山東一然鍛造爐鍛造設備知識
信息來(lái)源：原創(chuàng ) 作者：山東一然 發(fā)布時(shí)間： 瀏覽量：183
1.1 老式鍛錘的改進(jìn)
古老的鍛錘是各種鍛壓機器的先驅?zhuān)两袢栽谖覈懺焐a(chǎn)中占有數量上的優(yōu)勢。其中錘類(lèi)設備最常用的為蒸氣----空氣錘，這類(lèi)錘主要使用蒸氣作為工作介質(zhì)，由于其能量利用率太低(3%左右)，工作時(shí)產(chǎn)生巨大的噪聲和地基振動(dòng)，促使人們想方設法對其進(jìn)行改造。50年代，曾生產(chǎn)過(guò)系列的具有各種打擊能量的雙向對擊錘，同時(shí)，人們對振動(dòng)介質(zhì)，材料選用和基礎抗震進(jìn)行了許多研究和改進(jìn)，但總體效果不理想。60年代，人們開(kāi)始研究以電動(dòng)機驅動(dòng)的液壓系統代替老式鍛錘的蒸氣或壓縮空氣動(dòng)力源，這種蒸汽錘的能量利用率可達75%，又因其在機身上設置了液壓反彈系統，使整個(gè)設備鍛造時(shí)對地基的振動(dòng)大大減少，而生產(chǎn)效率與原來(lái)相當。經(jīng)過(guò)70--80 年代嘗試和引進(jìn)改進(jìn)，較受歡迎，但其工作噪音的問(wèn)題仍未得到解決。山東一然天然氣鍛造爐跟隨時(shí)代發(fā)展，把節能增效環(huán)保做好，是時(shí)代的產(chǎn)物，更是熱銷(xiāo)產(chǎn)品。
1.2 螺旋壓力機
摩擦螺旋壓力機是中國五六十年代的主要鍛壓設備之一，總體數量很大，與蒸空鍛錘相當，幾乎在每一個(gè)中、小型鍛造車(chē)間里都由它承擔著(zhù)小批量模型鍛造的生產(chǎn)任務(wù)。這種壓力機在很多方面彌補了鍛錘的不足，而且投資較小，我國磨擦壓力機的最大公稱(chēng)壓力達到35000KN。
雖然這種機器的名稱(chēng)和外型與鍛錘差異很大，但就其作用于金屬塑性變形的原理來(lái)講二者是基本相同的。因此它同樣有著(zhù)效率低、能耗大的缺點(diǎn)。又因為它的特殊力能轉換關(guān)系和整體框架式結構，實(shí)際工作中的打擊力經(jīng)常超載，機架、螺桿斷裂的事故屢有所見(jiàn)，模具壽命也受到影響，人們采取了增加過(guò)載保護、更新操縱機構等措施，但并未達到預期效果。
70年代末，國外對傳統摩擦螺旋壓力機的結構進(jìn)行了重大變革，把摩擦和飛輪的運動(dòng)狀態(tài)及主從關(guān)系互相調換，并應用了大量現代的機、液、電、計算機技術(shù)，出現了新型螺旋壓力機。我國于90年代初制造出同類(lèi)產(chǎn)品，現已有十余臺達到國際先進(jìn)水平的國產(chǎn)離合器式螺旋壓力機投放市場(chǎng)。這種壓力機不僅高效、節能，而且有效行程很長(cháng)、可調，打擊力和輸出能量都是可以預選的，幾乎集各種傳統通用鍛壓機器之所長(cháng)，但因它的技術(shù)含量較大，在使用和維護方面尚有待于人們的適應，其造價(jià)較高也需要企業(yè)有相當的經(jīng)濟承受能力。無(wú)論如何，這種新型螺旋壓力機的優(yōu)點(diǎn)是肯定無(wú)疑的，它也許會(huì )成為通用鍛壓設備的更新?lián)Q代產(chǎn)品。
1.3 機械鍛壓機
加熱、成形和精整三種設備構成模鍛生產(chǎn)的基本單元，即所謂的“機組”。最簡(jiǎn)單的、也是最初始的模鍛機組應包含加熱爐、模鍛錘、切邊壓力機各一臺，若三者之間再用簡(jiǎn)單的輸送機械聯(lián)系起來(lái)，就形成各種現代鍛造生產(chǎn)線(xiàn)的雛形。
50年代熱模鍛壓力機就在中國的模鍛機組中出現了，60年代籌建一個(gè)大型汽車(chē)制造廠(chǎng)曾用它完全取代了模鍛錘。但相對于模鍛錘來(lái)講，它的造價(jià)是十分昂貴的，通用性較差，對工藝設計、下料精度、模具安裝、設備調試等環(huán)節的要求都很高，因此多年來(lái)的應用都不很普及。鍛錘和摩擦壓力機的工作原理是較為簡(jiǎn)單的能量轉換關(guān)系，即鍛壓機械把其執行部件從高速運動(dòng)中所獲得的動(dòng)能轉化為金屬塑性變形的位能。熱模鍛壓力機則與此不同，它主要是由剛性連接的機械傳動(dòng)機構發(fā)出強制壓力克服變形阻力，使金屬在準靜態(tài)下塑性變形。依照這種原理工作的專(zhuān)用機械也很多，例如水平鍛造機、多工位鐓鍛機、輾環(huán)機、彎曲機等。
1.4 電液錘
近10年來(lái)，我國在電液錘研制方面也取得很大發(fā)展，主要表現在傳統蒸汽錘、空氣錘、換頭改造上。即采用電液傳動(dòng)裝置了代原有鍛錘的氣缸及動(dòng)力站!保留原有機架、砧座。安陽(yáng)鍛壓機械公司利用這種技術(shù)為數十家企業(yè)改造1--3t傳統蒸汽錘和空氣錘10余臺.取得了較好效果，能源利用率由2%提高到20--60%除換頭外，電液錘整機的研制仍處于發(fā)展階段，居于德國Lasco公司第2代產(chǎn)品發(fā)展水平上，屬于液氣錘，全液壓錘研究和制造正在起步。
1.5 液壓機
液壓機的結構特點(diǎn)使其易于獲得較大的工作壓力、行程和空間;工作壓力和工作速度可根據需要進(jìn)行調整，且平穩，無(wú)沖擊。其不足之處是生產(chǎn)效率比較低，活動(dòng)橫梁下死點(diǎn)不易控制準確。我國液壓機設計制造技術(shù)與國際水平相當，第一重型機械集團、第二重型機械集團公司均可制造12000t液壓機。我國擁有10000t級大型液壓機數量已躍居世界第3位。為了提高液壓機的使用效率，國外液壓機制造商把目光放在鍛造液壓機的技術(shù)改造上，主要對液壓系統和控制系統的改造。在這方面德國SPS公司，德馬克公司積累了不少成功經(jīng)驗。液壓系統采用現代的先導閥，手工操縱改用計算機控制$改造后液壓機具有與快鍛機相同的控制精度和性能。
二、發(fā)展趨勢
2.1 自由鍛錘的發(fā)展趨勢
自由鍛錘發(fā)展趨勢就是大型化和成套化。過(guò)去由于制造水平的約束，我國雙臂自由鍛錘的最大規格只有5噸，單臂自由鍛錘的最大規格只有3 噸。目前，安鍛公司已經(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)趨勢就是成套化，根據自由鍛錘的配套要求，成功開(kāi)發(fā)了系列帶鋸機、系列操作機和系列裝取料機。用戶(hù)可以根據不同的鍛造工件購買(mǎi)相應的成套自由鍛設備。
2.2 模鍛錘的發(fā)展趨勢
模鍛錘是模鍛車(chē)間使用范圍最廣泛的設備，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)現打擊能量數控化，使得設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。采用數控全液壓模鍛錘來(lái)進(jìn)行鍛造，打擊能量和打擊工序實(shí)現了數控化，下一步就是使用機器人自動(dòng)上下料，實(shí)現自動(dòng)化生產(chǎn)。因此采用數控全液壓模鍛錘為主機，實(shí)現模鍛生產(chǎn)線(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)是下一步的發(fā)展趨勢。
2.3 數控全液壓模鍛錘
2.3.1 基本原理
數控錘采用油泵-蓄能器傳動(dòng)，油缸下腔通常壓，液壓系統對上腔進(jìn)行單獨控制。上腔進(jìn)油閥打開(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字化控制系統控制打擊閥閉合時(shí)間的長(cháng)短來(lái)實(shí)現。
2.3.2 性能特點(diǎn)
1)能實(shí)現打擊能量的精確控制。數控錘通過(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)測表明，能量偏差控制在±1.5%左右，對于不同高度的模具，可以方便地調整起始時(shí)間，保證能量的同一性和準確性。
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)品由于導軌采用“X”形結構，因此導軌間隙可以調得很小，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 )出現錯?，F象，因此材料利用率很高，為少無(wú)切削奠定了基礎。
5)低噪音。由于該產(chǎn)品屬打擊能量可數控設備，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，習慣于多打幾下，實(shí)際是多余的。
6)無(wú)撞頂現象。通過(guò)精確計算和設計液壓系統中阻尼孔和節流孔尺寸，使得錘頭到頂緩沖下來(lái)，很平穩，無(wú)一點(diǎn)撞頂現象的發(fā)生。
7)低振動(dòng)。由于該產(chǎn)品打擊能量可數控，無(wú)多余能量產(chǎn)生，加上錘身下部裝有德國技術(shù)生產(chǎn)的隔而固品牌隔振器，對周?chē)鷻C床、居民區無(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)根據需要調出來(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， 避免了人工操作的多樣性，因此鍛件質(zhì)量比較穩定。
10)易于實(shí)現自動(dòng)化生產(chǎn)。由于打擊工序和打擊能量已實(shí)現數控化， 因此為下一步使用機器人自動(dòng)上下料打下了基礎，自動(dòng)化生產(chǎn)很容易實(shí)現。
2.4 鍛造液壓機的發(fā)展過(guò)程及發(fā)展趨勢
鍛造液壓機是在普通液壓機的基礎上逐步發(fā)展起來(lái)的。我國第一臺鍛造液壓機是1953 年在沈陽(yáng)制造成功的， 開(kāi)始由于受液壓技術(shù)和一些液壓基礎元器件的局限， 鍛造液壓機的發(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，鍛造液壓機進(jìn)入了一個(gè)高速發(fā)展期。在2000 年以前我國萬(wàn)噸以上壓機不足10 臺，僅2006 年一年，投資興建的萬(wàn)噸壓機就有17 臺，2007 年投資10 臺，兩年的投建臺數就超過(guò)了建國以后五十年的發(fā)展， 中小噸位的鍛造液壓機的需求更是遠遠大于萬(wàn)噸以上液壓機的需求，目前我國鍛造液壓機的數量大約有200 余臺。
鍛造液壓機發(fā)展到現在， 下一步發(fā)展趨勢就是兩個(gè)：一個(gè)快速性，另一個(gè)就是數控聯(lián)動(dòng)化。
2.4.1 快速性。目前國外的鍛造液壓機基本上都是快鍛機，快鍛次數可達到每分鐘100 次以上。特別是適合鍛造溫度區間很小的高合金材料。在自由鍛設備中被認為是發(fā)展的主要方向之一。制造快鍛機最大的技術(shù)難題就在于克服快鍛過(guò)程中的液壓沖擊及噪音。
2.4.2 數控聯(lián)動(dòng)化。通過(guò)采用數控系統來(lái)控制鍛造液壓機的液壓系統，實(shí)現設備工作智能化，從而實(shí)現精密定程壓制和定壓壓制。主機和操作機通過(guò)計算機控制，可實(shí)現聯(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。
山東一然環(huán)保重視技術(shù)創(chuàng )新，加大科技投入，深化改革，加強管理，經(jīng)過(guò)數十年的發(fā)展，中國的鍛造上了一個(gè)新的臺階，天然氣鍛造爐、熱處理臺車(chē)爐等環(huán)保設備的研發(fā)生產(chǎn)制造中，以節能增效為主要發(fā)展目標，在增強自主開(kāi)發(fā)能力、節約能源、加速發(fā)展精密成形等方面都取得了可喜的成果。希望在21世紀能有更多完全國產(chǎn)化的先進(jìn)技術(shù)裝備進(jìn)入鍛造業(yè)，努力實(shí)現全面的鍛件凈成形，使我國盡早步入世界鍛造技術(shù)強國之林。
