浅谈锻造设备的发展过程及趋势

摘要：随着科学技术的发展！锻造设备的设计和制造技术取得了长足的进步，锻造设备在钛合金锻造生产中起到了重要作用，提高了生产效率和产品质量。我们的锻造工艺和模具技术得到了较大的发展，对一些技术要求高的大型复杂锻件也能够做到完全自给，保证了社会的需求。

关键词：锻造;锻造设备;发展过程及趋势

前  言

在人类社会发展进程中，制造业起到了举足轻重的作用，可以说制造业是制造人类财富的支柱。谈到锻造设备的发展过程及发展趋势，首先要谈一下锻锤。锻锤是一种最古老而又万能的锻压设备，在锻造工业中一直发挥着重要作用，是机械制造业中量大面广，不可缺少的一种锻压设备。虽然随着其它一些锻压设备如液压机和机械压力机等的出现和发展，在一定程度上取代了一部分锻锤的工作。

一、锻遣设备的发展

1.老式锻锤的改进

古老的锻锤是各种锻压机器的先驱，至今仍在我国锻造生产中占有数量上的优势。其中锤类设备最常用的为蒸气一一空气锤，这类锤主要使用蒸气作为工作介质，由于其能量利用率太低（3%左右），工作时产生巨大的噪声和地基振动，促使人们想方设法对其进行改造。50年代，曾生产过系列的具有各种打击能量的双向对击锤，同时，人们对振动介质，材料选用和基础抗震进行了许多研究和改进，但总体效果不理想。

2.螺旋压力机

摩擦螺旋压力机是中国五六十年代的主要锻压设备之一，总体数量很大，与蒸空锻锤相当，几乎在每一个中、小型锻造车间里都由它承担着小批量模型锻造的生产任务。这种压力机在很多方面弥补了锻锤的不足，而且投资较小，我国磨擦压力机的最大公称压力达到35000KN。

虽然这种机器的名称和外型与锻锤差异很大，但就其作用于金属塑性变形的原理来讲二者是基本相同的。因此它同样有着效率低、能耗大的缺点。又因为它的特殊力能转换关系和整体框架式结构，实际工作中的打击力经常超载，机架、螺杆断裂的事故屡有所见，模具寿命也受到影响，人们采取了增加过载保护、更新操纵机构等措施，但并未达到预期效果。

3.机械锻压机

加热、成形和精整三种设备构成模锻生产的基本单元，即所谓的“机组”。最简单的、也是最初始的模锻机组应包含加热炉、模锻锤、切边压力机各一台，若三者之间再用简单的输送机械联系起来，就形成各种现代锻造生产线的雏形。锻锤和摩擦压力机的工作原理是较为简单的能量转换关系，即锻压机械把其执行部件从高速运动中所获得的动能转化为金属塑性变形的位能。热模锻压力机则与此不同，它主要是由刚性连接的机械传动机构发出强制压力克服变形阻力，使金属在准静态下塑性变形。

二、发晨趋势

1.自由锻锤的发展趋势

自由锻锤发展趋势就是大型化和成套化。过去由于制造水平的约束，我国双臂自由锻锤的最大规格只有5吨，单臂自由锻锤的最大规格只有3吨。目前，安锻公司已经开发出8吨双臂自由锻锤和5吨单臂自由锻锤，下一步还将开发出10吨双臂自由锻锤和8吨单臂自由锻锤。另外一个趋势就是成套化，根据自由锻锤的配套要求，成功开发了系列带锯机、系列操作机和系列装取料机。用户可以根据不同的锻造工件购买相应的成套自由锻设备。

2.模锻锤的发展趋势

模锻锤是模锻车间使用范围最广泛的设备，它的主要特点是成型速度快、金属流动性好、锻件质量高。因此，特别适用于薄壁零件的锻造成型，但是普通模锻锤打击能量不能精确控制，锻锤的操作者是靠听模具打靠声音来判断锻件是否打成，模具在终锻时受到频繁的冲击和过载，很容易发生早期损坏。实现打击能量数控化，使得设备输出的能量既保证锻件打成，又不产生多余的能量，避免模具打靠产生过载，是提高模具寿命的必经之路。采用数控全液压模锻锤来进行锻造，打击能量和打击工序实现了数控化，下一步就是使用机器人自动上下料，实现自动化生产。因此采用数控全液压模锻锤为主机，实现模锻生产线全自动化生产是下一步的发展趋势。

3.数控全液压模锻锤

3.1基本原i理

数控锤采用油泵一蓄能器传动，油缸下腔通常压，液压系统对上腔进行单独控制。上腔进油阀打开，来自油泵、蓄能器以及通过差动回路引来的下腔的共三部分高压油进入上腔，实现锤头的加速向下和打击行程，上腔一旦卸压，锤头立即快速回程。打击能量的精确控制靠数字化控制系统控制打击阀闭合时间的长短来实现。

3.2性能特点

3.2.1 能实现打击能量的精确控制

数控锤通过精确控制打击阀的闭合时间，既保证了锻件所需的能量，又不产生额外的冲击动能，因此锻造模具的寿命大大提高。实测表明，能量偏差控制在±1.5%左右，对于不同高度的模具，可以方便地调整起始时间，保证能量的同一性和准确性。

3.2.2 回程速度很快

由于主油缸下腔始终通蓄能器，上腔一旦卸压，能迅速抬锤，因此模具接触时间短，该性能与能量精确控制相结合，可以使锻造模具使用寿命提高2倍以上。

3.2.3 锻造精度高

该产品由于导轨采用“x，"形结构，因此导轨间隙可以调得很小，打出的锻件精度很高。

3.2.4 材料利用率很高

由于能量可以控制，因而制坯精度很高，打出的锻件飞边较为均匀，又由于锻造精度高，上下模不会出现错模现象，因此材料利用率很高，为少无切削奠定了基础。

4.锻造液压机的发展过程及发展趋势

锻造液压机是在普通液压机的基础上逐步发展起来的。我国第一台锻造液压机是1953年在沈阳制造成功的，开始由于受液压技术和一些液压基础元器件的局限，锻造液压机的发展是比较缓慢的。近十几年来，由于液压技术的不断发展，锻造液压机进入了一个高速发展期。锻造液压机发展到现在，下一步发展趋势就是两个：一个快速性，另一个就是数控联动化。

三、结束语

重视技术创新，加大科技投入，深化改革，加强管理，经过数十年的发展，中国的锻造上了一个新的台阶，在增强自主开发能力、节约能源、加速发展精密成形等方面都取得了可喜的成果。希望在2l世纪能有更多完全国产化的先进技术装备进入锻造业，努力实现全面的锻件净成形，使我国尽早步人世界锻造技术强国之林。

参考文献：

[1]范宏才现代锻压机械[M].北京：机械工业出版社，1994.

[2]张长龙，.邱林弟.锻压机械[J]，2004，29（2）：53—54.