锻造机径向锻造工作原理

在垂直于锻件轴线的平面内，均匀地分布几个锤头（2、3个或多个）。电动机的动力通过传动装置、偏心轴、连杆和滑块机构传递给锤头（锻模），以极高的频率（锤头数乘以每分钟锻打的次数）锻打坯料，完成相应的工艺。锻打过程中坯料在作进给运动的同时作旋转运动，也就是相对锤头做螺旋运动，如下图1所示。

锻造机径向锻造的基本特点

在垂直于棒料轴心的方向辐射状地均匀配置多个锤头（2、3、4、6或8个），锤头作同步径向运动，对棒料进行向心打击。同时，棒料沿轴向作送进运动，并根据需要旋转或不旋转。经锤头打击后，棒料的横截面减小，长度伸长。因此，径向锻造基本上是完成锻造工艺中的缩径、拔长或延伸工序，并使锻件获得一定的尺寸和轮廓。

锤头的径向运动由两种运动所组成：一是往复打击运动，二是径向送进运动。往复打击运动一般是高频率小冲程运动，主要是坯料进行压缩，使之变形，径向送进运动则主要是使锻件获得各种不同的直径尺寸，其方法是对往复打击运动的前死点相对于锻造轴心的位置进行调节。径向送进运动是根据工艺安排在锻打过程中需要的时候进行的。在有的特定用途的机器上则不具备这种运动，或只在机器工作前实行预先的调节。

当锻件为柱状表面（带台阶或不带台阶）时，径向送进运动与轴向送进运动交替进行，当锻件为锥面，且锥面比锤头上的成形面长时，径向送进运动往往与轴向送进运动按一定的速度比例同时进行。

大多数情况下，锤头的径向运动是由机械传动来提供，个别由液压传动来提供。机械传动使锤头具有确定的前死点，而且各锤头的前死点与锻造轴心的距离能够精确地保持一致。锤头往复打击运动的机械传动主要有两种方式：一种是多滚子式，另一种是曲轴（或偏心轴）式。前者所形成的机器称为轮转锻机，后者所形成的机器称为径向锻机。这两大类机器所能完成的工艺过程在本质上是一样的。只是轮转锻机的设备能力受到较大的限制，其所能加工的锻件尺寸及生产力远比偏心轴传动的径向锻机小得多，而且以薄壁空心管类锻件居多。

径向锻造机是对轴类件沿直径方向进行锻造的机器，它是专用于径向锻造工艺的专用设备，属于少、无切削加工的先进锻造设备之一。径向锻造机自20世纪50年代出现以来，由于其具有锻造效率高、自动化程度高、节省锻件材料、锻件质量好、工装简单和适用性强等优点，得到生产企业的认可和大力发展。我国能够生产的径向锻造机打击力为1000~2000kN，可锻造棒料直径为80~160mm，可锻坯料最大长度2500mm。

下图2所示是两个锤头的旋转锻造机（又叫曲柄摇杆式径向锻造机）。电动机带动双拐的偏心轴7作旋转运动，迫使其两侧的杠杆1作往复运动并推动摇杆3摆动，从而使固定于摇杆上的锤头5作径向锻打运动。

这种锻压机械可以设计成全自动或半自动的，模具也可以分为两模、三模或四模。可以进行实心锻件或管材零件的热锻和冷锻，可以热锻直径达305mm的实心钢棒，也可以热锻外径为584mm，壁厚为102mm的管材。

锻造机的防振方法，从工艺操作上看，模锻和自由锻是不同的。模锻时，即使产生相当大的床身位移（通常，锻扁量为30mm左右，伸长边为15mm左右），由于砧座锤头比大，对锻造能力和操作性能不产生影响。因此，对于较低固有频率的弹簧系统，因床身位移大，即使不用惯性基座，仍可获得良好的防振效果。

自由锻造时，砧座分离型与砧座整体型相比。通常砧座锤头比要小。此时，为增大表现的砧座锤头比和减小床身的位移，一般要采用惯性基座。

另外，自由锻造时，有时还将工件放在砧座的端部反复进行锤打。此时，对砧座重量小且固有频率低的弹簧系统，砧座本身会倾斜，同时也会丧失砧座与缎锤端部的平行度。这将会使表现的锻造能力降低，故有时就需要安装大的惯性基座，并将锻锤本身同时装在惯性基座上。已实用的防振装置种类很多，其中之一就是称之为浮基的防振装置，如下图3所示，它利用水的浮力和空气的弹性支承机械。

于是，锻造机安装在下部有空腔的台架上，空腔朝下开放，整个床身浮在水槽内，而水槽则设在地坪上。因此，由于空腔内外的水头差而产生的水压，通过空腔内的空气层，作用于台架的底部。其结果，台架上将承受与其排水量相等的上浮力。在构成惯性基座且有激振力作用时，台架可上下自由运动。导辊可控制倾斜和回转，叠板簧则作为辅助部分的浮力。 2100433B

锻造操作机使用规则如下：

①操作者必须服从指挥，做到手势明确，动作清楚。

②大车行走和回转时应注意障碍物，防止人身和设备事故的发生。

③液压系统油温升高应及时停车，采取措施使其恢复正常，冬季必须预热钳口。

④工作中，操作机各机构若有异常现象和响声，须立即切断电源，停止操作。

⑤拒绝不合理的锻造操作，工作完毕时操作机应停在规定位置，并将钳体放置最低处，切断电源。

锻造操作机是锻造加工车间对烧红的毛坯料进行锻打加工必不可少的大型辅助机械。在其底部装有轮子，可沿固定的轨道行驶，在机器上安装有驾驶室，由一名专门操作人员进行操纵，其前端伸出两只巨大的钳形夹臂，相当于机械手。

当烧红的大型锻件坯料（人工夹持不动的）从圆形加热炉里取出后，利用液压动力用夹钳将锻件夹紧，按照操作者的意愿灵活地前进、后退、夹紧、松开或翻转。配合蒸汽锤真空两用锤将锻件毛坯锤击、锻打加工成所需要的形状和尺寸。

锻造操作机的主要机构有：大车行走机构、钳架侧移和摆动机构、升降机构、旋转机构和夹紧机构。

根据锻造工艺要求，锻造操作机可以实现以下5个基本动作：①钳口闭合；②钳杆旋转；③钳杆升降及倾斜；④台架旋转或摆移；⑤大车行走。

主要特点如下：减轻锻压劳动强度；提高生产率；提高锻件质量；节能减耗；可作装、出料机使用。

旋转锻造设备有轮转锻机(滚柱式旋转锻机)和径向精密锻(轴)机两类。轮转锻机有滚柱圈固定而主轴旋转式和主轴固定而滚柱圈旋转式等形式，但多为前者。径向精密锻(轴)机可分为立式和卧式两种。立式精密锻机锻造时，锻件沿着垂直方向送进，锤头在水平方向对工件进行锤击。卧式精锻机锻造时，锻件沿水平方向送进，易实现自动上下料并适于锻造长轴类件。多采用卧式精锻机。

一台或两台精锻机可同多机架型钢连轧机配合用于合金钢锻轧结合的连锻连轧加工线上，用90～130mm连铸方坯生产φ28～70mm的圆钢。

旋锻设备基本上可分为两种：锻模旋转式和锻模不旋转式。从坯料的温度又可将旋锻机分为热旋锻机和冷旋锻机两种。锻模旋转式的旋锻机，主要用于锻打直径150 mm以下的棒料和320 mm以下的管料。锻模不旋转式的旋锻机，由于锻模只在主轴槽中往复运动来锻压制件，因此，它不仅可以锻制对称断面的制品，而且还可以锻制不对称断面的制品。

径向精密锻造机也是一种锻模不旋转的旋锻机，锤头由曲拐连杆机构驱动，通过调整曲拐的偏心距离可以精确控制锻件的尺寸。在径向精锻机上可以锻造直径400 mm的实心轴和600mm的空心轴，长度可达6 m。采用径向精锻可以制造各种实心台阶轴、锥形轴、空心轴、带膛线的枪管和炮管、深孑L螺母以及各种薄壁筒形件的缩口和缩径等。按旋锻机丁作机构的运动型式分为3类：

(1)心轴式旋锻机

该类机器的心轴作旋转运动，而在其端面滑槽中的滑块与锻模丁：作部件，则是周期性地对锻件打击使之产生塑性变形。

(2)轮圈式旋锻机

该类机器借助于围绕着不动的心轴作旋转运动的鼓轮与套环等1：作部件，推动滑块带着锻模对锻件打击。

(3)滚筒式旋锻机

该类机器借助于分别从两端传动，并作相反方向旋转的内、外心轴，通过滚子等从而推动滑块与锻模对锻件打击。