30MN双柱下拉式快锻机组简介及摔圆模模架设计与应用

侯彬 刘刚

（北方重工集团有限公司，辽宁 沈阳 110141）

1.1 30MN锻造液压机为双柱下拉式预应力框架结构，油泵直接传动。液压机组由活动机架部分、固定横梁部分、移动工作台、工作缸、回程缸、上砧快换及旋转装置、移砧台等组成，压机机架与移动工作台中心线呈35°布置，压力分级16MN 、25MN、30MN共三级。16MN、25MN用于快锻，30MN用于镦粗。

多拉杆组合预应力框架结构：拉杆穿过上横梁立柱、下横梁，通过预应力将这三部分紧密的连接在一起。这种结构使拉杆在承载和未承载时均承受较高的拉应力，应力波动小；使立柱主要承受压力及弯曲应力，抗弯刚度大，提高了机架的抗疲劳性能，延长了压机的使用寿命高。固定横梁与两根立柱采用平面导向，有效防止偏载锻造时机架的倾动、卡死现象。所有的导向滑板均可调，可以将导向间隙调整到最佳状态，使压机工作平稳，提高锻件精度。组成框架的每个零件重量小，使制造质量更易于控制。液压机的传动采用德国PAHNKE的MSM油直接传动系统，主要特点是无主阀等阀组，主泵即可完成压机的空降、加压、卸压、回程过程，电耗较低、维护方便。

1.2 横向移砧装置

横向移砧装置安装在与工作台中心线垂直的方向，并横跨工作台，移砧装置为三工位横向移砧机构，通过液压缸实现三种砧形砧子的快速交换。

1.3 砧库

砧库中心线与工作台中心线平行，相距两个砧位。砧库平移滑板上设有三个砧位，通过液压缸及定位检索装置实现三工位的快速定位。

1.4 旋转升降台

用于快速掉头锻件，安装于全液压操作机两轨道中间的地下，使用时快速升起，全液压操作机将锻件放置在旋转升降台上后松开锻件，回转台旋转180°后全液压操作机再将锻件抓住，回转台快速下降到地下，锻造工序继续进行，提高了锻造效率。

在煤矿井下施工中，工作面顶板、底板的不稳定性或冒落危险将影响机械化采煤技术的使用。并与煤矿井下的煤层顶、底板稳定性与顶底板岩石的结构、裂隙发育程度、厚度强度等相关。若是所遇到的顶底板岩石为泥岩或炭质泥岩，当K值<1，综合采煤机能安全过断层，但若是顶底板岩石为坚硬的砂岩或砾岩，当K值>1时，综合采煤机经过断层会十分困难。杜绝煤层顶底板的不稳定现象是煤矿机械化采煤的重要工作，同时也是制定管理措施并保证生产安全性的关键。

1.5 运锭小车

用来接受来料的钢锭，然后运到操作机中心线，完成对操作机的给料和运出锻件，同时能够完成锻件的调头。

1.6 全液压操作机

此机组含两台操作机即大操作机FM20/25、小操作机FM12/15，以满足不同锻件的抓取要求，该系列锻造操作机为轨道式，采用全液压驱动，其结构形式设计为整体框板式结构，可完成七种动作：车体行走、钳口夹持、钳头旋转、钳架水平升降、钳头俯仰、钳架侧移、夹钳侧摆，通过这七个基本动作的互相配合完成复杂的锻造操作。

1.7 工作制度

（1）手动：手柄操作液压机和全液压操作机的运行；（2）半自动：液压机运行按照计算机设定的参数运行，液压机的上、下运动由手柄操纵。（3）自动：液压机按给定的工作参数循环往复自动运行，直到接收到停止指令或手柄干预为止。（4）联动：压机与操作机联合控制进行自动锻造，分全液压操作机优先制联动、压机优先制联动两种。

2 摔圆模设计

2.1 摔圆模结构如图

2.2 摔圆模摔圆过程描述：大型轴类锻件修整工序中锻造液压机、全液压操作机通过计算机锻造程序完成联动再配合摔圆模具对轴进行精整，使锻件表面光洁。精整过程如下:全液压操作机把轴放在下模上，锻造液压机上横梁快速下移通过上平砧打在上模座上，使上模快速下移一定的行程対轴完成一次精整，同时弹簧受到压缩；然后锻造液压机活动横梁快速上移，上模在弹簧弹力的作用下上移，同时全液压操作机把轴旋转一定角度并给一定的送进量，等待下一次精整，精整频率及每次送进量根据锻造工艺要求确定。

2.3 摔圆模设计描述：

3 盖板，主要防止杂物落入导向套和导柱之间的空隙划伤导向面或影响导向。6、定位键，确定模具在模架中的前后位置。7、上模座材料。锻件内部组致密，具有较高强度，良好切削性，一定的韧性和塑性，调质后可得到良好的综合性能。 8、导向套ZCuSn10Pb1硬度高，耐磨性极好不易产生咬死现象，有较好的铸造性和切削加工性。9、导柱42CrMo锻件，具有高强度和韧性,淬透性较好，无明显的回火脆性,调质处理后有较高的疲劳极限和抗多次冲击的能力。10、紧固楔键 ①、11紧固楔键②，通过键槽固定模具。12上模 、13下模 选用5CrMnMo适合高度250-400mm中型热锻模。14、下模座ZG310-570中碳铸钢，有一定的韧性及塑性，强度硬度较高，切削性良好，下模座和下模的装配后的高度结合实际的锻造情况考虑，尽可能不用下砧座，简化模具、降低制造成本。15、弹簧60Si2Mn，工作温度低于300℃。

2.4 模架的应用：模架、燕尾槽及键槽设计时尽可能按压机最大的摔圆轴径设计，这样可以备上几组摔模，当锻件轴径变化时，方便拆换摔模，降低模具制造和使用成本，并快速响应产品的制造要求。

2.5 模架的其他应用：当车间自由锻件效益不好时或锻造车间有模锻要求自身又不想投资模锻设备，可考虑另设计上模和下模且上模座的行程满足锻造要求时进行模锻，比如对行程要求较短的模锻盘类锻件可配合自由锻工艺，通过模架在自由锻压机上进行可行的精度要求不高的模锻。当导柱、导套的导向精度不能满足模锻要求时，可考虑设计自身带导向的模具，提高模锻精度。模架的这类应用扩大了锻造车间的产品范围使锻造机组更加柔性化，能够创造较好的经济效益。

结语

当今锻造行业要求的自动化、数控化、柔性化对锻造系统提出了更高要求，模架的应用能扩大的锻造系统的产品范围，使锻造系统更加柔性化，同时降低模具制造和使用成本，提高锻造车间的效益。

[1]中国机械工程学会塑性工程学会编[Z].锻压手册-锻压车间设备.机械工业出版社2008.

[2]中国机械工程学会塑性工程学会编[Z]，锻压手册-锻造.机械工业出版社.2008.

[3]俞新陆.液压机的设计与应用[M].机械工业出版社.2007.