更新时间:2023-06-21 18:46
锻造机是指用锤击等方法,使在可塑状态下的金属材料成为具有一定形状和尺寸的工件,并改变它的物理性质的机器。 锻造机中进行锻造的锻锤,在加工性能上与压力机械(特别是锻压机)非常相似,但作为前者的锻锤,其加工产生的反作用力不由床身承受,而由机诫的基础承受,这一点与后者的压力机有根本性的不同。
径向锻造机是对轴类件沿直径方向进行锻造的机器,它是专用于径向锻造工艺的专用设备,属于少、无切削加工的先进锻造设备之一。径向锻造机自20世纪50年代出现以来,由于其具有锻造效率高、自动化程度高、节省锻件材料、锻件质量好、工装简单和适用性强等优点,得到生产企业的认可和大力发展。我国能够生产的径向锻造机打击力为1000~2000kN,可锻造棒料直径为80~160mm,可锻坯料最大长度2500mm。
在垂直于锻件轴线的平面内,均匀地分布几个锤头(2、3个或多个)。电动机的动力通过传动装置、偏心轴、连杆和滑块机构传递给锤头(锻模),以极高的频率(锤头数乘以每分钟锻打的次数)锻打坯料,完成相应的工艺。锻打过程中坯料在作进给运动的同时作旋转运动,也就是相对锤头做螺旋运动,如下图1所示。
在垂直于棒料轴心的方向辐射状地均匀配置多个锤头(2、3、4、6或8个),锤头作同步径向运动,对棒料进行向心打击。同时,棒料沿轴向作送进运动,并根据需要旋转或不旋转。经锤头打击后,棒料的横截面减小,长度伸长。因此,径向锻造基本上是完成锻造工艺中的缩径、拔长或延伸工序,并使锻件获得一定的尺寸和轮廓。
锤头的径向运动由两种运动所组成:一是往复打击运动,二是径向送进运动。往复打击运动一般是高频率小冲程运动,主要是坯料进行压缩,使之变形,径向送进运动则主要是使锻件获得各种不同的直径尺寸,其方法是对往复打击运动的前死点相对于锻造轴心的位置进行调节。径向送进运动是根据工艺安排在锻打过程中需要的时候进行的。在有的特定用途的机器上则不具备这种运动,或只在机器工作前实行预先的调节。
当锻件为柱状表面(带台阶或不带台阶)时,径向送进运动与轴向送进运动交替进行,当锻件为锥面,且锥面比锤头上的成形面长时,径向送进运动往往与轴向送进运动按一定的速度比例同时进行。
大多数情况下,锤头的径向运动是由机械传动来提供,个别由液压传动来提供。机械传动使锤头具有确定的前死点,而且各锤头的前死点与锻造轴心的距离能够精确地保持一致。锤头往复打击运动的机械传动主要有两种方式:一种是多滚子式,另一种是曲轴(或偏心轴)式。前者所形成的机器称为轮转锻机,后者所形成的机器称为径向锻机。这两大类机器所能完成的工艺过程在本质上是一样的。只是轮转锻机的设备能力受到较大的限制,其所能加工的锻件尺寸及生产力远比偏心轴传动的径向锻机小得多,而且以薄壁空心管类锻件居多。
下图2所示是两个锤头的旋转锻造机(又叫曲柄摇杆式径向锻造机)。电动机带动双拐的偏心轴7作旋转运动,迫使其两侧的杠杆1作往复运动并推动摇杆3摆动,从而使固定于摇杆上的锤头5作径向锻打运动。
这种锻压机械可以设计成全自动或半自动的,模具也可以分为两模、三模或四模。可以进行实心锻件或管材零件的热锻和冷锻,可以热锻直径达305mm的实心钢棒,也可以热锻外径为584mm,壁厚为102mm的管材。
锻造机的防振方法,从工艺操作上看,模锻和自由锻是不同的。模锻时,即使产生相当大的床身位移(通常,锻扁量为30mm左右,伸长边为15mm左右),由于砧座锤头比大,对锻造能力和操作性能不产生影响。因此,对于较低固有频率的弹簧系统,因床身位移大,即使不用惯性基座,仍可获得良好的防振效果。
自由锻造时,砧座分离型与砧座整体型相比。通常砧座锤头比要小。此时,为增大表现的砧座锤头比和减小床身的位移,一般要采用惯性基座。
另外,自由锻造时,有时还将工件放在砧座的端部反复进行锤打。此时,对砧座重量小且固有频率低的弹簧系统,砧座本身会倾斜,同时也会丧失砧座与缎锤端部的平行度。这将会使表现的锻造能力降低,故有时就需要安装大的惯性基座,并将锻锤本身同时装在惯性基座上。已实用的防振装置种类很多,其中之一就是称之为浮基的防振装置,如下图3所示,它利用水的浮力和空气的弹性支承机械。
于是,锻造机安装在下部有空腔的台架上,空腔朝下开放,整个床身浮在水槽内,而水槽则设在地坪上。因此,由于空腔内外的水头差而产生的水压,通过空腔内的空气层,作用于台架的底部。其结果,台架上将承受与其排水量相等的上浮力。在构成惯性基座且有激振力作用时,台架可上下自由运动。导辊可控制倾斜和回转,叠板簧则作为辅助部分的浮力。