?? 一、 常用鍛壓設(shè)備概述

??? 由于鍛造加工工藝方法是多種多樣的，所以，其加工設(shè)備也是種類繁多的。按照鍛造加工工藝方法的不同，一般把鍛壓設(shè)備分為自由鍛設(shè)備和模鍛設(shè)備兩大類。

??? 1． 自由鍛設(shè)備

??? 根據(jù)對(duì)鍛件作用力的性質(zhì)，可以把自由鍛設(shè)備分為鍛錘和液壓機(jī)兩類。前者，常用的有空氣錘和蒸汽-空氣錘兩種；后者，主要是自由鍛水壓機(jī)。

??? 2． 模鍛設(shè)備

??? 同樣根據(jù)對(duì)鍛件作用力的性質(zhì)，可以把模鍛設(shè)備分為錘和壓力機(jī)兩類。錘上模鍛所用的設(shè)備有蒸汽-空氣模鍛錘、無(wú)砧座錘、高速錘等。壓力機(jī)上模鍛所用的設(shè)備主要有摩擦壓力機(jī)、曲柄熱鍛壓力機(jī)、平鍛機(jī)和模鍛水壓機(jī)。

??? 以下，我們將選擇鍛造車間最常用的幾種設(shè)備來(lái)介紹它們的結(jié)構(gòu)，工作原理及其安全技術(shù)。

??? 二、 自由鍛常用設(shè)備

??? （一） 空氣錘

??? 空氣錘是應(yīng)用很廣泛的一種自由鍛造設(shè)備，它可以用于各種自由鍛造工序。也可用作胎模，在某些缺乏模鍛設(shè)備的工廠里，還有用它來(lái)進(jìn)行模鍛的。

??? 空氣錘的打擊能量（或噸位）以它落下部分的重量表示。如落下部分的重量是4000N，則稱該錘為400kg 空氣錘。最常用的空氣錘，落下部分的重量在1000~7500N之間，大于7500N的空氣錘，一般被蒸汽-空氣錘代替。

??? 空氣錘是靠電力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用，利用本身產(chǎn)生的壓縮空氣，推動(dòng)落下部分動(dòng)作，同蒸汽-空氣錘比較，它的安裝費(fèi)用低，適合于小廠、修配廠使用，也適合小型鍛件的生產(chǎn)。其工作原理如圖1所示。?

??? 開(kāi)動(dòng)電動(dòng)機(jī)后，帶動(dòng)曲軸連桿機(jī)構(gòu)1旋轉(zhuǎn)，而使壓縮氣缸3內(nèi)的活塞2作上下直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)向下時(shí)，壓縮氣缸下部的空氣被壓縮，經(jīng)過(guò)下閥室8內(nèi)的旋閥進(jìn)入工作氣缸5的下部空間。這時(shí)，工作氣缸的上部空間缺氣。作用在工作活塞6下面的空氣壓力，使落下部分向上運(yùn)動(dòng)。

??? 當(dāng)壓縮氣缸的活塞2向上時(shí)，壓縮氣缸的上部氣被壓縮，并經(jīng)過(guò)上閥室4內(nèi)的上旋閥進(jìn)入工作氣缸的上部空間，工作氣缸下部空間缺氣。作用在工作活塞上面的空氣壓力和活塞本身重量的共同作用，使落下部分向下，打擊放在下砧7上的金屬。通過(guò)關(guān)閉或改變氣道通路的大小，就能使錘頭得到連打、單打、上懸和下壓等不同的動(dòng)作。

??? （二） 蒸汽-空氣錘

??? 蒸汽-空氣錘是利用蒸汽或壓縮空氣帶動(dòng)錘頭工作的，常用的雙柱拱式蒸汽錘的構(gòu)造如圖3所示。其主要組成部分有工作汽缸1，落下部分2（活塞、錘桿、錘頭和上抵鐵），帶導(dǎo)軌的左右機(jī)架3，帶下抵鐵的砧座4和操縱手柄5等。?

??? 蒸汽-空氣錘的工作原理如圖3左上方局部放大圖所示，當(dāng)滑閥6在圖示位置時(shí)，沿進(jìn)氣管7的新蒸汽進(jìn)入滑閥汽缸8，并從滑閥的外面繞過(guò)而進(jìn)入工作汽缸活塞9的上部空間，使活塞9，錘桿10和錘頭向下運(yùn)動(dòng)進(jìn)行錘擊。這時(shí)原先在工作汽缸1下部空間的廢汽則進(jìn)入滑閥汽缸并通過(guò)滑閥中間的孔，順著排氣管11排出。當(dāng)滑閥6移至下在位置時(shí)，則新蒸汽進(jìn)入工作汽缸活塞的下部空間，并給予活塞壓力，使錘頭上升。先前進(jìn)入工作汽缸上部的廢汽就直接經(jīng)排氣管11排出。

??? 蒸汽-空氣錘用4~9×101325Pa的蒸汽或壓縮空氣來(lái)推動(dòng)活塞，使之以6~8m/s的速度向下運(yùn)動(dòng)。故落下部分能量可顯著增大，錘擊功能可大為提高。但必須有一套輔助設(shè)備，如蒸汽鍋爐或空氣壓縮機(jī)等，但此空氣錘復(fù)雜。蒸汽-空氣錘的噸位一般為0.5~5t。3t以下常見(jiàn)的是懸臂式機(jī)架，而5t錘則通常是橋式結(jié)構(gòu)。蒸汽-空氣錘適合鍛造中型或較大的鍛件。

??? （三） 水壓機(jī)

??? 1． 水壓機(jī)的工作原理

??? 水壓的工作原理是根據(jù)帕斯卡液體靜壓定律而來(lái)的。即：加在密封容器內(nèi)的液體的壓強(qiáng)（單位面積上的壓力）能夠按照它原來(lái)的大小向液體各個(gè)方向傳遞。根據(jù)這一原理，如圖4所示，在連通的容器中的柱塞D＜sub＞1＜sub＞和D＜sub＞2＜sub＞所受到的壓力和它們的端面面積成正比。因此在小柱塞上作用一個(gè)小的力P＜sub＞1＜sub＞，則大柱塞上就產(chǎn)生一個(gè)增大的力P＜sub＞2＜sub＞。這力所增大的倍數(shù)，就等于大柱塞端面面積比小柱塞端面面積所增大的倍數(shù)，這一關(guān)系可以用以下方程式來(lái)表示：

???? （1）??? 或 （2）

??? 式中 P＜sub＞1＜sub＞、F＜sub＞1＜sub＞、D＜sub＞1＜sub＞——作用在小柱塞上的力以及小柱塞的橫截面積和直徑。

???? P＜sub＞2＜sub＞、F＜sub＞2＜sub＞、D＜sub＞2＜sub＞——大柱塞所產(chǎn)生的力以及大柱塞的橫截面積和直徑。

??? 水壓機(jī)就是根據(jù)這個(gè)原理制造的。

??? 圖5可以形象地說(shuō)明水壓機(jī)的工作原理：泵室2和水壓機(jī)工作缸4通過(guò)管道3連接成密閉的連通容器。當(dāng)水泵起動(dòng)后，作用在水泵柱塞1（相當(dāng)于小柱塞）上的力P＜sub＞1＜sub＞，通過(guò)管道3在工作柱塞5（相當(dāng)于大柱塞），產(chǎn)生出增大了的力P＜sub＞2＜sub＞，再借助于上砧6，將其壓力作用在置于下砧8的坯料7上，使之變形。???
??? 圖5（略） 水壓機(jī)的工作原理

??? 1―水泵柱塞 2―泵室 3―管道 4―水壓機(jī)的工作缸 5―工作柱塞 6―上砧 7―坯料 8―下砧

??? 2． 水壓機(jī)本體的構(gòu)造和工作過(guò)程

??? 水壓機(jī)的構(gòu)造如圖6所示。工作時(shí)高壓水（200×101325Pa左右）沿管13進(jìn)入安裝在上橫梁3上的工作缸1內(nèi)，并壓

在柱塞2上使其下降。這時(shí)與柱塞固定在一起的活動(dòng)橫梁4也沿著立柱5隨同下降?；顒?dòng)橫梁的下端裝有上抵鐵11，下降時(shí)便對(duì)置于下抵鐵12上的鍛件施加壓力。下抵鐵固定在下橫梁6上。

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??? 圖6（略） 水壓機(jī)

??? 1―工作缸 2―柱塞 3―上橫梁 4―活動(dòng)橫梁 5―立柱 6―下橫梁 7―回程缸 8―小柱塞 9―小橫梁 10―拉桿 11―上抵鐵 12―下抵鐵 13、14―高壓水管

??? 活動(dòng)橫梁的回升由回程缸7來(lái)完成，這時(shí)工作缸排水，而高壓水沿管14進(jìn)入回程缸7，并推動(dòng)小柱塞8使其上升。同時(shí)通過(guò)小橫梁9，拉桿10帶動(dòng)活動(dòng)橫梁也隨著上升，這樣就完成了水壓機(jī)的一個(gè)工作過(guò)程。因此，通過(guò)對(duì)操縱手柄的控制，就可以使水壓機(jī)得到預(yù)壓、施壓、回程（提升）、上懸（停止）等四種動(dòng)作。

??? 各種形式的自由鍛水壓機(jī)的結(jié)構(gòu)主要構(gòu)成部分都大致如此，其工作過(guò)程則是完全一致的。所不同的是，一些主要構(gòu)件（如機(jī)架、工作缸和回程缸等）的結(jié)構(gòu)、位置和數(shù)量上有所差異。例如：機(jī)架有四柱式、雙柱式、也有單臂式；工作缸有單缸、雙缸、三缸和多缸之分。