鍛壓設(shè)備實現(xiàn)低速鍛沖方式合理性探討

崔曉

（北大倉糧油股份有限公司 150000）

1 研究背景分析

鍛造設(shè)備主要使用一些沖頭，錘頭等工具對原料施加一定的壓力。由于壓力，原材料將被加工成某些規(guī)格的成品。鍛造設(shè)備主要包括鍛錘，液壓機和機械壓力機。目前，中國工業(yè)發(fā)展迅速，對提高綜合國力和國民生活產(chǎn)生了重大影響。特別是鋼鐵，航天，航運，軍工等重要行業(yè)在中國的發(fā)展，不斷增加了對各種工件的需求。同時，鍛造設(shè)備本身的要求也將越來越嚴格。鍛造時如果鍛造設(shè)備速度過快，可能會導(dǎo)致工件開裂，影響加工質(zhì)量，也可能導(dǎo)致模具磨損，影響模具的使用壽命。速度過快也可能導(dǎo)致周圍環(huán)境的噪音污染。如果速度太快，工件的質(zhì)量可能會受到影響。因此，在使用繪圖過程時，滑塊的速度必須保持在合理的范圍內(nèi)。

表1 拉延工藝合理速度范圍

據(jù)相關(guān)調(diào)查，鍛造設(shè)備的低速特性將直接影響工件的加工質(zhì)量。因此，制造過程中工件的基本要求是設(shè)備的低速運行。然而，一些公司不得不縮短工作時間以提高生產(chǎn)效率，因此縮短了鍛造設(shè)備在非鍛造階段的工作時間。這基本上能夠保持低速鍛造的特點，同時能夠保持較短的運行時間，逐漸成為衡量鍛造設(shè)備性能的重要標(biāo)準之一。為了能夠選擇更高效，更合理的鍛造設(shè)備，作者選擇了液壓機和伺服壓力機來探討鍛壓設(shè)備的合理性，以實現(xiàn)低速鍛造。

2 液壓機的低速鍛沖特性分析

液壓機主要使用液體壓力能量。油缸驅(qū)動滑塊重復(fù)進行直線運動后，由于靜壓的相對作用，工件主要經(jīng)歷一定的變形。液壓機的主要工作原理是帕斯卡原理。液壓機本身的結(jié)構(gòu)由機器，液壓泵站和控制系統(tǒng)組成。液壓機本身的轉(zhuǎn)速可以在較大的范圍內(nèi)無級調(diào)節(jié)，也可以根據(jù)技術(shù)要求在一定行程中保持較長的壓力。液壓機能夠獲得最大的工作行程，同時獲得最大的壓力和工作空間。液壓機的適應(yīng)性也比較強，可以在任意位置進行全壓。因此適用于工件行程較大的工件的生產(chǎn)過程中。同時，液壓機有其自身的弱點和缺陷。首先是需要更復(fù)雜的液壓管路。整個部件的細度相對較高，其次是一旦滲透發(fā)生，液壓流體本身具有一定的泄漏風(fēng)險。容易造成成本失控和環(huán)境污染，處理方法不允許造成一定的安全事故。目前的液壓機基本上都是巨型壓機，實際上擁有巨型液壓機也是綜合國力和產(chǎn)業(yè)發(fā)展實力的重要標(biāo)志之一。目前最大的液壓機是中國二線公司生產(chǎn)的8萬噸模鍛液壓機。主要用于制造航天設(shè)備，如美國F15，F(xiàn)35戰(zhàn)斗機機身框架；美國波音747-787客機鈦合金起落架組件。除了制造歐洲空中客車A320-380客機等的結(jié)構(gòu)部件外，還需要一個巨大的沖壓模鍛工藝。通常情況下，液壓機的滑塊速度相對較低，通常會保持在每秒1mm和2m之間。滑塊的平均每分鐘沖程次數(shù)在數(shù)十次至數(shù)十次之間，所以實際效率相對較低，因此液壓機的生產(chǎn)率也較低。因此，在對生產(chǎn)效率有特殊要求的情況下，可以用其他機械設(shè)備代替。

3 伺服壓力機的低速鍛沖特性

在了解伺服壓力機之前，我們首先分析傳統(tǒng)機械壓力機的特點。傳統(tǒng)的機械壓力機本身采用機械傳動方式工作。其中一個重要設(shè)備是交流異步電動機，其起動電流為額定電流的五到七倍。同時，該電機不能經(jīng)常啟動。為了滿足制造要求，印刷機必須配備離合器和制動器。由于增加了這兩個組件，它在工作時會消耗額外的能量，并且還需要對這兩個組件進行維護和檢查。傳統(tǒng)的機械壓力機在運行時會消耗大量的能源，同時也會造成資源浪費。

因此，傳統(tǒng)機械壓力機本身的特點相對較差，生產(chǎn)效率不符合要求。它已逐漸被機械制造公司淘汰。

伺服壓力機主要通過伺服電機作為動力來控制。伺服壓力機沒有傳統(tǒng)壓力機的離合器設(shè)置，所以整個驅(qū)動系統(tǒng)相對簡單并且減少了離合器消耗的能量。伺服電機隨時可以停止，節(jié)能效果遠遠高于傳統(tǒng)機械壓力機。伺服壓力機的最大優(yōu)點是在低速鍛造過程中可實現(xiàn)伺服控制，滑塊曲線可設(shè)定在設(shè)定范圍內(nèi)，提高加工精度。伺服壓力機本身也可以實現(xiàn)信息管理和控制。操作相對簡單，生產(chǎn)效率突出。

目前，對于伺服壓力機的開發(fā)，日本生產(chǎn)的壓機已在國際市場上得到廣泛的認可。伺服壓力機的滑塊運動曲線可以根據(jù)需要設(shè)定，并且很容易實現(xiàn)低速鍛造。同時，在回程中，還可以提高滑塊的速度，節(jié)省工作時間，提高工作效率。通過伺服控制，可以提高工藝精度，節(jié)約成本，提高質(zhì)量。目前的伺服電機技術(shù)逐漸受到各制造企業(yè)的關(guān)注，其應(yīng)用越來越廣泛，成為新時期鍛壓設(shè)備發(fā)展的重要方向之一。

4 結(jié)論

綜上所述，鍛壓設(shè)備的低速鍛沖特性能夠?qū)τ诠ぜ馁|(zhì)量、工作的時間以及成本等形成直接的影響。所以新時期需要鍛壓設(shè)備具備低速鍛沖特性的同時，還能夠保持高速的回程和空程的特性。筆者對于液壓機和伺服壓力機進行了詳細的探討。液壓機能夠基本滿足低速鍛沖要求，但是生產(chǎn)效率比較低。伺服壓力機本身具備比較高的低速鍛沖特性，還可以提升工作效率，所以筆者認為伺服壓力機在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用將成為新的趨勢。

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