锻压设备实现低速锻冲方式合理性探讨

崔晓

（北大仓粮油股份有限公司 150000）

1 研究背景分析

锻造设备主要使用一些冲头，锤头等工具对原料施加一定的压力。由于压力，原材料将被加工成某些规格的成品。锻造设备主要包括锻锤，液压机和机械压力机。目前，中国工业发展迅速，对提高综合国力和国民生活产生了重大影响。特别是钢铁，航天，航运，军工等重要行业在中国的发展，不断增加了对各种工件的需求。同时，锻造设备本身的要求也将越来越严格。锻造时如果锻造设备速度过快，可能会导致工件开裂，影响加工质量，也可能导致模具磨损，影响模具的使用寿命。速度过快也可能导致周围环境的噪音污染。如果速度太快，工件的质量可能会受到影响。因此，在使用绘图过程时，滑块的速度必须保持在合理的范围内。

表1 拉延工艺合理速度范围

据相关调查，锻造设备的低速特性将直接影响工件的加工质量。因此，制造过程中工件的基本要求是设备的低速运行。然而，一些公司不得不缩短工作时间以提高生产效率，因此缩短了锻造设备在非锻造阶段的工作时间。这基本上能够保持低速锻造的特点，同时能够保持较短的运行时间，逐渐成为衡量锻造设备性能的重要标准之一。为了能够选择更高效，更合理的锻造设备，作者选择了液压机和伺服压力机来探讨锻压设备的合理性，以实现低速锻造。

2 液压机的低速锻冲特性分析

液压机主要使用液体压力能量。油缸驱动滑块重复进行直线运动后，由于静压的相对作用，工件主要经历一定的变形。液压机的主要工作原理是帕斯卡原理。液压机本身的结构由机器，液压泵站和控制系统组成。液压机本身的转速可以在较大的范围内无级调节，也可以根据技术要求在一定行程中保持较长的压力。液压机能够获得最大的工作行程，同时获得最大的压力和工作空间。液压机的适应性也比较强，可以在任意位置进行全压。因此适用于工件行程较大的工件的生产过程中。同时，液压机有其自身的弱点和缺陷。首先是需要更复杂的液压管路。整个部件的细度相对较高，其次是一旦渗透发生，液压流体本身具有一定的泄漏风险。容易造成成本失控和环境污染，处理方法不允许造成一定的安全事故。目前的液压机基本上都是巨型压机，实际上拥有巨型液压机也是综合国力和产业发展实力的重要标志之一。目前最大的液压机是中国二线公司生产的8万吨模锻液压机。主要用于制造航天设备，如美国F15，F35战斗机机身框架；美国波音747-787客机钛合金起落架组件。除了制造欧洲空中客车A320-380客机等的结构部件外，还需要一个巨大的冲压模锻工艺。通常情况下，液压机的滑块速度相对较低，通常会保持在每秒1mm和2m之间。滑块的平均每分钟冲程次数在数十次至数十次之间，所以实际效率相对较低，因此液压机的生产率也较低。因此，在对生产效率有特殊要求的情况下，可以用其他机械设备代替。

3 伺服压力机的低速锻冲特性

在了解伺服压力机之前，我们首先分析传统机械压力机的特点。传统的机械压力机本身采用机械传动方式工作。其中一个重要设备是交流异步电动机，其起动电流为额定电流的五到七倍。同时，该电机不能经常启动。为了满足制造要求，印刷机必须配备离合器和制动器。由于增加了这两个组件，它在工作时会消耗额外的能量，并且还需要对这两个组件进行维护和检查。传统的机械压力机在运行时会消耗大量的能源，同时也会造成资源浪费。

因此，传统机械压力机本身的特点相对较差，生产效率不符合要求。它已逐渐被机械制造公司淘汰。

伺服压力机主要通过伺服电机作为动力来控制。伺服压力机没有传统压力机的离合器设置，所以整个驱动系统相对简单并且减少了离合器消耗的能量。伺服电机随时可以停止，节能效果远远高于传统机械压力机。伺服压力机的最大优点是在低速锻造过程中可实现伺服控制，滑块曲线可设定在设定范围内，提高加工精度。伺服压力机本身也可以实现信息管理和控制。操作相对简单，生产效率突出。

目前，对于伺服压力机的开发，日本生产的压机已在国际市场上得到广泛的认可。伺服压力机的滑块运动曲线可以根据需要设定，并且很容易实现低速锻造。同时，在回程中，还可以提高滑块的速度，节省工作时间，提高工作效率。通过伺服控制，可以提高工艺精度，节约成本，提高质量。目前的伺服电机技术逐渐受到各制造企业的关注，其应用越来越广泛，成为新时期锻压设备发展的重要方向之一。

4 结论

综上所述，锻压设备的低速锻冲特性能够对于工件的质量、工作的时间以及成本等形成直接的影响。所以新时期需要锻压设备具备低速锻冲特性的同时，还能够保持高速的回程和空程的特性。笔者对于液压机和伺服压力机进行了详细的探讨。液压机能够基本满足低速锻冲要求，但是生产效率比较低。伺服压力机本身具备比较高的低速锻冲特性，还可以提升工作效率，所以笔者认为伺服压力机在工业领域的广泛应用将成为新的趋势。

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