧化原因与渗碳介质质量不良、渗碳气氛不佳有关。,非金属材料失效形式,53,非金属材料对拖拉机质量提升，只有起点，没有终点。,54,洛阳市机械产品失效分析实验室批复成立,55,2014年，由河南省发改委批准建设的省级工程实验室。主要针对农业机械多样化需求及关键零部件存在的试制周期长、成本高、精度低等问题，建立的比较完善、通用的快速铸造试制系统。,农机铸件快速成型技术实验室,56,4、虚拟制造实验室,一拖工材所虚拟制造实验室始建于2011年，依靠中国一拖集团研发及技术实力，通过多学科的协同、合作，为公司及社会各界提供工艺、制造与虚拟现实领域的创新与集成应用。其主要具备以下四大功能：,57,虚拟制造应用成果概述,数字化车间,自动化精锻生产线,产品交互,铸造工艺仿真,58,5、全国拖拉机标准化委员会非金属制品分会,1部拖拉机设计标准手册,2项行业标准发布实施，JB/T 10637-2016农林拖拉机和机具 高温低压输油胶管； JB/T 7282-2016拖拉机用润滑油品种、规格的选用；,11项机械行业标准，1项团体标准，正在进行意见征求工作。,59,合力同行 创新共赢 Work together Win together,

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