壓力設(shè)備噸位計(jì)算

1、1總述模鍛錘、螺旋壓力機(jī)、熱模鍛壓力機(jī)是鍛造行業(yè)的三大主力模鍛設(shè)備，盡管 多年來(lái)各自技術(shù)均得到相應(yīng)的開(kāi)展， 但由于其各自的性能特點(diǎn)，因而具有不同的 適應(yīng)性！2模鍛設(shè)備的性能特點(diǎn)及選型2. 1模鍛錘2.1. 1性能特點(diǎn)模鍛錘是在中批量或大批量生產(chǎn)條件下進(jìn)展各種模鍛件生產(chǎn)的鍛造設(shè)備，可進(jìn)展多型模鍛，由于它具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、生產(chǎn)率高、造價(jià)低廉和適應(yīng)模鍛工藝要求 等特點(diǎn)，因此它是常用的鍛造設(shè)備。鍛錘在現(xiàn)代鍛造工業(yè)中的地位取決于如下幾個(gè)方面：a構(gòu)造簡(jiǎn)單，維護(hù)費(fèi)用低；b操作方便，靈活性強(qiáng)；c模鍛錘可進(jìn)展多模鏜鍛造，無(wú)需配備預(yù)鍛設(shè)備，萬(wàn)能性強(qiáng)；d成形速度快，對(duì)不同類(lèi)別的鍛件適應(yīng)性強(qiáng)；e設(shè)備投資少僅為熱模鍛壓力機(jī)

2、投資的 1/4。鍛錘的特出優(yōu)點(diǎn)在于打擊速度快，因而模具接觸時(shí)間短，特別適合要求高速 變形來(lái)充填模具的場(chǎng)合。例如帶有薄筋板、形狀復(fù)雜的而且有重量公差要求的鍛 件。由于其快速、靈活的操作特性，其適應(yīng)性非常強(qiáng)，有人稱之為“萬(wàn)能設(shè)備。 因而特別適合多品種、小批量的生產(chǎn)。鍛錘是性能價(jià)格比最優(yōu)的成形設(shè)備。特別是百協(xié)程控鍛錘的出現(xiàn)，使鍛錘在現(xiàn)代鍛造工業(yè)開(kāi)展中又一次得到了復(fù) 興。百協(xié)程控鍛錘是充分發(fā)揮傳統(tǒng)鍛錘靈活自如、 成型速度快的優(yōu)勢(shì)，綜合運(yùn)用 了液壓、電器等現(xiàn)代傳動(dòng)、控制技術(shù)，不僅具有簡(jiǎn)單可靠的構(gòu)造，而且具有極為 周到的運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、故障診斷系統(tǒng)、能量自控系統(tǒng)及程序打擊控制系統(tǒng)， 是當(dāng) 今鍛造工業(yè)中符合高

3、效、節(jié)能、環(huán)保要求的具有高精度、高可靠、高性價(jià)比特點(diǎn) 并具有廣泛適應(yīng)性的現(xiàn)代化精細(xì)鍛造設(shè)備。百協(xié)程控鍛錘具有如下特點(diǎn)：A. 咼效由于其獨(dú)特的液壓傳動(dòng)構(gòu)造，使錘頭在較短行程獲得巨大能量成為可能，即 短行程高速鍛造和高頻率的連續(xù)鍛造成為現(xiàn)實(shí)，這就為鍛件的高效率快速成形創(chuàng) 造了先決條件，程控鍛錘的這一優(yōu)勢(shì)是其它鍛造設(shè)備所無(wú)可比較的。B. 節(jié)能節(jié)能是液壓錘得到快速開(kāi)展的最主要原因，程控鍛錘傳動(dòng)效率可達(dá)65%,而 傳統(tǒng)蒸汽錘能量利用率為2%,能量利用率提高了幾十倍，節(jié)能效果十分顯著。 程控鍛錘的節(jié)能效益還表達(dá)再打擊能量的有效控制，多余能量的打擊也是一種能 源的浪費(fèi)。C. 環(huán)保該工程生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)“三廢&q

4、uot;排放，打擊能量的自動(dòng)控制，防止了由于充裕 打擊能量帶來(lái)的噪音問(wèn)題；程控全液壓模鍛錘采用液壓阻尼隔振器， 防止了由于 打擊帶來(lái)的振動(dòng)問(wèn)題，其隔振效率可達(dá)85%,工作環(huán)境大為改善。程控鍛錘是真 正意義上符合環(huán)保要求的現(xiàn)代化鍛造設(shè)備。D. 高精度整體U形鑄鋼砧座床身，可方便拆換的寬導(dǎo)軌構(gòu)造，以及便于對(duì)模的模具 固定、調(diào)整構(gòu)造，為鍛件的高精度要求提供了保證。打擊能量的準(zhǔn)確控制、程序 打擊的實(shí)現(xiàn)可防止由于操作者技術(shù)水平的差異造成產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定?？煽刂频拇驌裟芰浚杀ＷC模具不承受多余能量的打擊。E. 咼可靠高度集成化的錐閥控制技術(shù)，液壓系統(tǒng)構(gòu)造大為簡(jiǎn)單。簡(jiǎn)單的構(gòu)造是鍛錘具 有較高可靠性的前提條件

5、?，F(xiàn)代電子技術(shù)的應(yīng)用極提高了設(shè)備的控制性能及運(yùn)行 的可靠性，為其在鍛造行業(yè)中成功地得到應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的根底。F. 高質(zhì)量如果鍛錘是由人操作，不管多么熟練的工人，也難保持100%的一致，特別換班操作，對(duì)同一種鍛件更難以得到一致的打擊能量和打擊次數(shù)。百協(xié)程控鍛錘 采用電子程序控制，不管誰(shuí)踩踏板，鍛打操作是一致的。對(duì)某一特殊零件的工藝 如已經(jīng)編入程序，即可以數(shù)碼儲(chǔ)存起來(lái)。以后再鍛造同一零件時(shí)，只須調(diào)出該零 件的編碼，鍛錘即可以進(jìn)展生產(chǎn)。2. 1. 2選型鍛錘的最大打擊能量是鍛錘的工作能力最主要的參數(shù)，所需鍛錘打擊能量的 選擇可參照如下公式：E=25 3.56.3KF總式中E鍛件所需的打擊能量（J）;

6、K鋼種系數(shù)低碳鋼為 0.9;中碳鋼和低碳合金鋼為 1 ;中碳低合金鋼為1.1 ;高合金構(gòu)造鋼為1.25；F總一鍛件平面圖總變形面積包括連皮及飛邊cm 2。當(dāng)生產(chǎn)批量很大，要求較高的生產(chǎn)率時(shí)，公式取上限數(shù)值6.3,而下限3.5用于能進(jìn)展終鍛工步并且生產(chǎn)率不很高的情況。2. 2螺旋壓力機(jī) 2. 2. 1性能特點(diǎn)螺旋壓力機(jī)適用于模鍛、鐓鍛、精壓、校正、切邊、彎曲等工序。但由于螺 旋壓力機(jī)的平均偏載能力遠(yuǎn)小于熱模鍛壓力機(jī)和鍛錘。 因此，螺旋壓力機(jī)不適合 一次加熱完成幾道工序如去除氧化皮，預(yù)鍛和切邊。所以，當(dāng)采用螺旋壓力 機(jī)終鍛時(shí)，需要用另外的設(shè)備完成輔助工序。螺旋壓力機(jī)模鍛的工藝特點(diǎn)是由設(shè)備的性能決定

7、的。由于螺旋壓力機(jī)具有模 鍛錘和熱模鍛壓力機(jī)的雙重工作特性， 即在工作過(guò)程中有一定的沖擊作用； 滑塊 行程不固定；設(shè)備帶頂料裝置；鍛件形成中滑塊和工作臺(tái)之間所受的力由壓力機(jī) 的框架構(gòu)造所承受等。所以，螺旋壓力機(jī)模鍛有如下特點(diǎn)：1、螺旋壓力機(jī)滑塊行程速度較慢，略帶沖擊性，可以在一個(gè)型槽進(jìn)展屢次 打擊變形。所以，它可以為大變形工序如鐓粗、擠壓提供大的變形能量，也 可以為小變形的工序如精壓、壓印提供較大的變形力。2、由于滑塊行程不固定并設(shè)有頂料裝置，很適于無(wú)飛邊模鍛及長(zhǎng)桿類(lèi)鍛件 的鐓鍛，用于擠壓和切邊工序時(shí)，須在模具上增設(shè)限制行程裝置。3、螺旋壓力機(jī)承受偏心載荷的能力較差，通常用于單型槽模鍛，制坯一

8、般 在其它輔助設(shè)備上進(jìn)展。也可在偏心力不大的情況下布置兩個(gè)型槽，如壓彎終鍛或鐓粗一一終鍛。螺旋壓力機(jī)模鍛也受設(shè)備噸位、工作速度低和配備輔助設(shè)備制坯等不利因素 的限制，一般用于中小型鍛件的中小批量生產(chǎn)。2、2、2與其他模鍛設(shè)備適應(yīng)性比較螺旋壓力機(jī)靠打擊能量進(jìn)展工作，其工作特性與模鍛錘相似，壓力機(jī)滑塊行 程不固定，可允許在最低位置前任意位置回程， 根據(jù)鍛件所需變形功的大小，可 控制打擊能量和打擊次數(shù)。但螺旋壓力機(jī)模鍛時(shí)，鍛件成形的變形抗力是由床身 封閉系統(tǒng)的彈性變形來(lái)平衡的，它的構(gòu)造特點(diǎn)又與熱模鍛壓力機(jī)相似。 所以它是 介于鍛錘和熱模鍛壓力機(jī)之間的一種模鍛設(shè)備，有一定的超載能力。選擇螺旋壓力機(jī)的噸

9、位必須適應(yīng)其特性。螺旋壓力機(jī)平均偏載能力遠(yuǎn)小于熱模鍛壓力機(jī)和百協(xié)程控鍛錘。 因此，螺旋 壓力機(jī)不適合多模膛鍛造，通常用于單型槽模鍛，所以，當(dāng)采用螺旋壓力機(jī)終鍛 時(shí)，需要用另外的設(shè)備完成輔助工序。螺旋壓力機(jī)滑塊行程速度較慢，工作頻次低，只能在單型槽進(jìn)展單次打擊變 形。單次打擊變形中坯料中部變形大，易向水平方向劇烈流動(dòng)，形成很大飛邊， 造成型槽深處金屬不容易充滿，比錘上模鍛更容易產(chǎn)生折疊，這對(duì)于橫截面形狀 復(fù)雜的鍛件更為突出。同時(shí)與百協(xié)程控鍛錘相比靈活性差、 模具壽命短，所以它 適用于形狀比較簡(jiǎn)單、精度要求不高、需大變形能量的零件鍛造成形。螺旋壓力機(jī)的打擊能量、打擊節(jié)拍通常由操作者依據(jù)鍛件所需變形

10、功的大小 隨機(jī)經(jīng)歷確定，與百協(xié)程控鍛錘相比控制性能差， 鍛件質(zhì)量不穩(wěn)定，難以實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)化。通常適用于中小型鍛件的中小批量生產(chǎn)。2. 2. 3選型選擇螺旋壓力機(jī)的噸位的計(jì)算公式如下：1P= p/q= 6473F/q式中P-螺旋壓力機(jī)噸位KN；p模鍛所需變形力KN；F鍛件連同飛邊的投影面積cm 26473一一復(fù)雜鍛件系數(shù)取73,簡(jiǎn)單件取64;q是一個(gè)變形系數(shù)，按螺旋壓力機(jī)模鍛中的行程和變形功可分為： 鍛件需要大的變形行程、變形量和變形功進(jìn)展模鍛時(shí)，q=0.91.1; 鍛件需要較小的變形行程和變形功進(jìn)展模鍛時(shí)q=1.3; 鍛件只需要很小的變形行程，但需要很大的變形力進(jìn)展精壓時(shí)q=1.6。2P= 17

11、.528K- F總（KN）式中 F總 鍛件連同飛邊的總投影面積（cm 2）；K鋼種系數(shù)，參照第三單元設(shè)備噸位計(jì)算一節(jié)；17.528一一系數(shù)28用于變形困難（如擠壓變形，有飛邊變形等）及生產(chǎn) 率高的條件下，反之取17.5。上式適用于錘擊23次成形時(shí)所需設(shè)備的噸位計(jì)算。如果需一次錘擊成形 應(yīng)按計(jì)算增大一倍。2. 3熱模鍛壓力機(jī)2. 3. 1性能特點(diǎn)熱模鍛壓力機(jī)上模鍛的特性是受壓力機(jī)本身構(gòu)造特點(diǎn)所決定的。具有如下特占：八、1、機(jī)架和曲柄連桿機(jī)構(gòu)的剛性大，工作中彈性變形小，模鍛可以得到精度較高的鍛件。2、滑塊具有附加導(dǎo)向的象鼻形構(gòu)造，從而增加滑塊的導(dǎo)向長(zhǎng)度，提高了導(dǎo)向精度。由于熱模鍛壓力機(jī)導(dǎo)向精度高，

12、并采用帶有導(dǎo)向裝置的組合模，所以能鍛出 精度較高的鍛件。各個(gè)工步的型槽制作在更換方便的鑲塊上，并用緊固螺釘緊固 在通用模架上。工作時(shí)上下模塊不產(chǎn)生對(duì)擊。3、壓力機(jī)的工作行程固定，一次行程完成一個(gè)工步。4、設(shè)有自動(dòng)頂出裝置。2、3、2與其他模鍛設(shè)備適應(yīng)性比較：熱模鍛壓力機(jī)滑塊行程一定，速度慢。在一次行程中，坯料就能完成預(yù)定的 變形。所以，變形中坯料中部變形大而易向水平方向劇烈流動(dòng)，形成很大飛邊， 造成型槽深處金屬不容易充滿。同時(shí)比錘上模鍛更容易產(chǎn)生折疊，這對(duì)于橫截面 形狀復(fù)雜的鍛件更為突出。為了在壓力機(jī)上順利地鍛出這類(lèi)鍛件， 必須采用制坯 工步，使坯料接近鍛件形狀，因而要求正確設(shè)計(jì)模鍛工步。模鍛

13、錘錘頭每分鐘行程次數(shù)多，并可根據(jù)坯料變形的要求控制錘擊輕重。對(duì) 鍛件拔長(zhǎng)，滾壓等到工步操作方便。熱模鍛壓力機(jī)進(jìn)展拔長(zhǎng)滾擠工步那么比較困 難，因此對(duì)于橫截面相差很大的長(zhǎng)桿類(lèi)制坯件， 需要采用拔長(zhǎng)，滾擠時(shí)需借助其 它設(shè)備如空氣錘、輥鍛機(jī)、平鍛機(jī)等進(jìn)展制坯。在錘上模鍛時(shí)，坯料外表的氧化皮比較容易被打落吹掉， 熱模鍛壓力機(jī)上模 鍛那么較困難，尤其是坯料上下兩端面的氧化皮容易壓入鍛件表層。因此必須 使用電加熱及其它少無(wú)氧化的加熱方法。由于熱模鍛壓力機(jī)采用帶有導(dǎo)向裝置的組合模，各個(gè)工步的型槽制作在更換 方便的鑲塊上，鑲塊模的尺寸比錘上用模小得多，從而有效地節(jié)約了模具材料。 而且鑲塊模的制造、使用、修理也方便得多。2. 3. 2設(shè)備選型熱模鍛壓力機(jī)噸位確實(shí)定是根據(jù)鍛件終時(shí)的最大變形抗力來(lái)計(jì)算確定的。鍛造壓力P可按以下經(jīng)歷公式進(jìn)展計(jì)算：P= 64 73KF式中F包括飛邊橋部在的鍛件投影面積cm2；K鋼種系數(shù)，參照第三單元設(shè)備噸位選擇容。對(duì)于外形簡(jiǎn)單，圓面較大，筋厚而低，以及壁較厚的鍛件，復(fù)雜系數(shù)取小 值，反之取大值。3三種模鍛設(shè)備的性能比較表參數(shù)名稱蒸汽錘螺旋壓力機(jī)曲柄壓力機(jī)百協(xié)程控鍛錘打擊速度m/s470.6 0.80.3 0.746冷擊時(shí)間(ms)2330 6030 6023成形時(shí)間(ms)51530 15080 120515打擊頻率80 10