徑鍛機(jī)錘頭調(diào)節(jié)過程分析

李 佳，何雪龍，黃艷龍，蘇建婷

（蘭州蘭石能源裝備工程研究院有限公司，甘肅 蘭州 730314）

徑鍛機(jī)錘頭調(diào)節(jié)過程分析

李 佳，何雪龍，黃艷龍，蘇建婷

（蘭州蘭石能源裝備工程研究院有限公司，甘肅 蘭州 730314）

闡述了徑鍛機(jī)錘頭調(diào)節(jié)的原理，對(duì)比錘頭調(diào)節(jié)的幾種結(jié)構(gòu)型式，分析了各種結(jié)構(gòu)型式的優(yōu)缺點(diǎn)。

徑鍛機(jī)；錘頭調(diào)節(jié)；型式

徑鍛機(jī)全稱“臥式徑向精密鍛造機(jī)”，是一種快速精密的鍛壓設(shè)備，由幾個(gè)對(duì)稱錘頭對(duì)金屬坯料進(jìn)行高頻鍛打，主要用于機(jī)車車軸、炮管鍛件和特殊鋼料的加工。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，徑鍛機(jī)的使用也越來越廣泛。徑鍛機(jī)相比于其他鍛造設(shè)備具有自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)效率高、加工精度高等優(yōu)點(diǎn)。目前最常用的是四錘頭徑鍛機(jī)，錘頭調(diào)節(jié)裝置對(duì)稱調(diào)整錘頭位置，通過夾頭的配合，可以將鍛件鍛打成方形、圓形、扁方、八方等形狀的鍛件，工藝參數(shù)靈活，針對(duì)不同的錘頭調(diào)節(jié)方式有不同的程序設(shè)定和調(diào)節(jié)方法。本文致力于徑鍛機(jī)錘頭調(diào)節(jié)部分的分析，為今后的產(chǎn)品開發(fā)和研究提供依據(jù)。

1 錘頭調(diào)節(jié)方式比較

目前國內(nèi)使用的徑鍛機(jī)主要是奧地利GFM和德國MEER生產(chǎn)的，其主要區(qū)別在于錘頭調(diào)節(jié)傳動(dòng)方式。MEER為全液壓式徑鍛機(jī)，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，工藝調(diào)整手段靈活，錘頭調(diào)節(jié)范圍大，控制精度高，可進(jìn)行開坯作業(yè)和大壓下量鍛造，工件鍛透性更好；但其液壓控制系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜，使用及維護(hù)成本較高，因而目前使用較多的為機(jī)械傳動(dòng)徑鍛機(jī)。GFM公司的徑鍛機(jī)，分為SKK型、SX型和RF型。其原理均為電機(jī)帶動(dòng)偏心輪對(duì)工件進(jìn)行高頻鍛打，其中SKK型和SX型采用的都是機(jī)械式錘頭調(diào)節(jié)，該傳動(dòng)方式簡單易維護(hù)，可以進(jìn)行熱鍛、溫鍛和冷鍛，鍛造精度高，但只能設(shè)定比較小的道次壓下量，鍛透性一般；RF為液壓式錘頭調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)偏心軸與錘頭之間的液壓油容積來實(shí)現(xiàn)錘頭位置的調(diào)整。三種型式錘頭的結(jié)構(gòu)對(duì)比分析如下。

1.1 SKK型

如圖1所示為SKK型錘頭結(jié)構(gòu)示意圖。SKK型徑鍛機(jī)鍛造箱里面裝有4個(gè)錘桿，并且互成90°，以鍛造中心點(diǎn)進(jìn)行對(duì)中調(diào)整。四個(gè)錘頭由兩組調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)，一組調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)對(duì)角的兩組錘頭，由液壓馬達(dá)、聯(lián)軸器、兩副渦輪蝸桿、連接軸等組成。每個(gè)滑塊和錘桿之間都有一個(gè)調(diào)整螺母，螺母的外表面有多個(gè)凹槽，電機(jī)驅(qū)動(dòng)一對(duì)蝸輪蝸桿副運(yùn)動(dòng)，與蝸輪形成緊配合的螺母隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。通過調(diào)整螺母中的鋸齒螺紋可以使錘桿向鍛造中心點(diǎn)移動(dòng)或遠(yuǎn)離鍛造中心點(diǎn)。錘桿的自由端聯(lián)接鍛造工具（朝著鍛造中心方向），實(shí)現(xiàn)錘頭的向上或者向下的運(yùn)動(dòng)。

圖1 SKK型錘頭結(jié)構(gòu)

4個(gè)偏心軸產(chǎn)生鍛造的正弦運(yùn)動(dòng)，這樣理想狀態(tài)下每次工作行程都以減速對(duì)工件進(jìn)行錘擊，鍛造力被鍛造箱吸收，不會(huì)傳遞到基礎(chǔ)。這種傳動(dòng)形式可以實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，結(jié)構(gòu)更加緊湊，傳動(dòng)更加平穩(wěn)，但由于錘頭調(diào)節(jié)采用絲杠螺母進(jìn)行，絲杠螺母在工作時(shí)需承受鍛造力的沖擊，故此形式無法大型化。這種形式主要應(yīng)用在汽車軍工等領(lǐng)域，以冷鍛為主。

1.2 SX型

如圖2所示為SX型錘頭示意圖。SX型為我公司生產(chǎn)的1.6MN徑鍛機(jī)采取的方式，是目前最穩(wěn)定的一種調(diào)節(jié)方式，由油缸、連桿、偏心套等組成。SX型采用雙偏心結(jié)構(gòu)，即錘頭調(diào)節(jié)使用另一套偏心機(jī)構(gòu)，通過偏心機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)錘頭位置的調(diào)整。主電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪組傳遞扭矩與轉(zhuǎn)速至偏心輪，通過偏心軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)滑塊往返運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)錘桿使錘頭往復(fù)運(yùn)動(dòng)。偏心軸安裝在鍛造箱偏心套中，偏心套裝配在鍛造箱體中，偏心套的旋轉(zhuǎn)中心與偏心軸的旋轉(zhuǎn)中心不同心，當(dāng)偏心套旋轉(zhuǎn)時(shí)即可實(shí)現(xiàn)偏心軸的位置變化，同時(shí)帶動(dòng)連桿的位置變化。錘頭調(diào)節(jié)的驅(qū)動(dòng)是通過驅(qū)動(dòng)油缸帶動(dòng)連桿，再帶動(dòng)偏心套的旋轉(zhuǎn)，兩套偏心系統(tǒng)配合完成鍛打和錘頭調(diào)節(jié)。一般一個(gè)道次可以通過手動(dòng)或者自動(dòng)的方式調(diào)節(jié)一次錘頭尺寸。

圖2 SK型錘頭結(jié)構(gòu)

1.3 RF型

如圖3所示為RF型錘頭示意圖。RF型徑鍛機(jī)錘頭調(diào)節(jié)通過改變錘桿后帽與錘桿之間液壓油的容積來改變。當(dāng)所需鍛造尺寸變小時(shí)，需要向油腔注入油液，使其容積變大，錘桿相對(duì)于錘桿后帽之間的距離變大，達(dá)到調(diào)節(jié)的目的。當(dāng)進(jìn)行鍛打時(shí)就需封住油口，使得錘桿與錘桿后帽之間的距離不發(fā)生變化，由于油液有壓縮性和油液的泄露，需隨時(shí)對(duì)油液進(jìn)行補(bǔ)充。當(dāng)所需鍛造尺寸變大時(shí)，就需要向外排液，使其容積變小，錘桿相對(duì)于錘桿后帽之間的距離變小，封住油口進(jìn)行鍛打。

圖3 RF型錘頭結(jié)構(gòu)

2 結(jié)束語

通過對(duì)比分析幾種型式錘頭調(diào)節(jié)過程可知，液壓型錘頭壓下量可調(diào)，鍛透性較好，適合大噸位徑鍛機(jī)，主要應(yīng)用在10t以上；機(jī)械型錘頭調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)緊湊，易維護(hù)，主要在中小型噸位的徑鍛機(jī)上應(yīng)用。

[1]李艷萍.車軸徑向鍛造過程淺析[J].大型鑄鍛件，2008，（4）：16-18.

[2]解卓明.四錘頭精鍛機(jī)研發(fā)工作的現(xiàn)狀調(diào)查 [J].鍛壓技術(shù)，2004，29（1）：47-47.

[3]張全和.改善精鍛機(jī)維護(hù)修理的建議[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，1997，32（3）：54-55.

[4]徐尚武，等.基于NX的軸向柱塞泵/馬達(dá)缸體組件的有限元仿真[J].液壓氣動(dòng)與密封，2016，（3）.

Analysis of adjusting process for hammer in radial forging machine

LI Jia，HE Xuelong，HUANG Yanlong，SU Jianting
（Lanzhou LS Energy Equipment Engineering Institute Co.,Ltd.,Lanzhou 730314,Gansu China）

The principle of adjusting process for hammer in radial forging machine has been introduced.By comparing several kinds of adjustment structure for hammer,the advantages and disadvantages of each kind of structure have been analyzed.

Radial forging machine;Hammer adjustment;SKK;SX;RF

TG315.5+2

B

10.16316/j.issn.1672-0121.2016.06.006

1672-0121（2016）06-0028-02

2016-08-20；

2016-09-29

李 佳（1984-），女，助理工程師，從事徑鍛機(jī)等設(shè)備設(shè)計(jì)研發(fā)。E-mail：lemontreejia@163.com