基本介紹
- 中文名：鍛壓設備
- 亦稱：金屬成形工具機
- 主要作用：金屬成形
- 入口網站：中國鍛壓設備網
簡介,發展簡史,用途,分類,鍛錘,機械壓力機,冷鍛機,旋轉鍛壓機,液壓機,製造工藝,國家標準,入口網站,
簡介
鍛壓設備主要用於金屬成形，所以又稱為金屬成形工具機。鍛壓設備是通過對金屬施加壓力使之成形的，基本特點是力大，故多為重型設備，其上多設有安全防護裝置，以保障設備和人身安全。
發展簡史
人們為了製造工具，最初是用人力、畜力轉動輪子來舉起重錘鍛打工件的，這是最古老的鍛壓機械。14世紀出現了水力落錘。15～16世紀航海業蓬勃發展，為了鍛造鐵錨等，出現了水力驅動的槓桿錘。18世紀出現了蒸汽機和火車，因而需要更大的鍛件。
隨著電動機的發明，十九世紀末出現了以電為動力的機械壓力機和空氣錘，並獲得迅速發展。第二次世界大戰以來，七十五萬千牛的模鍛水壓機、一千五百千焦的對擊錘、六萬千牛的板料衝壓壓力機、十六萬千牛的熱模鍛壓力機等重型鍛壓機械，和一些自動冷鐓機相繼問世，形成了門類齊全的鍛壓機械體系。
二十世紀60年代以後，鍛壓機械改變了從19世紀開始的，向重型和大型方向發展的趨勢，轉而向高速、高效、自動、精密、專用、多品種生產等方向發展。於是出現了每分種行程2000次的高速壓力機、六萬千牛的三坐標多工位壓力機、兩萬五千千牛的精密沖裁壓力機、能冷鐓直徑為48毫米鋼材的多工位自動冷鐓機和多種自動機，自動生產線等。各種機械控制的、數字控制的和計算機控制的自動鍛壓機械以及與之配套的操作機、機械手和工業機器人也相繼研製成功。現代化的鍛壓機械可生產精確製品，有良好的勞動條件，環境污染很小。
用途
鍛壓設備主要用於金屬成形，又稱為金屬成形工具機，它是通過對金屬施加壓力使之成形的，力大是其基本特點，故多為重型設備，設備上多設有安全防護裝置，以保障設備和人身安全。
分類
鍛錘
鍛錘是由重錘落下或強迫高速運動產生的動能，對坯料做功，使之塑性變形的機械。鍛錘是最常見、歷史最悠久的鍛壓機械，它結構簡單、工作靈活、使用面廣、易於維修，適用於自由鍛和模鍛。但震動較大，較難實現自動化生產。
機械壓力機
冷鍛機
旋轉鍛壓機
液壓機
液壓機是以高壓液體（油、乳化液、水等）傳送工作壓力的鍛壓機械。液壓機的行程是可變的，能夠在任意位置發出最大的工作力。液壓機工作平穩，沒有震動，容易達到較大的鍛造深度，最適合於大鍛件的鍛造和大規格板材的拉伸、打包和壓塊等工作。液壓機主要包括水壓機和油壓機。某些彎曲、矯正、剪下機也屬於液壓機一類。
利用帕斯卡定律製成的利用液體壓強傳動的機械，種類很多。當然，用途也根據需要是多種多樣的。如按傳遞壓強的液體種類來分，有油壓機和水壓機兩大類。水壓機產生的總壓力較大，常用於鍛造和衝壓。鍛造水壓機又分為模鍛水壓機和自由鍛水壓機兩種。模鍛水壓機要用模具，而自由鍛水壓機不用模具。我國製造的第一台萬噸水壓機就是自由鍛造水壓機。
液壓機多以結構特點和用途分類，主要有以下幾個品種：
液壓機按結構形式現主要分為：四柱式、單柱式（C型）、臥式、立式框架等。
按用途主要分為金屬成型、折彎、拉伸、沖裁、粉未（金屬，非金屬）成型、壓裝、擠壓等。
熱鍛液壓機：大型鍛造液壓機是能夠完成各種自由鍛造工藝的鍛造設備，是鍛造行業使用最廣泛的設備之一。目前有800T、1600T、2000T、2500T、3150T、4000T、5000T等系列規格的鍛造液壓機。
液壓泵：將機械能轉換成液壓能的轉化裝置。
l 液壓缸（液壓馬達等執行機構）：將液壓能轉化為機械能。
l 控制閥：控制液壓油的流量，流向，壓力，液壓執行機構的工作順序等及保護液壓迴路作用。即控制和調節液壓介質的流向，壓力和流量．從而控制執行機構的運動方向，輸出的力或力矩、運動速度、動作順序，以及限制和調節液壓系統的工作壓力，防止過載等作用（如單向閥，換向閥，溢流閥，減壓閥，順序閥，節流閥．調速閥等）。
製造工藝
（1）熱模鍛
模鍛全稱為模型鍛造，是將加熱後的坯料放置在固定於模鍛設備上的鍛模內鍛造成形的加工方法，模鍛可以在多種設備上進行。在工業生產中，錘上模鍛大都採用蒸汽-空氣錘，噸位在5KN～300KN（0.5～30t）。壓力機上的模鍛常用熱模鍛壓力機，噸位在25000KN～63000KN（2500～6300t）。
在眾多鍛造方法中，以熱模鍛的工藝流程最長，一般順序為：
（2）自由鍛
自由鍛由於鍛件形狀簡單，操作靈活，適用於單件，小批量及重型鍛件的生產。自由鍛分手工自由鍛和機器自由鍛。手工自由鍛生產效率低，勞動強度大，僅用於修配或簡單、小型、小批鍛件的生產，在現代工業生產中，機器自由鍛已成為鍛造生產的主要方法，在重型機械製造中，它具有特別重要的作用。
拔長
拔長也稱延伸，它是使坯料橫斷面積減小、長度增加的鍛造工序。拔長常用於鍛造桿、軸類零件。拔長的方法主要有兩種：
1、在平砧上拔長。
2、在芯棒上拔長。鍛造時，先芯棒插入沖好孔的坯料中，然後當作實心坯料進行拔長。拔長時，一般不是一次拔成，先將坯料拔成六角形，鍛到所需長度後，再倒角滾圓，取出芯棒。為便於取出芯棒，芯棒的工作部分應有1：100 左右的斜度。這種拔長方法可使空心坯料的長度增加，壁厚減小， 而內徑不變，常用於鍛造套筒類長空心鍛件。
鐓粗是使毛坯高度減小，橫斷面積增大的鍛造工序。鐓粗工序主要用於鍛造齒輪坯、圓餅類鍛件。鐓粗工序可以有效地改善坯料組織，減小力學性能的異向性。 鐓粗與拔長的反覆進行，可以改善高合金工具鋼中碳化物的形態和分布狀態。
鐓粗主要有以下三種形式：
1、 完全鐓粗。完全鐓粗是將坯料豎直放在砧面上， 在上砧的錘擊下， 使坯料產生高度減小，橫截面積增大的塑性變形。
2、 端部鐓粗。將坯料加熱後，一端放在漏盤或胎模內，限制這一部分的塑性變形，然後錘擊坯料的另一端， 使之鐓粗成形。用漏盤的鐓粗方法，多用於小批量生產；胎模鐓粗的方法， 多用於大批量生產。在單件生產條件下，可將需要鐓粗的部分局部加熱，或者全部加熱後將不需要鐓粗的部分在水中激冷，然後進行鐓粗。
3、 中間鐓粗。這種方法用於鍛造中間斷面大，兩端斷面小的鍛件，例如雙面都有凸台的齒輪坯就採用此法鍛造。坯料鐓粗前，需先將坯料兩端拔細，然後使坯料直立在兩個漏盤中間進行錘擊，使坯料中間部分鐓粗。
為了防止鐓粗時坯料彎曲，坯料高度h與直徑d之比h/d ≤ 2.5。
沖孔是在坯料上衝出透孔或不透孔的鍛造工序。沖孔的方法主要有以下兩種：
1、雙面沖孔法。用沖頭在坯料上沖至2/3～3/4深度時，取出沖頭，翻轉坯料，再用沖頭從反面對準位置，衝出孔來。
彎曲
彎曲採用一定的工模具將坯料彎成所規定的外形的鍛造工序，稱為彎曲。
常用的彎曲方法有以下兩種：
1、 鍛錘壓緊彎曲法。 坯料的一端被上、下砧壓緊，用大錘打擊或用吊車拉另一端，使其彎曲成形。
2、模彎曲法。在墊模中彎曲能得到形狀和尺寸較準確的小型鍛件。
切割
切割是指將坯料分成幾部分或部分地割開，或從坯料的外部割掉一部分，或從內部割出一部分的鍛造工序。
錯移
錯移是指將坯料的一部分相對另一部分平行錯開一段距離，但仍保持軸心平行的的鍛造工序，常用於鍛造曲軸零件。錯移時，先對坯料進局部切割，然後在切口兩側分別施加大小相等、方向相反且垂直於軸線的衝擊力或壓力，使坯料實現錯移。
鍛接
鍛接是將坯料在爐內加熱至高溫後，用錘快擊，使兩者在固態結合的鍛造工序。鍛接的方法有搭接、對接、咬接等。鍛接後的接縫強度可達被連線材料強度的70%～80%。
扭轉
（3）螺旋壓力機
用螺桿、螺母作為傳動機構，並靠螺旋傳動將飛輪的正反向迴轉運動轉變為滑塊的上下往復運動的鍛壓機械。工作時，電動機使飛輪加速旋轉以儲蓄能量，同時通過螺桿、螺母推動滑塊向下運動。當滑塊接觸工件時，飛輪被迫減速至完全停止，儲存的旋轉動能轉變為衝擊能，通過滑塊打擊工件，使之變形。打擊結束後，電動機使飛輪反轉，帶動滑塊上升，回到原始位置。螺旋壓力機的規格用公稱工作力來表示。
螺旋壓力機通常由電動機通過摩擦盤帶動飛輪輪緣而使飛輪旋轉，所以這種壓力機又稱摩擦壓力機，中國最大的摩擦壓力機為25兆牛。更大規格的螺旋壓力機用液壓系統驅動飛輪，稱為液壓螺旋壓力機,最大規格的有125兆牛。後來又出現用電機直接驅動飛輪的電動螺旋壓力機，它的結構緊湊，傳動環節少，由於換向頻繁，對控制電器要求較高，並需要特殊電機。
螺旋壓力機無固定下死點，對較大的模鍛件，可以多次打擊成形，可以進行單打、連打和寸動。打擊力與工件的變形量有關，變形大時打擊力小，變形小（如冷擊）時打擊力大。在這些方面，它與鍛錘相似。但它的滑塊速度低（約0.5米/秒，僅為鍛錘的1/10）,打擊力通過機架封閉，故工作平穩，振動比鍛錘小得多，不需要很大的基礎。螺旋壓力機裝有打滑保險機構，將最大打擊力限制在公稱壓力的2倍以內，以保護設備安全。
一般螺旋壓力機的下部都裝有鍛件頂出裝置。螺旋壓力機兼有模鍛錘、機械壓力機等多種機械的作用，萬能性強，可用於模鍛、沖裁、拉深等工藝。此外，螺旋壓力機，特別是摩擦壓力機結構簡單，製造容易，所以套用廣泛。螺旋壓力機的缺點是生產率和機械效率較低。
幾種鍛壓設備製造工藝特點的比較
國家標準
國家標準和行業標準，主要有：
JB/T54365-94《液壓機產品質量分等標準》；
GB9166-88《四柱液壓機精度》；
ZBJ62029-90《單柱液壓機精度》；
TD34-89《框式液壓機技術條件》；
JB3820-84《塑膠製品液壓機精度》；
津Q/YJ3294《輪軸壓裝液壓機技術條件》；
JB3819-84《粉末製品液壓機精度》；
JB3821-84《雙動薄板拉伸液壓機精度》；
JB3844-85《金屬液壓擠壓機精度》；
JB3864-86《磨料製品液壓機精度》；
GB4584-84《壓力機用光線式安全裝置技術條件》；
GB5091-85《壓力機的安全裝置技術要求》；
GB5092-85《壓力機用感應式安全裝置技術條件》；
GB5093-85《壓力機用手持電磁吸盤技術條件》；
GB6077-85《剪下機械安全規程》；
JB/T8085-95《聯合沖剪機精度》；
GB10923-89《鍛壓機械精度檢驗通則》；
GB10924-89《閉式單點壓力機精度》；
GB10933-89《閉式雙點壓力機精度》；
ZBJ50012-89《出口工具機塗漆技術條件》；
JB1469-81《出口工具機防鏽技術條件》等。
檢驗時還須依據契約技術協定及產品檢驗有關的其他標準。
