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第三節　金屬壓力加工設備

金屬壓力加工分為鍛造和沖壓兩種。

鍛造是利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力，使其產生塑性變形，以便獲得具有一定機械性能、形狀和尺寸的鍛件的加工方法。坯料主要是鑄錠和棒料。

沖壓是靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材施加外力，使之產生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件的加工方法。坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。

沖壓件與鍛件相比，具有薄、輕、均、強的特點。

鍛造和沖壓都屬于塑性加工性質，統稱為鍛壓。

鍛壓設備包括各種鍛錘、各種壓力機和其他輔助設備。主要有成型用的鍛錘、機械壓力機、液壓機、螺旋壓力機和平鍛機，以及校正機、剪切機、鍛造操作機等輔助設備。

鍛壓機械的分類方法、型號如圖6-18，代號如表6-4、6-5、6-6、6-7所示。

例如：JB21-60表示公稱壓力為60kN的第二次改型的開式固定臺壓力機。

J-類代號，機械壓力機;

B-系列或產品重大結構變化代號;

21-組系代號，表示開式固定臺壓力機;

60-主參數，表示公稱壓力為60kN

一、鍛壓設備

(一)鍛錘

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。

1.空氣錘

(1)工作原理：

電動機通過減速器帶動曲柄連桿機構，使壓縮活塞在壓縮缸中做上下往復運動。當壓縮活塞向上運動時，壓縮空氣經過操縱機構的上旋閥進入工作缸內工作活塞上部，使錘頭向下運動，實現對坯料的鍛打;壓縮活塞向下運動時，壓縮空氣通過下旋閥進入工作活塞下部使錘頭提起。這樣，通過控制機構(手柄或踏桿)對上、下旋閥位置的控制，能使錘頭完成上懸、連續打擊、單下打擊和下壓等動作。

(2)規格：

空氣錘的規格以空氣錘落下部分(工作活塞、上抵鐵)的質量來表示。

鍛錘產生的打擊力，一般是落下部分質量的1 000倍左右。

2.蒸汽-空氣錘

(1)使用600–900kPa 的蒸汽或壓縮空氣作為動力。

(2)生產大中型鍛件，分為自由鍛錘和模鍛錘。

① 蒸汽-空氣自由鍛錘規格以錘落下部分的質量表示，一般為1000—5000kg。

小于1000kg的可以使用空氣錘;

1000—5000kg使用蒸氣-空氣自由鍛錘;

大于5000kg的可以使用水壓機;

②蒸氣-空氣模鍛錘的規格為1000—16000kg，必須借助于蒸汽或壓縮空氣驅動，動力供給系統復雜;噪音大，振動大。

(二)機械壓力機

是用曲柄滑塊機構或凸輪機構、螺旋機構將將電動機的旋轉運動轉換為滑塊的直線往復運動，對坯料進行加工的鍛壓機械。常用的機械壓力機有熱模鍛曲柄壓力機、摩擦壓力機和水壓機。

1.熱模鍛曲柄壓力機

工作時，滑塊到下止點位置時速度最慢，所產生的壓力最大，壓力機的能力即以此時的壓力表示，一般為2MN～120MN(200 ～ 1200t)。

結構特點：

(1)熱模鍛曲柄壓力機作用于鍛件上的是靜壓力而不是沖擊力，且變形力由機架承受，不傳給地基;

(2)熱模鍛曲柄壓力機是機械傳動，工作時滑塊行程大小不變，行程取決于曲柄的尺寸;

(3)機身剛度大，導軌與滑塊的間隙小，裝配精度高，因此能保證上下模準確地合在一起，不產生錯動;

(4)工作臺設有頂料裝置，模鍛結束后，鍛件被自動頂出。

工作特點：

(1)工作時振動小、噪聲小、加工精度高。

(2)曲柄壓力機在滑塊的一次行程中即可完成工件的一個變形，生產率高。

(3)但曲柄壓力機結構復雜，造價高。

2.摩擦壓力機

(1)電動機經皮帶輪帶動可做軸向往復移動的兩個同軸摩擦盤旋轉，交替壓向飛輪，使其正反向旋轉，并通過飛輪連接的螺桿推動滑塊上下移動。當滑塊接觸工件時，飛輪被迫減速至完全停止，儲存在飛輪中的旋轉動能轉變為沖擊能，通過滑塊打擊工件。打擊結束后，電動機使飛輪反轉，帶動滑塊上升，回到原始位置。

(2)摩擦壓力機的規格用公稱工作壓力來表示。

一般摩擦壓力機的工作壓力小于3.5MN(350t)，最大的可達25MN。

(3)摩擦壓力機無固定的下死點，對較大的模鍛件，可以多次打擊成形。

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。

(4)摩擦壓力機的優點：

結構簡單;制造、維修費用低;

對基礎、廠房建筑要求低;

工藝可能性大。

(5)缺點是生產率低。

3.水壓機

(1)由三梁(上橫梁、下橫梁、活動橫梁)、四柱、工作缸、回程缸和操作系統組成。

(2)水壓機的工作原理是根據帕斯卡液靜壓定理，當20MPa～40MPa的高壓水通入工作缸6，推動工作活塞5，使活動橫梁3沿立柱下壓;回程時，高壓水通入回程缸10，由回程柱塞9和拉桿15把活動橫梁沿立柱提起，立柱起導向作用。活動橫梁上、下往復運動即實現對坯料加壓變形。

(3)水壓機規格以靜壓力表示，一般為8000—120000 KN;

(4)特點：

工作行程大;

沒有巨大的沖擊和噪聲;

勞動條件好，環境污染小。

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（責任編輯：中大編輯）

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