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伴隨著經(jīng)濟(jì)全球化、工業(yè)化發(fā)展，社會(huì)化大生產(chǎn)特征逐步呈現(xiàn)，社會(huì)分工越來越細(xì)。為了便于實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)營(yíng)，工業(yè)生產(chǎn)模式也逐步從多品種小批量生產(chǎn)模式，逐漸向單一特性零件專業(yè)化大批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)變。熱鍛工業(yè)也不例外，為了更易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化生產(chǎn)，以零件特定的鍛造成形工藝為特征，如汽車連桿、曲軸、搖臂、轉(zhuǎn)向節(jié)、五金工具及鎂鋁合金、鈦合金鍛件等均已逐漸呈現(xiàn)集約化、規(guī)模化、專業(yè)化生產(chǎn)。熱鍛工業(yè)企業(yè)也從單純的鍛造成形生產(chǎn)逐漸拉長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)從單一零件毛坯到成品甚至到部件總成的專業(yè)化大批量生產(chǎn)。
設(shè)備是為了滿足工藝需要，與此相適應(yīng)的各類熱鍛成形設(shè)備，也將伴隨著工業(yè)化大生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變而各自扮演不同的角色。
一、熱鍛成形設(shè)備的種類和特點(diǎn)
1.模鍛錘
模鍛錘是一種利用工作部分（落下部分或活動(dòng)部分）所積蓄的動(dòng)能在下行程時(shí)對(duì)鍛件進(jìn)行打擊使鍛件獲得塑性變形的設(shè)備，在鍛壓生產(chǎn)中一直發(fā)揮著重要作用。
程控鍛錘的出現(xiàn)，使鍛錘在現(xiàn)代鍛造工業(yè)發(fā)展中又一次得到了復(fù)興。程控鍛錘充分發(fā)揮了傳統(tǒng)鍛錘靈活自如、成型速度快的優(yōu)勢(shì)，綜合運(yùn)用了液壓、電器等現(xiàn)代傳動(dòng)、控制技術(shù)，不僅具有簡(jiǎn)單可靠的結(jié)構(gòu)，而且具有極為周到的運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、故障診斷系統(tǒng)、能量自控系統(tǒng)及程序打擊控制系統(tǒng)，是當(dāng)今鍛造工業(yè)中符合高效、節(jié)能、環(huán)保要求的具有高精度、高可靠、高性價(jià)比特點(diǎn)并具有廣泛適應(yīng)性的現(xiàn)代化精密鍛造設(shè)備。
2.熱模鍛壓力機(jī)
熱模鍛壓力機(jī)是采用機(jī)械傳動(dòng)的塑性成形設(shè)備，其工作原理同通用壓力機(jī)一樣，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)有飛輪離合器和制動(dòng)離合器。壓力機(jī)采用了加粗曲軸直徑、縮短曲軸支撐間距、降低機(jī)身高度、加大機(jī)身截面以及采用短粗整體連桿、高剛度裝模高度調(diào)整機(jī)構(gòu)，整體剛度精度較高?；瑝K行程次數(shù)高，一般是35～110次/分。
具有上下自動(dòng)頂料裝置，使模鍛件的出模斜度要低于2°，縮短了鍛件與模具型腔接觸時(shí)間。
3.平鍛機(jī)
平鍛機(jī)屬于壓力機(jī)設(shè)備，具有兩個(gè)滑塊（主滑塊和夾緊滑塊），因而有兩個(gè)垂直的分模面。平鍛機(jī)可鍛出長(zhǎng)桿類鍛件，也可用長(zhǎng)棒料逐件連續(xù)鍛造。其有兩個(gè)分模面，因而可以鍛出在兩個(gè)方向上有凹槽、凹孔的鍛件，鍛件形狀更接近零件形狀。
4.螺旋壓力機(jī)
螺旋壓力機(jī)按其驅(qū)動(dòng)方式可分為摩擦螺旋壓力機(jī)、液壓螺旋壓力機(jī)、電動(dòng)螺旋壓力機(jī)和離合器式高能螺旋壓力機(jī)，它們的共同特點(diǎn)是飛輪在外力驅(qū)動(dòng)下儲(chǔ)備足夠的能量，再通過螺桿傳遞給滑塊來打擊毛坯做功。具有鍛錘和曲柄壓力機(jī)的雙重工作特性。沒有固定的下死點(diǎn)，無論是工作載荷還是熱膨脹使機(jī)架彈性變形，均能鍛出合乎要求的鍛件。
中機(jī)鍛壓的離合器式高能螺旋壓力機(jī)由于慣性飛輪無需反轉(zhuǎn)，滑塊加速過程短，因而公稱壓力作用行程相對(duì)其他形式螺旋壓力機(jī)要長(zhǎng)，打擊頻次較高，特別適合高度變化較大的需要大能量鍛造的場(chǎng)合。
5.液壓機(jī)
液壓機(jī)是靠液體靜壓力使工件變形，這是與其他鍛壓設(shè)備的基本不同點(diǎn)。液壓機(jī)容易獲得大的工作壓力和較大的工作行程，便于壓制大型工件或較長(zhǎng)、較高的工件。液壓機(jī)本體結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，最大載荷可受到限制，易于保護(hù)模具，且調(diào)速方便，特別適合于等溫模鍛、超塑性模鍛。液壓機(jī)還具有便于實(shí)現(xiàn)程序控制及計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，工作平穩(wěn)，撞擊和震動(dòng)很小、噪音小的優(yōu)點(diǎn)。
二、幾種熱鍛成形設(shè)備工藝參數(shù)及性能比較
三、工業(yè)化大生產(chǎn)模式下幾種模鍛設(shè)備的適應(yīng)性及發(fā)展趨勢(shì)
熱鍛成形設(shè)備的基本選用原則：設(shè)備使用特性（或參數(shù)）必須滿足模鍛件成形的工藝要求及環(huán)保要求，還要盡可能滿足自動(dòng)化、智能化要求，并盡量降低生產(chǎn)成本。
鍛錘的突出優(yōu)點(diǎn)在于打擊速度塊、頻次高，工藝適應(yīng)性強(qiáng)，因而模具接觸時(shí)間短，特別適合要求高速變形來充填模具的場(chǎng)合。例如帶有薄筋板、形狀復(fù)雜的而且有重量公差要求的鍛件。但是由于打擊速度快，變形速率敏感的低塑性材料不宜在錘上模鍛。模鍛錘可進(jìn)行多模鏜鍛造，無需配備預(yù)鍛設(shè)備，操作簡(jiǎn)單靈活，適應(yīng)性非常強(qiáng)，適合一模多件鍛造成形的場(chǎng)合。一般情況下需要人工操作，可以小設(shè)備干大活。小型鍛錘為了提高效率往往采用夾鉗操作，以適應(yīng)工序間的快速變換，由于上模難以設(shè)置頂料裝置，加之打擊震動(dòng)，一般機(jī)械手很難適應(yīng)。
鍛錘是性能價(jià)格比最優(yōu)的成形設(shè)備，特別是大型模鍛件的成型，鍛錘優(yōu)勢(shì)十分明顯。一臺(tái)800KJ對(duì)擊錘相當(dāng)于4萬噸的模鍛壓力機(jī)，其投資成本相當(dāng)于壓力機(jī)的三分之一。小噸位鍛錘由于使用頻率高，往往采用液壓驅(qū)動(dòng)，以提高能源利用率，超過400KJ大噸位鍛錘則更多從經(jīng)濟(jì)型、可靠性出發(fā)，往往采用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)更為理想。
小型鍛錘為了提高效率往往采用夾鉗操作，以適應(yīng)工序間的快速變換，由于上模難以設(shè)置頂料裝置，加之打擊震動(dòng)，一般機(jī)械手很難適應(yīng)。大噸位鍛錘則采用裝取料機(jī)或者重載機(jī)器人實(shí)現(xiàn)工件的抓取動(dòng)作，而不會(huì)考慮夾鉗操作。
鍛錘在工業(yè)化大生產(chǎn)模式下，依賴其工藝特性，更多的適用于多品種、小批量薄類及復(fù)雜零件的生產(chǎn)，很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。
熱模鍛壓力機(jī)整體剛度高，滑塊抗偏載能力強(qiáng)，因而鍛出的鍛件尺寸精度高，表面質(zhì)量好，加工余量小，主要用于精密模鍛、熱擠壓和鍛件精整工藝等。曲柄壓力機(jī)行程和壓力不能隨意調(diào)節(jié)，不適宜進(jìn)行拔長(zhǎng)、滾擠等制坯操作。此外，曲柄壓力機(jī)模鍛具有靜壓力的特性，可以鍛造一些對(duì)變形速率敏感的低塑性材料。設(shè)備具有自動(dòng)頂料裝置，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。熱模鍛壓力機(jī)剛性高，鍛件精度得到保證，因而適用于單一零件大批量生產(chǎn)。但工藝特性不適用于薄類及復(fù)雜零件的鍛造成形，一般情況屬于大設(shè)備干小活。
熱模鍛壓力機(jī)在工業(yè)化大生產(chǎn)模式下，適合中批量、大批量生產(chǎn)，特別適合形狀簡(jiǎn)單的盤類、軸類零件的連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)。
平鍛機(jī)的工作部分作水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)，鍛造過程中坯料水平放置，其長(zhǎng)度不受設(shè)備工作空間的限制，特別適用于局部鐓粗的長(zhǎng)桿形鍛件和帶孔的鍛件。鍛模有兩個(gè)分模面，鍛件出模方便，可以鍛出其他設(shè)備難以鍛成的，在兩個(gè)方向上有凹槽、凹孔的鍛件（如雙凸緣軸套等）。但是，平鍛機(jī)是模鍛設(shè)備中結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的一種，價(jià)格貴，投資大，而且需配備對(duì)棒料局部加熱的專用加熱爐。
平鍛機(jī)由于裝?？臻g較小，很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。依賴其工藝特性，一般適用于半軸類產(chǎn)品的單件小批量生產(chǎn)，工業(yè)化大生產(chǎn)模式下適應(yīng)性較差。
螺旋壓力機(jī)具有鍛錘和曲柄壓力機(jī)的雙重工作特性，能實(shí)現(xiàn)各種主要鍛壓工步，工藝用途廣。由于每分鐘行程次數(shù)少，打擊速度低，因而比較適合于模鍛一些再結(jié)晶速度較低的低塑性合金鋼和有色金屬。螺旋壓力機(jī)一般適于單槽模鍛，對(duì)于厚實(shí)的復(fù)雜鍛件往往采用多機(jī)聯(lián)動(dòng)來分步完成零件的成形。
電動(dòng)螺旋壓力機(jī)、離合器式高能螺旋壓力機(jī)可實(shí)現(xiàn)打擊能量、打節(jié)拍的精確控制，模具可以設(shè)置上下頂料裝置，很容易與機(jī)器人聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。工業(yè)化大生產(chǎn)模式下適應(yīng)性較強(qiáng)。
液壓機(jī)靠液體靜壓力使工件變形，變形力均勻，容易獲得大的工作壓力和工作行程，便于壓制大型工件或較長(zhǎng)、較高的工件，由于工作速度可控，特別適合于等溫模鍛、超塑性模鍛和對(duì)應(yīng)變速率敏感的有色合金鍛件模鍛。隨著輕量化鍛件產(chǎn)量與品種的增加，適應(yīng)于輕質(zhì)合金熱模鍛造及等溫鍛造的高速伺服壓力機(jī)將有所發(fā)展。
模鍛液壓機(jī)趨勢(shì)：
（1）提高空行程速度，可提高工作頻率，中機(jī)高速伺服模鍛液壓機(jī)空行程速度可達(dá)1m/ｓ，其他普通液壓機(jī)空行程速度一般不超過0.3 m/ｓ；
（2）實(shí)現(xiàn)工作過程速度的伺服控制，成形速度可調(diào)范圍更廣。
（3）模具的軟接觸，方便采用電加熱保持模具的溫度控制。
（4）在高速伺服液壓機(jī)基礎(chǔ)上，研發(fā)適應(yīng)鋁合金成形的專用多向鍛造或復(fù)動(dòng)成形壓機(jī)，實(shí)現(xiàn)鋁合金復(fù)雜零件在一次合模條件下完成多次鐓擠成形，保證鋁合金零件在三向壓應(yīng)力下鐓擠鍛造成形，從而減少成形工序與工步，便于鍛造過程自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，配備機(jī)器人極易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上下料及模具的自動(dòng)潤(rùn)滑。
（5）模具的自動(dòng)夾緊、定位、溫控加熱及頂料裝置；
工業(yè)化大生產(chǎn)模式下，中機(jī)鍛壓研發(fā)的高速伺服液壓機(jī)依賴其工藝特性，更多應(yīng)用于輕質(zhì)有色合金的批量生產(chǎn)及自動(dòng)化生產(chǎn)。
四、總結(jié)語
熱鍛常用的設(shè)備主要是模鍛錘、熱模鍛曲柄壓力機(jī)、平鍛機(jī)、螺旋壓力機(jī)和液壓機(jī)，每種模鍛設(shè)備都擁有各自的結(jié)構(gòu)性能特點(diǎn)，具有不同的適應(yīng)性。在工業(yè)化大生產(chǎn)模式下，應(yīng)依據(jù)成形零件的特點(diǎn)遵循工藝主導(dǎo)的原則，綜合考慮專業(yè)化、批量化、自動(dòng)化、低成本化及環(huán)保因素，選擇最為恰當(dāng)?shù)臒徨懗尚卧O(shè)備。
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