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鍛造機是指用錘擊等方法,使在可塑狀態(tài)下的金屬材料成為具有一定形狀和尺寸的工件,并改變它的物理性質的機器。 鍛造機中進行鍛造的鍛錘,在加工性能上與壓力機械(特別是鍛壓機)非常相似,但作為前者的鍛錘,其加工產生的反作用力不由床身承受,而由機誡的基礎承受,這一點與后者的壓力機有根本性的不同。
在常用于自由鍛造的砧座分離型鍛錘的場合,這種結構上的差別將進一步明顯。總之,用很大重量的鍛錘端部高速錘打工件,將會產生很強的沖擊振動。
徑向鍛造機是對軸類件沿直徑方向進行鍛造的機器,它是專用于徑向鍛造工藝的專用設備,屬于少、無切削加工的*鍛造設備之一。徑向鍛造機自20世紀50年代出現以來,由于其具有鍛造效率高、自動化程度高、節(jié)省鍛件材料、鍛件質量好、工裝簡單和適用性強等優(yōu)點,得到生產企業(yè)的認可和大力發(fā)展。我國目前能夠生產的徑向鍛造機打擊力為1000~2000kN,可鍛造棒料直徑為80~160mm,可鍛坯料大長度2500mm。
在垂直于鍛件軸線的平面內,均勻地分布幾個錘頭(2、3個或多個)。電動機的動力通過傳動裝置、偏心軸、連桿和滑塊機構傳遞給錘頭(鍛模),以*的頻率(錘頭數乘以每分鐘鍛打的次數)鍛打坯料,完成相應的工藝。鍛打過程中坯料在作進給運動的同時作旋轉運動,也就是相對錘頭做螺旋運動。
在垂直于棒料軸心的方向輻射狀地均勻配置多個錘頭(2、3、4、6或8個),錘頭作同步徑向運動,對棒料進行向心打擊。同時,棒料沿軸向作送進運動,并根據需要旋轉或不旋轉。經錘頭打擊后,棒料的橫截面減小,長度伸長。因此,徑向鍛造基本上是完成鍛造工藝中的縮徑、拔長或延伸工序,并使鍛件獲得一定的尺寸和輪廓。
錘頭的徑向運動由兩種運動所組成:一是往復打擊運動,二是徑向送進運動。往復打擊運動一般是高頻率小沖程運動,主要是坯料進行壓縮,使之變形,徑向送進運動則主要是使鍛件獲得各種不同的直徑尺寸,其方法是對往復打擊運動的前死點相對于鍛造軸心的位置進行調節(jié)。徑向送進運動是根據工藝安排在鍛打過程中需要的時候進行的。在有的特定用途的機器上則不具備這種運動,或只在機器工作前實行預先的調節(jié)。
當鍛件為柱狀表面(帶臺階或不帶臺階)時,徑向送進運動與軸向送進運動交替進行,當鍛件為錐面,且錐面比錘頭上的成形面長時,徑向送進運動往往與軸向送進運動按一定的速度比例同時進行。
大多數情況下,錘頭的徑向運動是由機械傳動來提供,個別由液壓傳動來提供。機械傳動使錘頭具有確定的前死點,而且各錘頭的前死點與鍛造軸心的距離能夠地保持一致。錘頭往復打擊運動的機械傳動目前主要有兩種方式:一種是多滾子式,另一種是曲軸(或偏心軸)式。前者所形成的機器稱為輪轉鍛機,后者所形成的機器稱為徑向鍛機。這兩大類機器所能完成的工藝過程在本質上是一樣的。只是輪轉鍛機的設備能力受到較大的限制,其所能加工的鍛件尺寸及生產力遠比偏心軸傳動的徑向鍛機小得多,而且以薄壁空心管類鍛件居多。
下圖所示是兩個錘頭的旋轉鍛造機(又叫曲柄搖桿式徑向鍛造機)。電動機帶動雙拐的偏心軸7作旋轉運動,迫使其兩側的杠桿1作往復運動并推動搖桿3擺動,從而使固定于搖桿上的錘頭5作徑向鍛打運動。
[旋轉鍛造機] 旋轉鍛造機
這種鍛壓機械可以設計成全自動或半自動的,模具也可以分為兩模、三?;蛩哪!?梢赃M行實心鍛件或管材零件的熱鍛和冷鍛,可以熱鍛直徑達305mm的實心鋼棒,也可以熱鍛外徑為584mm,壁厚為102mm的管材。
鍛造機的防振方法,從工藝操作上看,模鍛和自由鍛是不同的。模鍛時,即使產生相當大的床身位移(通常,鍛扁量為30mm左右,伸長邊為15mm左右),由于砧座錘頭比大,對鍛造能力和操作性能不產生影響。因此,對于較低固有頻率的彈簧系統(tǒng),因床身位移大,即使不用慣性基座,仍可獲得良好的防振效果。
自由鍛造時,砧座分離型與砧座整體型相比。通常砧座錘頭比要小。此時,為增大表現的砧座錘頭比和減小床身的位移,一般要采用慣性基座。
另外,自由鍛造時,有時還將工件放在砧座的端部反復進行錘打。此時,對砧座重量小且固有頻率低的彈簧系統(tǒng),砧座本身會傾斜,同時也會喪失砧座與緞錘端部的平行度。這將會使表現的鍛造能力降低,故有時就需要安裝大的慣性基座,并將鍛錘本身同時裝在慣性基座上。已實用的防振裝置種類很多,其中之一就是稱之為浮基的防振裝置,如下圖所示,它利用水的浮力和空氣的彈性支承機械。
于是,鍛造機安裝在下部有空腔的臺架上,空腔朝下開放,整個床身浮在水槽內,而水槽則設在地坪上。因此,由于空腔內外的水頭差而產生的水壓,通過空腔內的空氣層,作用于臺架的底部。其結果,臺架上將承受與其排水量相等的上浮力。在構成慣性基座且有激振力作用時,臺架可上下自由運動。導輥可控制傾斜和回轉,疊板簧則作為輔助部分的浮力。
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