一、螺旋壓力機，，，螺旋壓力機工作原理及工作特性（一）慣性螺旋壓力機工作原理慣性螺旋壓力機的共同特征是采用一個慣性飛輪。打擊前傳動系統輸送的能量以動能形式暫時存放在打擊部分（包括飛輪和直線運動質量），并與飛輪是完全脫離，飛輪處于慣性運動狀態。打擊過程中飛輪的慣性力矩經螺旋副轉化成打擊力使毛坯產生變形，對毛坯作變形功。打擊部件受到毛坯的變形抗力阻抗，速度下降，釋放動能，直到動能全部釋放停止運動，打擊過程結束。慣性螺旋壓力機每次打擊部需要重新積累動能，打擊后所積累的動能完全釋放。每次打擊的能量是固定的這是慣性螺旋壓力機的基本工作特征。因此慣性螺旋壓力機屬于定能到鍛壓設備.（二）高能螺旋壓力機工作原理高能螺旋壓力機采用復合傳動形式，利用液壓缸回程．向下行程采用摩擦離合器聯接飛輪和螺桿。飛輪由電動機通過平帶傳動，總朝一向個方向旋轉。當離合器接合時飛輪與螺桿接合。通過裝在滑塊中的螺母使滑塊獲得直線運動。起動向下行程時使離合器接合。接合后螺桿很快與飛輪達到同步旋轉，即可對毛坯實施打擊。因為飛輪的動

能是現成的，不需要通過空行程臨時

積累。上模與毛坯接觸時開始打擊過程；當出現下列情況之一打擊過程結

束：?。（二）高能螺旋壓力機工作原理l）打擊力增大到給定數值時結束打擊。這時摩擦離合器發生打滑，螺桿很快停止運動。打擊力通過控制離合器缸壓強給定；2）

滑塊行程達到給定值時結束打擊。由位移傳感器發出信號控制杠桿系統使離合器脫開。給定行程相當給定毛坯變形量。從動件慣性較小，打滑時間很短，向下空程速度很快，打擊過程以飛輪同步速度快速完成。換向速度快，模時間為10一20ms。離合器出現打滑加擊過程即告結束。根據螺旋副力矩與力的關系

螺桿上的作用力與打滑力矩相對應。高能螺旋壓力機屬于壓力限定型設備。高能螺旋壓力機一次擊能量不是飛輪的全部動能，通常設計為飛輪速降12.5時所釋放的能量。?高能螺旋壓力機的打擊過程可分為三個階段：離合器出現打滑之前是它的主要工作階段，打擊性質同慣性螺旋力機一樣，但允許釋放的能量不同；離合器打滑階段和有打滑飛輪的慣性螺旋壓力機打滑階段的情形一樣，打階段很短促，僅形成一個過渡；離合器脫開后從動部分有部分動能，由于從動部分慣量較小，相當一臺小的慣螺旋壓力機進行打擊，打擊強度不大即結束了打擊過程在冷擊時不會產生慣性螺旋壓力機那樣的冷擊力。可見兩種設備的工作特性截然不同。（三）工作能力和工藝適應性現代螺旋壓力機公積壓力從0.4MN

到140MN。125MN的液壓螺旋壓力機和80MN電動螺旋壓力機已在工業中應多年。在現代螺旋壓力機上生產的鍛件重量從幾十充到250kg、國內應用的最大的螺旋壓力機液壓傳動的為40MN（引進），摩擦傳動的為25

MN（國產）。慣性螺旋壓力機長期可使用的壓力為公積壓力的1.6倍，因此最大使用壓力可達224MN。對一次鍛造的總能量而言，最高達到75MJ。在公稱壓力使用時有效能量不低于60％。所以，在工作能力方面現代螺旋壓力機已超過廠熱模鍛壓力機?圖a為曲軸，在63MN

HSPRZ－800型液壓螺旋壓力機上鍛造。重量130kg，從預制坯經次打擊鍛成。圖b為葉片,長1300mm，寬度310mm，材料為鈦合金，在140MN

HSPRZ－

1180型液壓螺旋壓力鍛造，一次成形。圖C為半球座，重80kg，毛坯為φ180x

240mm，材料為優質奧氏體鋼，在63MN

HSPRZ－800M液壓螺旋壓鍛造．打擊2次成形。圖d為軸座，同樣應用上述設備鍛造，在無砧錘須鍛打10－15次、而用螺旋壓力機一次完成，圖餅形件，重115kg。毛坯為方坯275x275x200mm。在56MN

HSPRZ－750

M液壓螺旋壓力j機鍛造。使用能量1900kJ，一次打擊成形，完成時間僅用0.125min。同一個鍛件在

320kJ無砧錘上需要打擊8—10次，花費時間2.5min。大型現代螺旋壓力機的工作性能二、鍛錘鍛錘科技名詞定義中文名稱：鍛錘英文名稱：forging

hammer定義：

利用工作部分(落下部分或是活動部分)所積蓄的動能在下行程時對鍛件進行打擊，使鍛件獲得塑性變形的鍛壓機械。利用氣壓或液壓等傳動機構使落下部分（活塞、錘桿、錘頭、上砧（或上模塊），產生運動并積累動能，在極短的時間施加給鍛件，使之獲得塑性變形能，完成各種鍛壓工藝的鍛壓機械稱為鍛錘。錘頭打擊固定砧座的為有砧座錘；上下錘頭對擊的對擊錘為無砧座錘。一、鍛錘的工作原理??

鍛錘以很大的砧座或可動的下錘頭作為打擊

的支承面，在工作行程時，錘頭的打擊速度瞬間

降至零，工作是沖擊性的，能產生很大的打擊力，通常會引起很大的振動和噪音。鍛錘的規格通常以落下部分的質量來表示，但因它是限能性設備，其確切的性能參數應是打擊能量。鍛件在錘上的成形過程是打擊過程，可利用

力學上的彈性正碰撞理論分析其打擊過程的特性。由此可見，鍛錘是一種沖擊成形設備，工作過程

中各主要零部件承受沖擊載荷，并有振動傳向基

礎和周圍環境，因此，研究鍛錘的打擊過程、分

析鍛錘打擊效率和打擊力是鍛錘整機設計及性能

分析、零部件強度校核和鍛錘振動分析的基礎。二、鍛錘的打擊效率和打擊剛性?鍛錘的打擊過程分為兩個階段。

第一階段為加載階段。打擊開始時錘頭的速度為V1，砧座的速度V2=0。在此階段，隨著砧塊（或模具）彼此接近而致使鍛件成形。第一階段結束時錘頭和砧座達到一致的下沉速度V，這時鍛件變形最大，砧座及基礎下沉，落下部件的動能轉化為鍛件的塑性變形能、錘擊系統內部的彈性變形能和系統運動的動能。對擊錘，上下錘頭相互靠攏，這能改善打擊時鋼帶的受力狀況。第二階段為卸載階段。第一階段末錘擊系統所具有的彈性變形能在第二階段釋放，導致打擊終了后錘頭和砧座或上下錘頭的反向分離，其速度分別達到U1和U2，此時二者開始分離。有砧座錘砧座以初速度U2的初速度打擊基礎，嚴重的地面沖擊振動由此產生，無砧座錘上、下錘頭是在空中堆積，地面上基本上無沖擊振動。三、鍛錘的打擊力

鍛錘是限能量的鍛壓設備，它的主要性能參數是落下部分的打擊能量。但是，對其可能產生的打擊力亦應有其度量準則，以滿足鍛錘零件的強度校核、模具承壓面的確定及正確選用和使用設備的需要。鍛錘的分類

鍛錘的種類很多，按打擊特性分，有對擊錘和有砧座錘；按工藝用途分，有自由鍛錘、模鍛錘和板料沖壓錘；按向下行程時作用在落下部分的力分為單作用錘和雙作用錘。單作用錘工作時，落下部分為自由落體；雙作用錘在向下行程時，落下部分除受重力作用外，還受壓縮空氣或液壓力的作用，故打擊能量較大。通常按驅動形式將鍛錘分為以下四類：??一、蒸汽—空氣錘

以來自動力站的蒸汽或壓縮空氣作為工作介質，通過滑閥配汽機構和汽缸驅動落下部分作上下往復運動的鍛錘稱為蒸汽—空氣錘。工作介質通過滑閥配汽機構在工作汽缸內進行各種熱力過程，將熱力能轉換成鍛錘落下部分的動能，從而完成鍛件變形。二、空氣錘空氣錘有工作缸和壓縮缸，兩缸之間由旋閥連通。其工作介質也是壓縮空氣，它在壓縮活塞和工作活塞之間僅起柔性連接作用。電動機通過減速機構帶動曲拐軸旋轉，驅動壓縮活塞作上下往復運動，使被壓縮的空氣經旋閥進入工作缸的上腔或下腔，驅動落下部分做向下運動進行打擊或回程。三、機械錘

由電動機驅動，靠機械傳動提升錘頭的鍛

錘，統稱為機械錘。它是一類主要依靠重力位

能實現鍛件變形的單作用落錘。根據連接不同，分為夾板錘（或夾桿錘）、彈簧錘和鏈條錘（或鋼絲繩錘）。四、液壓錘

液壓錘是以液壓油為工作介質，利用液壓傳動來帶動錘頭作上下運動，完成鍛壓工藝的鍛壓設備。分氣液和純液壓兩種驅動形式。氣液驅動原理為：在工作前，先向氣腔一次充入定量的高壓氣體（氮氣或壓縮空氣）。借助于下腔壓力的改變，對定量的封閉氣體進行反復的壓縮和膨脹作功，使錘頭得到提升和快速下降進行鍛擊。其工作特點是：油腔進油，錘頭提升；油腔排油，錘頭下降并進行鍛件成形。純液壓式模鍛錘的特點是：液壓缸下腔通常壓；上腔進油，錘頭快速下降并進行鍛擊，上腔排油，錘頭提升。

液壓錘具有高效、節能、環保的優點，利用氣液驅動制成的液壓動力頭來改造高能耗的蒸—空自由鍛錘和模鍛錘，在我國已有巨大的發展，特別是8~12t液壓自由鍛錘的制成并投入使用，在國際上尚屬首創，是具有我國自主知識產權的產品。性能更優的快速液壓模鍛錘我國已有系列產品投放市場，利用純液壓原理制成的液壓動力頭來改造蒸—空錘的產品也已投入市場。三、多點成形壓力機一、多點成形技術簡介

多點成形是金屬板材三維曲面成形的全新技術，是對傳統板料生產方式的重大變革。其原理是將傳統的整體模具離散成一系列規則排列、高度可調的基本體（或稱沖頭）。在整體模具成形中，板材由模具曲面來成形，而多點成形中則由基本體群沖頭的包絡面（或稱成形曲面）來完成，如圖1-1所示。各基本體的行程可分別調節；改變各基本體的位置就改變了成形曲面，也就相當于重新構造了成形模具，由此體現了多點成形的柔性特點。調節基本體行程需要專門的調整機構，而板材成形又需要一套加載機構，以上、下基本體群及這兩種機構為核心就構成了多點成形壓力機。一個基本的多點成形裝備應由三大部分組成，即CAD軟件系統、控制系統及多點成形主機，如圖1-2所示。CAD軟件系統根據要求的成形件目標形狀進行幾何造型、成形工藝計算，將數據文件傳給控制系統，控制系統根據這些數據控制壓力機的調整機構，構造基本體群成形面，然后控制加載機構成形出所需的零件產品。二、多點成形主要原理1．基本原理多點模具成形法是在成形前把基本體調整到所需的適當位置，使基本體群形成制品曲面的包絡面，而在成形時各基本體間無相對運動。其實質與模具成形基本相同，只是把模具分成離散點。這種成形方法的整個成形過程如圖3-1（a，b，c）所示。多點模具成形的主要特點是其裝置簡單，而且容易制作成小型設備。技術特點與傳統模具成形相比，多點成形具有如下特點：

實現無模成形通過對各基本體運動的控制來構造出各種不同的成形曲面，可以取代傳統的整體模具，節省

模具設計、制造、調試和保存所需人力、物力和財力，顯著地縮短產品生產周期，降低生產成本，提高產品

的競爭力。與模具成形法相比，不但節省巨額加工、

制造模具的費用，而且節省大量的修模與調模時間。

與手工成形方法相比，成形的產品精度高、質量好，

并且顯著提高生產效率。優化變形路徑通過基本體調整，實時控制變形曲面，隨意改變板材的變形路徑和受力狀態，提高材料成形極限，實現難加工材料的塑性變形，擴大加工范圍。●實現無回彈成形可采用反復成形新技術，消除材料內部的殘余應力，并實現少無回彈成形，保證工件的成形精度。●小設備成形大型件采用分段成形新技術，可以連續逐次成形超過設備工作臺尺寸數倍或數十倍的大型工件。●易于實現自動化曲面造型、工藝計算、壓力機控制、工件測試等整個過程都可以采用計算機技術，實現CAD/CAM/CAT一體化生產，工作效率高，勞動強度小，極大地改善勞動者作業環境。四、多點成形設備1．多點成形主機

目前已開發出十余個品種YAM與SM兩個系列的多點成形設備，若用戶需要其他規格與參數的設備，可以根據

需求進行設計，并可根據用戶需求選配接送料裝置、測試裝置。多點成形主機的設計可采用多種方式。它主要由如下幾部分組成：機架機架結構可采用開式、四柱式、框架式等。基本體調型機構主要有如下幾種調型方式：機械手式：通過機械手依次調整每個基本體的行程。電機式：每個基本體由一個小型電機控制，調型效率高。3液壓缸式：每個基本體由一個小型液壓缸控制調型效率高。控制系統可采用