液壓機(jī)設(shè)備的發(fā)展是伴隨工業(yè)技術(shù)的發(fā)展同步進(jìn)行的，它的歷史也是比較漫長(zhǎng)和悠久的。從它的發(fā)展過(guò)程中我們也可以看出鍛造設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)就是從最初的原始化、簡(jiǎn)單化，發(fā)展到具有先進(jìn)高新技術(shù)加入的高效化、快速化、成套化、數(shù)控化和聯(lián)動(dòng)化。
首先談一下鍛錘的發(fā)展過(guò)程及發(fā)展趨勢(shì)。鍛錘是一種最古老而又萬(wàn)能的鍛壓設(shè)備，在鍛造工業(yè)中一直發(fā)揮著重要作用，是機(jī)械制造業(yè)中量大面廣，不可缺少的一種鍛壓設(shè)備。雖然隨著其它一些鍛壓設(shè)備如液壓機(jī)和機(jī)械壓力機(jī)等的出現(xiàn)和發(fā)展，在一定程度上取代了一部分鍛錘的工作。但是直到現(xiàn)在，鍛錘，尤其是模鍛錘，在各國(guó)鍛造工業(yè)中仍占主導(dǎo)地位，絕大多數(shù)模鍛件都是在錘上生產(chǎn)的。
下面按照時(shí)間的先后和發(fā)展階段來(lái)介紹鍛錘：
(一)、機(jī)械錘：
機(jī)械錘是一種比較古老的鍛錘，隨著它的發(fā)展，按照結(jié)構(gòu)形式分為夾桿錘、皮帶錘、彈簧錘及鋼絲繩錘。
這種錘的優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少。它的缺點(diǎn)就是打擊頻次低，能量利用率小，生產(chǎn)效率低，鍛件精度差。在我國(guó)某些落后地區(qū)仍有大量機(jī)械錘在使用中，另外在世界某些發(fā)展中國(guó)家如印度等國(guó)家，模鍛錘仍以皮帶錘為主。
(二)、蒸-空鍛錘
蒸-空鍛錘是上世紀(jì)20年代應(yīng)運(yùn)而生的。它有兩種形式：一種是以工業(yè)鍋爐為動(dòng)力站，以蒸氣為工作介質(zhì)的鍛錘；另一種是以空氣壓縮機(jī)為動(dòng)力站，以壓縮空氣為工作介質(zhì)的鍛錘。它的優(yōu)點(diǎn)是：a.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便；b.造價(jià)低，維修方便。
缺點(diǎn)是：a.能量利用率極低，只是1%――2%之間；b.鍛造精度低，由于是梳形導(dǎo)軌形式，錘頭導(dǎo)向差，打出的鍛件精度低。
目前，蒸-空鍛錘出路應(yīng)在于采用先進(jìn)的電液錘技術(shù)進(jìn)行改造，具體內(nèi)容是采用現(xiàn)代電液錘技術(shù)做的電液傳動(dòng)裝置取代原有鍛錘的汽缸及動(dòng)力站，保留原有機(jī)架、砧座。改造過(guò)的能量利用率可提高90%以上。目前國(guó)內(nèi)的蒸-空鍛錘基本都已改造完畢，但國(guó)際市場(chǎng)上如俄羅斯、印度等國(guó)家對(duì)這方面的需求還很大。
(三)、空氣錘
空氣錘工作介質(zhì)也是空氣，但它的壓縮空氣是由設(shè)備本身的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)壓縮活塞，將壓縮空氣傳遞到工作活塞(錘桿)上進(jìn)行動(dòng)作的。眾所周知，空氣錘是目前鍛造行業(yè)使用最廣泛的設(shè)備之一，主要用于自由鍛造，鐓粗、拔長(zhǎng)、沖孔、熱剪、鍛焊、彎曲、扭轉(zhuǎn)和胎模鍛造等工序，同時(shí)還應(yīng)用于大型模鍛件的制坯工序。空氣錘與其它類(lèi)型錘相比：投入成本低、無(wú)污染，具有使用靈活，操作方便，控制性能可靠等優(yōu)點(diǎn)，普通得到了廣大用戶(hù)的認(rèn)可。
安鍛公司目前是世界上生產(chǎn)空氣錘規(guī)格最齊全的公司�？諝忮N的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是安鍛公司起草制定的。安鍛公司最小規(guī)格的空氣錘為9kg，目前是世界上最小的空氣錘，最大2000kg空氣錘也是國(guó)際上最大的空氣錘。
(四)、電液錘
我國(guó)的電液錘技術(shù)是在首先把液壓傳動(dòng)原理用于傳統(tǒng)蒸空鍛錘進(jìn)行動(dòng)力頭技術(shù)改造的基礎(chǔ)上，逐步發(fā)展起來(lái)的，在“換頭”改造過(guò)程中由于我國(guó)技術(shù)人員對(duì)液壓系統(tǒng)上快速放油閥及相關(guān)控制閥技術(shù)的不斷創(chuàng)新和改進(jìn)，使得這項(xiàng)技術(shù)不僅能應(yīng)用于模鍛錘，而且也能應(yīng)用于自由鍛錘上，因此發(fā)展速度很快。近幾十年來(lái)，隨著現(xiàn)代液壓技術(shù)和電控技術(shù)的高速發(fā)展，高效節(jié)能的電液錘已經(jīng)逐步成為鍛錘中的主力軍。
液氣式電液錘的基本原理是：工作缸上腔是封閉的高壓氮?dú)�，下腔是液壓油，中間靠錘桿活塞隔開(kāi)，系統(tǒng)對(duì)下腔單獨(dú)控制，下腔進(jìn)油，錘頭提升，高壓氮?dú)馐艿綁嚎s，儲(chǔ)存能量，下腔排油，高壓氮?dú)怛?qū)動(dòng)活塞帶動(dòng)錘頭打擊，簡(jiǎn)稱(chēng)“氣壓驅(qū)動(dòng)，液壓蓄能”。電液動(dòng)力頭，它的主體是一個(gè)箱體，作為工作時(shí)短期容油的油箱（不工作時(shí)，油箱內(nèi)的油液經(jīng)回油管進(jìn)入置于地面的液壓站的油箱內(nèi)），有八條螺栓通過(guò)緩沖墊、預(yù)壓彈簧固定在原汽缸的位置，該油箱又稱(chēng)連缸梁，在其中間裝有主缸，主缸頂部裝有緩沖缸，內(nèi)有緩沖活塞，活塞上部充有一定壓力的氮?dú)猓鋲毫εc蓄能器上部的氣壓相同。主缸下部有兩個(gè)孔分別與快速放液閥和保險(xiǎn)閥連通。液壓站來(lái)油通過(guò)管路進(jìn)入箱體右上側(cè)安裝的主操縱閥和蓄能器中，蓄能器下部的油腔直接和主操縱閥相通，上部通過(guò)管路接氣瓶組。主缸內(nèi)裝有錘桿活塞，活塞將下部的油液和上部的氮?dú)夥珠_(kāi)，活塞上部充有一定壓力的氮?dú)�，并與副氣罐連通。錘桿下部和錘頭剛性連接，靠楔鐵壓緊，操作部分基本不變。液壓系統(tǒng)采用泵——蓄能器——卸荷閥組成的組合傳動(dòng)恒壓液源，既保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性又大大降低了裝機(jī)容量。電液錘的基本動(dòng)作是提錘和打擊兩種。
提錘時(shí)，只需操縱主閥使油泵蓄能器內(nèi)的高壓油和主缸活塞下腔相通即可。錘桿活塞在高壓油的作用下，迅速完成錘頭的回程。
打擊時(shí)，操縱主閥使活塞下腔和油箱相通，快放閥打開(kāi)，活塞下部的油通過(guò)大孔徑通道流回液壓站油箱，同時(shí)活塞上部在氣體壓力和錘頭系統(tǒng)重力作用下，使錘頭加速向下運(yùn)動(dòng)，直到形成打擊為止。
能量大小的獲得，可用手柄控制打擊行程實(shí)現(xiàn)，操縱部分可完成提錘、打擊、回程、慢升、慢降和急停收錘、懸錘等多種動(dòng)作。
安陽(yáng)鍛壓機(jī)械工業(yè)有限公司在推進(jìn)實(shí)施電液錘產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中，憑借自身的技術(shù)力量，緊密聯(lián)系用戶(hù)工藝和要求，勇于攻關(guān)，解決了一系列技術(shù)難題。電液錘的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是安鍛公司負(fù)責(zé)起草制定的。安鍛公司對(duì)電液錘進(jìn)行了多項(xiàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，創(chuàng)造出具有“安鍛特色”的電液錘產(chǎn)品，介紹如下：
1、設(shè)計(jì)了“X”形導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)：
老結(jié)構(gòu)的蒸—空鍛錘的梳形導(dǎo)軌存在力臂短、過(guò)定位、無(wú)溫度補(bǔ)償功能的缺點(diǎn)。為了不使錘頭因升溫膨脹使導(dǎo)軌間隙減小而導(dǎo)致卡死，只好加大導(dǎo)軌的冷態(tài)間隙。打擊時(shí)錘桿受附加彎矩，易斷裂，用于多模腔鍛造時(shí)導(dǎo)軌磨損嚴(yán)重。
為了克服這個(gè)弱點(diǎn)，我們對(duì)電液錘主機(jī)進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，采用“X”形導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)。由于X型導(dǎo)軌有較長(zhǎng)的力臂，錘頭的熱膨脹方向與導(dǎo)軌面方向基本一致，熱膨脹時(shí)對(duì)導(dǎo)軌間隙影響不大，導(dǎo)軌間隙可以調(diào)得很小(0.2mm左右)，這樣就使得鍛造過(guò)程中的偏擊力，全部由錘頭導(dǎo)軌來(lái)承擔(dān)，使得錘桿壽命大大提高，同時(shí)鍛件精度也得以較大的提高。
2、延長(zhǎng)密封壽命，避免油氣互竄：
液氣錘工作缸上腔是高壓氮?dú)�，下腔是高壓油，因此早期的電液錘很容易發(fā)生油氣互竄問(wèn)題，我們采取的措施是：
a. 提高導(dǎo)向性能，加長(zhǎng)活塞長(zhǎng)度。
b. 采用耐磨、耐高溫的導(dǎo)承環(huán)，保護(hù)密封件不受擠壓偏磨，從而提高密封件的使用壽命。
c. 采用德國(guó)進(jìn)口的德氏封U型圈和Y型圈，改善密封效果，延長(zhǎng)了維護(hù)周期，提高了鍛錘的可靠性。
d. 加強(qiáng)動(dòng)力頭的定位，改善了錘桿受力，從而提高密封件的使用壽命。
3、解決非正常壽命錘桿斷裂問(wèn)題：
a. 改進(jìn)錘桿和錘頭聯(lián)接方式，依據(jù)摩擦學(xué)原理，設(shè)計(jì)出了3套件(壓件、錐套、錘桿)漲緊結(jié)構(gòu)，使得錘桿由原來(lái)的“雙錐結(jié)構(gòu)”改為“單錐結(jié)構(gòu)”，大大避免了應(yīng)力集中的產(chǎn)生，從而達(dá)到了既聯(lián)接可靠又拆卸方便。錘桿壽命成倍提高。
b. 錘桿表面進(jìn)行了滾壓處理進(jìn)行形變強(qiáng)化，不僅提高了表面強(qiáng)度，而且改善了表面的粗糙度，從而大大提高錘桿的使用壽命。
4、解決了閥的靈活性問(wèn)題；
早期的電液錘打擊頻次低，操作靈活性差及慢降動(dòng)作不好一直是用戶(hù)頭疼的一個(gè)問(wèn)題，尤其是自由鍛錘快打快提時(shí)，主閥和快放閥容易卡死，過(guò)去曾經(jīng)流傳過(guò)“電液錘打擊次數(shù)上不去”，針對(duì)這一問(wèn)題，我們采取以下措施：
a. 改進(jìn)主閥和快放閥的閥套與閥芯的材質(zhì)，選用膨脹系數(shù)最小的特殊材質(zhì)，保證閥套與閥芯高頻次狀態(tài)下不會(huì)卡死，從而實(shí)現(xiàn)全行程下的高頻次任意打擊。
b. 改進(jìn)二級(jí)閥的設(shè)計(jì)，加大節(jié)流孔的面積，從而提高慢降過(guò)程中的流量和流速。
c. 縮短主閥與二級(jí)閥的距離，實(shí)現(xiàn)“零距離”連接，從而縮短了二級(jí)閥的反應(yīng)速度，消除了容積效應(yīng)的影響。
5、粗錘桿理論用于動(dòng)力頭改造；
電液錘柔性細(xì)錘桿理論是很著名的，它是德國(guó)Lasco公司發(fā)明的，電液錘柔性細(xì)錘桿理論，徹底改變了原蒸—空鍛錘的“導(dǎo)軌—錘頭—錘桿”系統(tǒng)的剛性條件，使鍛造過(guò)程中的偏擊力，大部分由錘頭導(dǎo)軌來(lái)承擔(dān)，這對(duì)于自由鍛錘來(lái)說(shuō)，由于其鍛造工藝特點(diǎn)，偏擊力不大，這時(shí)柔性細(xì)錘桿正好發(fā)揮其獨(dú)特的優(yōu)越性。
但對(duì)于多模腔鍛造的模鍛錘實(shí)施“換頭”改造，“柔性細(xì)錘桿理論”顯然是不適用的。由于多模腔鍛造的偏擊力很大，再加上終鍛時(shí)冷擊現(xiàn)象嚴(yán)重，所以，導(dǎo)致導(dǎo)軌早期損壞嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)“卡錘”現(xiàn)象。因此，我們?cè)谶M(jìn)行“換頭”改造時(shí)，對(duì)于多模腔鍛造且偏載力大的模鍛錘，仍然沿用蒸—空鍛錘的“剛性粗錘桿理論”，取得滿(mǎn)意效果。
6、創(chuàng)新設(shè)計(jì)連缸梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)；
早期的電液錘動(dòng)力頭從主操作閥到二級(jí)閥閥座是由一根無(wú)縫管相連，兩端焊接。這根管在工作過(guò)程中受交變載荷，錘頭回程時(shí)該管帶載，錘頭打擊時(shí)該管卸荷，周而復(fù)始，所以對(duì)工況比較惡劣的錘就會(huì)出現(xiàn)管子破裂和焊縫開(kāi)裂的現(xiàn)象。
由于這根管在連缸梁的箱體內(nèi)部，一旦失效，很難修復(fù)，即使修復(fù)也很難保證質(zhì)量，所以它就成為一個(gè)較大隱患，也是影響動(dòng)力頭壽命的主要因素。為解決這個(gè)問(wèn)題，我們將二級(jí)閥閥座直接移到主閥下面，去掉了這根焊接管，而缸體采用優(yōu)質(zhì)鍛鋼件，從而實(shí)現(xiàn)連缸梁內(nèi)部的無(wú)管化連接，提高了電液錘關(guān)鍵零件的可靠性。
7、開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了大通徑閥和二級(jí)閥；
隨著大噸位電液錘開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，主缸下腔油環(huán)形面積越來(lái)越大，必須有配套通徑的快放閥和主閥，才能保證大噸位錘的打擊能量和打擊頻率。我們?cè)谠械?0型閥的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了配套的70型主閥和二級(jí)閥，后又開(kāi)發(fā)80型主閥和二級(jí)閥，從而使得排油通徑由90mm增大為110mm和145mm，改良了鍛錘的操作性和靈活性。
8、解決系統(tǒng)發(fā)熱問(wèn)題
電液錘系統(tǒng)發(fā)熱問(wèn)題，也是一個(gè)很大的技術(shù)難題，它嚴(yán)重影響系統(tǒng)的密封性能和工作性能，對(duì)此，我們采取了以下措施，有效控制了系統(tǒng)發(fā)熱問(wèn)題。一是最大限度地減少系統(tǒng)液阻，合理選擇油管通徑，把流速控制在合理范圍內(nèi)，二是提高主閥和二級(jí)閥耐磨損能力，減少內(nèi)泄，三是采用散熱系數(shù)較高的板式換熱器和較大流量的冷卻泵，提高冷卻速度和油的循環(huán)次數(shù)。另外，我公司結(jié)合新出現(xiàn)的電制冷技術(shù)，將電冷機(jī)應(yīng)用于電液錘的冷卻，經(jīng)廠(chǎng)家試用，效果良好，電冷機(jī)相對(duì)于換熱器冷卻系統(tǒng)來(lái)說(shuō)冷卻效果好，維護(hù)方便，占地面積小，特別適合環(huán)境溫度較高的環(huán)境。
鍛錘的發(fā)展趨勢(shì)：
(一)自由鍛錘的發(fā)展趨勢(shì)
自由鍛錘發(fā)展趨勢(shì)就是大型化和成套化。
過(guò)去由于制造水平的約束，我國(guó)雙臂自由鍛錘的最大規(guī)格只有5噸，單臂自由鍛錘的最大規(guī)格只有3噸。目前，我們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出8噸雙臂自由鍛錘和5噸單臂自由鍛錘，下一步我們還將開(kāi)發(fā)出10噸雙臂自由鍛錘和8噸單臂自由鍛錘。
另外一個(gè)趨勢(shì)就是成套化，根據(jù)自由鍛錘的配套要求，我們成功開(kāi)發(fā)了系列帶鋸機(jī)、系列操作機(jī)和系列裝取料機(jī)。用戶(hù)只要把鍛造工件告訴我們，我們可以提供相應(yīng)的成套自由鍛設(shè)備。
(二)模鍛錘的發(fā)展趨勢(shì)
模鍛錘是模鍛車(chē)間使用范圍最廣泛的設(shè)備，它的主要特點(diǎn)是成型速度快、金屬流動(dòng)性好、鍛件質(zhì)量高。因此，特別適用于薄壁零件的鍛造成型，但是普通模鍛錘打擊能量不能精確控制，鍛錘的操作者是靠聽(tīng)模具打靠聲音來(lái)判斷鍛件是否打成，模具在終鍛時(shí)受到頻繁的沖擊和過(guò)載，很容易發(fā)生早期損壞。實(shí)現(xiàn)打擊能量數(shù)控化，使得設(shè)備輸出的能量既保證鍛件打成，又不產(chǎn)生多余的能量，避免模具打靠產(chǎn)生過(guò)載，是提高模具壽命的必經(jīng)之路。采用數(shù)控全液壓模鍛錘來(lái)進(jìn)行鍛造，打擊能量和打擊工序?qū)崿F(xiàn)了數(shù)控化，下一步就是使用機(jī)器人自動(dòng)上下料，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。因此采用數(shù)控全液壓模鍛錘為主機(jī)，實(shí)現(xiàn)模鍛生產(chǎn)線(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)是下一步的發(fā)展趨勢(shì)。
下面介紹一下數(shù)控全液壓模鍛錘：
1、基本原理：
數(shù)控錘采用油泵-蓄能器傳動(dòng)，油缸下腔通常壓，液壓系統(tǒng)對(duì)上腔進(jìn)行單獨(dú)控制。上腔進(jìn)油閥(亦稱(chēng)打擊閥)打開(kāi)，來(lái)自油泵、蓄能器以及通過(guò)差動(dòng)回路引來(lái)的下腔的共三部分高壓油進(jìn)入上腔，實(shí)現(xiàn)錘頭的加速向下和打擊行程，上腔一旦卸壓，錘頭立即快速回程。打擊能量的精確控制靠數(shù)字化控制系統(tǒng)控制打擊閥閉合時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)實(shí)現(xiàn)。
2、性能特點(diǎn)：
(1)．能實(shí)現(xiàn)打擊能量的精確控制
該數(shù)控錘通過(guò)精確控制打擊閥的閉合時(shí)間，既保證了鍛件所需的能量，又不產(chǎn)生額外的沖擊動(dòng)能，因此鍛造模具的壽命大大提高。實(shí)測(cè)表明，能量偏差控制在±1.5%左右。對(duì)于不同高度的模具，可以方便地調(diào)整起始時(shí)間，保證能量的同一性和準(zhǔn)確性。
(2)．回程速度很快
由于主油缸下腔始終通蓄能器，上腔一旦卸壓，能迅速抬錘，因此模具接觸時(shí)間短，該性能與能量精確控制相結(jié)合，可以使鍛造模具使用壽命提高2倍以上。
(3)．鍛造精度高
該產(chǎn)品由于導(dǎo)軌采用“X”形結(jié)構(gòu)，因此導(dǎo)軌間隙可以調(diào)得很小，打出的鍛件精度很高。
(4)．材料利用率很高
由于能量可以控制，因而制坯精度很高，打出的鍛件飛邊較為均勻，又由于鍛造精度高，上下模不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)�，F(xiàn)象，因此材料利用率很高，為少無(wú)切削奠定了基礎(chǔ)。
(5)．低噪音
由于該產(chǎn)品屬打擊能量可數(shù)控設(shè)備，因此編制程序，使鍛件打成，但不多給剩余能量，因此噪音很小。傳統(tǒng)鍛錘的操作者是靠聽(tīng)模具打靠聲音來(lái)判斷鍛件是否打成，有時(shí)判斷不準(zhǔn)，習(xí)慣于多打幾下，實(shí)際是多余的。
(6)．無(wú)撞頂現(xiàn)象
通過(guò)精確計(jì)算和設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)中阻尼孔和節(jié)流孔尺寸，使得錘頭到頂緩沖下來(lái)，很平穩(wěn)，無(wú)一點(diǎn)撞頂現(xiàn)象的發(fā)生。
(7)．低振動(dòng)
由于該產(chǎn)品打擊能量可數(shù)控，無(wú)多余能量產(chǎn)生，加上錘身下部裝有德國(guó)技術(shù)生產(chǎn)的隔而固品牌隔振器，對(duì)周?chē)鷻C(jī)床、居民區(qū)無(wú)任何影響。
(8)．環(huán)保
由于該產(chǎn)品在打擊過(guò)程中，沖擊噪音小，又有減振器，振動(dòng)小，因而是一種環(huán)保型產(chǎn)品。
(9)．鍛件質(zhì)量較為穩(wěn)定
由于通過(guò)程控器的控制，各種各樣鍛件的鍛造工序可存入程序中，隨時(shí)根據(jù)需要調(diào)出來(lái)使用，因此同一種鍛件可以得到一致的打擊能量和打擊次數(shù)，避免了人工操作的多樣性，因此鍛件質(zhì)量比較穩(wěn)定。
(10)．易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)
由于打擊工序和打擊能量已實(shí)現(xiàn)數(shù)控化，因此為下一步使用機(jī)器人自動(dòng)上下料打下了基礎(chǔ)，自動(dòng)化生產(chǎn)很容易實(shí)現(xiàn)。
3、基本結(jié)構(gòu)：
⑴ 該產(chǎn)品總體設(shè)計(jì)思路，概括起來(lái)為“大錘頭、低油速、短行程、高頻次”。由于錘頭質(zhì)量很大，可以大幅度降低高壓油最大流速（E=1/2MV2）。數(shù)控錘的最大油速控制在5.4米/秒以下，因此能量利用率極高。降低打擊速度后，若要保持較高的打擊頻次，則打擊行程也要相應(yīng)地減小，這也是當(dāng)今世界上液壓錘發(fā)展的一個(gè)普遍趨勢(shì)。
⑵ 機(jī)身：采取立柱與砧座為一體的“U”形機(jī)身。這種結(jié)構(gòu)形式雖然給鑄造、起重和機(jī)械加工帶來(lái)一定的困難，但卻有如下優(yōu)點(diǎn)：a.增加了立柱的縱向、橫向和傾覆剛度，確保了錘頭的精確導(dǎo)向，有利于提高原材料的利用率；b.“U”形機(jī)身使二個(gè)立柱亦成為砧座重量的一部分，有利于整機(jī)重量的降低和打擊效率的提高；c.“U”形實(shí)心鑄造機(jī)身產(chǎn)生的打擊噪音明顯小于箱形和弓形立柱的機(jī)身。
⑶ 導(dǎo)軌：國(guó)內(nèi)蒸—空鍛錘的梳形導(dǎo)軌有力臂短，無(wú)溫度補(bǔ)償?shù)娜秉c(diǎn)。為了不使錘頭因升溫膨脹使導(dǎo)軌間隙減小而導(dǎo)致卡死，只好加大導(dǎo)軌的冷態(tài)間隙，這就是在蒸—空鍛錘上難以進(jìn)行精密模鍛的原因。我公司開(kāi)發(fā)的數(shù)控全液壓錘采用“X”形導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)。由于錘頭受熱時(shí)呈徑向輻射狀膨脹，導(dǎo)向面呈對(duì)角線(xiàn)布置，就不會(huì)因錘頭受熱膨脹而減小導(dǎo)向間隙。我公司的數(shù)控錘加大了導(dǎo)板的寬度，X形導(dǎo)軌又有較長(zhǎng)的力臂，這就會(huì)明顯地減小偏擊時(shí)作用在導(dǎo)軌面上的比壓，有利于延長(zhǎng)導(dǎo)板的使用壽命。導(dǎo)軌精度可以控制在0.2mm以下，另外機(jī)架與砧座為一體的結(jié)構(gòu)，保證了機(jī)架的穩(wěn)定性，使得鍛件精度不超過(guò)0.2mm,確保精密模鍛的效果。
⑷ 錘桿：由于采用細(xì)錘桿及其與錘頭的彈性緩沖結(jié)構(gòu)，大大降低了錘桿根部的應(yīng)力集中，同時(shí)又由于行程短，也減少了短錘桿的根部慣性力，從而使得錘桿由過(guò)去的“易損件”變?yōu)榱恕伴L(zhǎng)效件”。
⑸ 上下模均為雙楔鐵結(jié)構(gòu)，可精確調(diào)整模具左右對(duì)中與對(duì)正，定位鍵調(diào)整模具前后，滿(mǎn)足各種調(diào)整要求。
⑹ 頂料器安放在易于拆卸的模座內(nèi)，頂料控制方式可設(shè)置為自動(dòng)與腳踏。由于有頂料器，可以降低鍛件的拔模斜度，便于深模鍛造，提高材料利用率。同時(shí)也有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。
⑺ 液壓系統(tǒng)
a. 液壓系統(tǒng)采用油泵—蓄能器組合傳動(dòng)，主油缸下腔始終與蓄能器相通，為常壓。液壓系統(tǒng)僅控制上腔，它是通過(guò)對(duì)打擊閥閉合時(shí)間的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)打擊能量的大小，打擊閥是受兩級(jí)控制閥控制。一級(jí)先導(dǎo)閥是一個(gè)二位三通換向閥，系統(tǒng)對(duì)它的質(zhì)量要求很高，既要有高頻率而且重復(fù)精度要求較高，因此我們選用進(jìn)口原裝件；
b. 打擊閥采用錐閥結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的滑閥相比，具有無(wú)磨損的優(yōu)點(diǎn)，密封可靠性大大提高；
c. 油箱采用頂置式結(jié)構(gòu)，內(nèi)部油路封閉在主閥塊上，這樣的結(jié)構(gòu)使得液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了集成化，與油箱采用旁置式結(jié)構(gòu)相比，管道系統(tǒng)長(zhǎng)度大大縮短，能量損失降低1倍以上，另外通過(guò)集成化，油路連接實(shí)現(xiàn)了無(wú)管化連接，增加了連接的可靠性；
d. 液壓系統(tǒng)中在蓄能器與下腔之間設(shè)置了安全閥，一旦錘桿從中間斷裂，馬上將下腔油與蓄能器切斷，從而提高了使用的安全性。
⑻ 由于低油速，液壓系統(tǒng)又是高度集成化，油液發(fā)熱量很小，用傳統(tǒng)的水冷卻即可滿(mǎn)足要求，即使最熱天，最高油溫也不超過(guò)50。C.
⑼ 減振系統(tǒng)采用德國(guó)(青島)隔而固技術(shù)，從而隔離了鍛錘在打擊過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)。
⑽ 數(shù)控系統(tǒng)是根據(jù)鍛件需求程序控制打擊能量和打擊次數(shù)，我公司的數(shù)控全液壓錘采用OMRON中型C200HS可編程序控制器，并配以數(shù)字輸入輸出模塊，用以在控制面板上設(shè)定打擊能量。在保護(hù)系統(tǒng)采用四路模擬量輸入。電動(dòng)機(jī)采用預(yù)埋溫度傳感器方法，采集溫度數(shù)據(jù)以供PLC分析，油溫用插入式傳感器采集油溫變化，用以全過(guò)程PID(循環(huán)控制)調(diào)節(jié)。
下面談一下另一種鍛造設(shè)備—鍛造液壓機(jī)的發(fā)展過(guò)程及發(fā)展趨勢(shì)。
(一)發(fā)展過(guò)程
鍛造液壓機(jī)是在普通液壓機(jī)的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來(lái)的。我國(guó)第一臺(tái)鍛造液壓機(jī)是1953年在沈陽(yáng)制造成功的，開(kāi)始由于受液壓技術(shù)和一些液壓基礎(chǔ)元器件的局限，鍛造液壓機(jī)的發(fā)展是比較緩慢的。近十幾年來(lái)，由于液壓技術(shù)的不斷發(fā)展，鍛造液壓機(jī)進(jìn)入了一個(gè)高速發(fā)展期。在2000年以前我國(guó)萬(wàn)噸以上壓機(jī)不足10臺(tái)，僅2006年一年，投資興建的萬(wàn)噸壓機(jī)就有17臺(tái)，2007年投資10臺(tái)，兩年的投建臺(tái)數(shù)就超過(guò)了建國(guó)以后五十年的發(fā)展，中小噸位的鍛造液壓機(jī)的需求更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于萬(wàn)噸以上液壓機(jī)的需求，目前我國(guó)鍛造液壓機(jī)的數(shù)量大約有200余臺(tái)。
我公司自由鍛造液壓機(jī)的噸位有800噸到5000噸不等，可鍛造5噸到60噸重的鋼錠。我們公司生產(chǎn)的鍛造液壓機(jī)主要有以下幾個(gè)性能特點(diǎn)：
１、高強(qiáng)度的焊接結(jié)構(gòu)梁具有良好的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)性和適應(yīng)性。鍛造液壓機(jī)的三梁采用Q235鋼板焊接而成。能夠滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)鍛造液壓機(jī)的不同要求，我們?cè)谌旱脑O(shè)計(jì)上在內(nèi)部筋板的布置上采用高密度的＃型結(jié)構(gòu)，缸體和導(dǎo)向部分與橫梁的配合位置由鑄鋼圓筒焊接而成；在焊接工藝上采用二氧化碳保護(hù)焊，焊縫為U型單邊焊縫，焊后72小時(shí)退火處理，保證了三梁的質(zhì)量。
2、具有較高的抗偏載能力，使偏心鍛造時(shí)不會(huì)產(chǎn)生大的橫向震動(dòng)。我們?cè)诨顒?dòng)橫梁的設(shè)計(jì)上加長(zhǎng)了四柱的導(dǎo)向，提高了導(dǎo)向長(zhǎng)度，有效的提高了機(jī)器的抗偏載能力。通常三個(gè)主油缸輸出力的分配一般的是中間缸和兩個(gè)側(cè)缸之比為1:1:1,我們?cè)O(shè)計(jì)的三者之比為3:1:1,這樣由于減少了兩側(cè)缸的輸出力,就減少了其偏載力的產(chǎn)生。三個(gè)主柱塞與活動(dòng)橫梁采用關(guān)節(jié)球窩聯(lián)接，分體法蘭浮動(dòng)限位的方式，有效的消除了偏載力的影響。
３、具有方便快捷的換模功能，可進(jìn)行熱承載模更換等特殊作業(yè)。快速換模裝置采用兩個(gè)氣缸或油缸驅(qū)動(dòng)，四個(gè)插銷(xiāo)插入定位圓銷(xiāo)內(nèi)，很方便的把上砧固定在上墊板上。需拆卸上砧時(shí)氣缸活塞伸出，拔出插銷(xiāo)拿下圓銷(xiāo)，就可把上砧拆卸下來(lái)。
４、具有在高速、反復(fù)鍛造時(shí)換向快速平穩(wěn)、無(wú)沖擊的優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)每分鐘45次的反復(fù)鍛造。液壓系統(tǒng)采用單向、雙流道二級(jí)插裝閥控制系統(tǒng)。插裝閥具有密封性好、靈敏度和可靠性高，同時(shí)具有流量大、耐污染等優(yōu)點(diǎn)，非常適用鍛造環(huán)境。采用二級(jí)控制系統(tǒng)，使管道內(nèi)液流變化平緩，降低液壓沖擊，使機(jī)器運(yùn)行平穩(wěn)。單向、雙流道減少了液流沖擊，提高了管道流量，這樣在高速換向時(shí)，減少了機(jī)身的震動(dòng)。
(二)發(fā)展趨勢(shì)
鍛造液壓機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在，下一步發(fā)展趨勢(shì)就是兩個(gè)：一個(gè)快速性，另一個(gè)就是數(shù)控聯(lián)動(dòng)化。這個(gè)目標(biāo)也是安鍛公司下一步的技術(shù)開(kāi)發(fā)的目標(biāo)。
1、快速性
目前國(guó)外的鍛造液壓機(jī)基本上都是快鍛機(jī)，快鍛次數(shù)可達(dá)到每分鐘100次以上。特別是適合鍛造溫度區(qū)間很小的高合金材料。在自由鍛設(shè)備中被認(rèn)為是發(fā)展的主要方向之一。制造快鍛機(jī)最大的技術(shù)難題就在于克服快鍛過(guò)程中的液壓沖擊及噪音。
2、數(shù)控聯(lián)動(dòng)化
通過(guò)采用數(shù)控系統(tǒng)來(lái)控制鍛造液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備工作智能化，從而實(shí)現(xiàn)精密定程壓制和定壓壓制。主機(jī)和操作機(jī)通過(guò)計(jì)算機(jī)控制，可實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。極大地提高了生產(chǎn)效率，鍛件精度也有很大程度的提高，鍛件成本可得到有效控制。
鍛造設(shè)備的發(fā)展從誕生到現(xiàn)在，已經(jīng)走過(guò)了一個(gè)漫長(zhǎng)的歷程，特別是到了現(xiàn)在，鍛造設(shè)備技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展的時(shí)期。這些技術(shù)的發(fā)展離不開(kāi)鍛壓行業(yè)有識(shí)之士的不懈努力，讓我們攜起手來(lái)，為中國(guó)鍛壓行業(yè)的發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。 |
