在柱塞2上使其下降。這時與柱塞固定在一起的活動橫梁4也沿著立柱5隨同下降。活動橫梁的下端裝有上抵鐵11,下降時便對置于下抵鐵12上的鍛件施加壓力。下抵鐵固定在下橫梁6上。
圖6(略) 水壓機
1―工作缸 2―柱塞 3―上橫梁 4―活動橫梁 5―立柱 6―下橫梁 7―回程缸 8―小柱塞 9―小橫梁 10―拉桿 11―上抵鐵 12―下抵鐵 13、14―高壓水管
活動橫梁的回升由回程缸7來完成,這時工作缸排水,而高壓水沿管14進入回程缸7,并推動小柱塞8使其上升。同時通過小橫梁9,拉桿10帶動活動橫梁也隨著上升,這樣就完成了水壓機的一個工作過程。因此,通過對操縱手柄的控制,就可以使水壓機得到預(yù)壓、施壓、回程(提升)、上懸(停止)等四種動作。
各種形式的自由鍛水壓機的結(jié)構(gòu)主要構(gòu)成部分都大致如此,其工作過程則是完全一致的。所不同的是,一些主要構(gòu)件(如機架、工作缸和回程缸等)的結(jié)構(gòu)、位置和數(shù)量上有所差異。例如:機架有四柱式、雙柱式、也有單臂式;工作缸有單缸、雙缸、三缸和多缸之分。
3. 水壓機的工作特點和用途
水壓機的優(yōu)點在于它以壓力(上抵鐵速度約0.1~0.3m/s)代替鍛錘的沖擊力(錘頭速度可達(dá)6~8m/s,從而避免了對地基及建筑物的震動,而且工作條件較好和安全。其次,金屬在水壓機上比在錘上鍛造容易達(dá)到較大的鍛透深度,可獲得整個截面是細(xì)晶粒組織的鍛件。
水壓機的缺點是設(shè)備龐大,并需一套供水系統(tǒng)和操縱系統(tǒng),造價較高。水壓機的噸位一般常用的是500~50000t。
水壓機主要用于自由鍛造(橫鍛水壓機與自由鍛水壓機在結(jié)構(gòu)上稍有不同,但工作原理則完全一致)。它是鍛制大型鍛件的基本設(shè)備,代替了5t以上的鍛錘。
三、 模鍛常用設(shè)備
(一) 蒸汽-空氣模鍛錘
蒸汽-空氣模鍛是普遍使用的一種模鍛設(shè)備。它的工作原理和蒸汽-空氣自由鍛錘基本相似。結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別是:模鍛錘的錘身是直接安放在砧座上的,用帶彈簧的螺栓來固定。調(diào)整鍛模時,錘身可沿砧座平移,錘身裝有長而可調(diào)節(jié)的導(dǎo)軌,錘的砧座較重(是落下部分重量的20~25倍)。這些都為了保證模鍛錘工作時,上下模盡可能減小錯移,以提高模鍛件的精度。上下模用斜楔和鍵塊分別緊固在錘頭和模座上。模鍛錘一般都由模鍛工通過腳踏板直接操縱,不需要司錘工。
蒸汽-空氣錘的工作過程是:錘頭上下?lián)u動(代替自由鍛錘的懸空)、單次鍛擊、調(diào)節(jié)的連續(xù)鍛擊,其操縱機構(gòu)如圖7所示。
圖7(略)蒸汽-空氣模鍛錘的操縱機構(gòu)
1―腳踏板 2―手柄 3、4、16―拉桿 5、7―杠桿 6―排氣管 8―節(jié)氣閥 9―滑閥拉杠 10―進氣管 11、13―懸臂 12―保險氣缸活塞 14―活塞 15―滑閥 17―馬刀表杠桿長臂 18―錘頭 19―馬刀形杠桿短臂在 20―下氣道 21―上氣道
1.錘頭上下?lián)u動
此時錘頭僅在導(dǎo)軌的上部作上下往復(fù)運動,上升時達(dá)到最高位置,下降時上鍛模并不接觸下鍛模,而是形成高度為200~500mm的下行程不足量,這個量隨鍛錘的尺寸而定。這時腳踏板1處在自由狀態(tài),手柄2放在下部位置,節(jié)氣閥8稍微打開,蒸汽經(jīng)滑閥15和下氣道20進入活塞14的下面,推動活塞和錘頭18一起上升,這時錘頭的斜面壓迫馬刀形杠桿長臂17,使滑閥向上,蒸汽又經(jīng)上汽道21進入活塞的上面,使錘面向下。這時馬刀形杠桿長臂不再受壓,滑閥由于自重作用而下降,蒸汽又改由下氣道進入活塞的下在,使錘頭向上。如此重復(fù),便產(chǎn)生錘頭的上下?lián)u動。此時便可在鍛模中移動鍛件,并短時間地等待加熱坯料。采用搖動循環(huán)的目的是為了增加打擊次數(shù)和提高打擊能量。
2. 單次鍛擊
單次鍛擊是在錘頭上下?lián)u動的基礎(chǔ)上進行的。當(dāng)錘頭上升到近于行程上頂點時,踩下腳踏板,使節(jié)氣閥完全打開,并使滑閥向上,蒸汽通過上汽道進入活塞的上面,錘頭便向下打擊。根據(jù)腳踏板壓下高度的不同,就能得到不同力量的打擊。假如在打擊后繼續(xù)壓住腳踏板,那么錘頭將保持不動;當(dāng)松開腳踏板時,錘頭又進行上下?lián)u動。
3. 調(diào)節(jié)的連續(xù)鍛擊
連續(xù)鍛擊不能自動進行。必須不斷地調(diào)節(jié)操縱機構(gòu),即松開腳踏板,在錘頭上升到近于行程上頂點時,馬上再踩下腳踏板,這樣連續(xù)地踩下和松開腳踏板,使兩次鍛擊之間不插入上下?lián)u動循環(huán),使得到調(diào)節(jié)的連續(xù)鍛擊。
蒸汽-空氣模鍛錘的能力也以落下部分的重量(質(zhì)量)來表示,有0.5~30t,國內(nèi)常用的是1~16t。
(二) 摩擦壓力機
摩擦壓力機是習(xí)慣叫法。按其作用力的性質(zhì)。它應(yīng)該是屬于鍛錘一類設(shè)備。因為,象錘一樣,摩擦壓力機的滑塊(相當(dāng)于錘點)靠向下運動的速度取得動能,然后轉(zhuǎn)換成打擊的能量,摩擦壓力機的打擊能量是以行程終了所產(chǎn)生的壓力來表示的。其傳動原理如圖8所示。
圖8(略) 摩擦壓力機傳動圖
1―螺桿 2―螺母 3―飛輪 4―摩擦盤 5―電動機 6―皮帶 7―滑塊 8―導(dǎo)軌 9―主軸 10―機座
螺母2固定在機架上(圖中未畫出),螺桿1通過螺母2可以作上下傳動。螺桿上端固定著飛輪3,下端用軸承與滑塊7相連。主軸9上裝有一對摩擦盤,由電動機帶動主軸與摩擦盤一起旋轉(zhuǎn)。用操縱桿可使主軸沿軸向作一些移動,這樣就可使這一個或另一個摩擦盤與飛輪的邊緣靠緊產(chǎn)生摩擦力而帶動飛輪旋轉(zhuǎn),螺桿也隨飛輪作不同方向的轉(zhuǎn)動,滑塊則隨之進行上下運動。
摩擦壓力機上的模鍛主要是靠飛輪,螺桿及滑塊向下運動時所積蓄的能量來實現(xiàn)的。
常用摩擦壓力機的噸位為160~1000t。
(三) 曲柄熱模鍛壓力
曲柄熱模鍛壓力機是一種比較先進的模鍛設(shè)備,常用于大批大量生產(chǎn)的流水線中。
熱模鍛壓力機的工作原理如圖9所示。
圖9(略) 熱模鍛壓力機的工作原理簡圖