鍛造液壓機(jī)從誕生之日起，就有產(chǎn)生無(wú)限大靜壓力的優(yōu)勢(shì)，因此在大型鍛造液壓機(jī)技術(shù)方向發(fā)展很迅猛，各個(gè)國(guó)家都以擁有大噸位液壓機(jī)為自豪。但液壓機(jī)相比其他鍛造設(shè)備來(lái)說(shuō)，也有一些弊病，最大的問(wèn)題就是快速性問(wèn)題，由于升壓及降壓都需要一定的時(shí)間，閥的換向時(shí)間特別長(zhǎng)，同時(shí)換向時(shí)由于液壓沖擊的影響，系統(tǒng)振動(dòng)特別大，因此也影響了鍛造液壓機(jī)的發(fā)展。小型鍛造設(shè)備由于對(duì)快速性要求較嚴(yán)，因而發(fā)展緩慢，鍛造用戶選擇鍛錘的較多。近幾年，由于國(guó)家環(huán)保政策的要求，加上液壓技術(shù)的提升，鍛造用戶重新提出用小型液壓機(jī)實(shí)現(xiàn)各種鍛造功能的可能性。活塞式鍛造液壓機(jī)
小型鍛造液壓機(jī)從使用功能上，采用單臂式結(jié)構(gòu)最佳。小型鍛造液壓機(jī)在鍛造過(guò)程中，發(fā)熱最快的零件就是滑塊。目前市場(chǎng)上有廠家按照傳統(tǒng)的活塞式液壓機(jī)和空氣錘結(jié)構(gòu)套用出一種鍛造液壓機(jī)，這種鍛造液壓機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示，原理簡(jiǎn)圖如圖2所示。這種鍛造液壓機(jī)通過(guò)控制換向閥，活塞缸的無(wú)桿腔和有桿腔交替通入高壓油，實(shí)現(xiàn)活塞桿帶動(dòng)上砧塊工作行程與回程，沒(méi)有單獨(dú)的回程缸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，這是它的優(yōu)點(diǎn)。這種液壓機(jī)用來(lái)鍛造，使得液壓活塞桿當(dāng)錘桿使用，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但鍛造過(guò)程中活塞桿發(fā)熱迅猛，外圓直徑膨脹很大，因而導(dǎo)向套與活塞桿間隙必須很大，同時(shí)密封圈又承受高溫狀態(tài)，密封易損壽命短，容易造成漏油甚至失火。因而這不是一種好結(jié)構(gòu)。
圖1 活塞式鍛造液壓機(jī)本體結(jié)構(gòu)
圖2 活塞式鍛造液壓機(jī)液壓原理簡(jiǎn)圖1-油箱 2-溢流閥 3-換向閥 4-節(jié)流閥 5-液壓缸 6-單向閥 7-泵 8-電動(dòng)機(jī) 9-油箱缸動(dòng)式鍛造液壓機(jī)
通過(guò)分析比較，認(rèn)為缸動(dòng)式結(jié)構(gòu)是小型鍛造液壓機(jī)的首選，鍛造液壓機(jī)本體結(jié)構(gòu)如圖3所示。液壓油缸外套可以根據(jù)精鍛要求，做出“X”形導(dǎo)軌形式，這樣的結(jié)構(gòu)既保證了鍛造精度的要求，也避免了油缸套在鍛造過(guò)程中的偏轉(zhuǎn)，提高了抗偏心鍛造能力。
圖3 缸動(dòng)式鍛造液壓機(jī)本體結(jié)構(gòu)1-工作柱塞 2-橫梁 3-拉桿 4-活動(dòng)小梁 5-回程柱 6-工作缸 7-回程缸 8-導(dǎo)向裝置 9-機(jī)架缸動(dòng)式鍛造液壓機(jī)，根據(jù)圖3中本體結(jié)構(gòu)可以看出，工作時(shí)，高壓油液進(jìn)入主工作缸，回程缸口打開，由于工作柱塞通過(guò)橫梁固定在機(jī)架上，高壓油推動(dòng)工作缸體向下對(duì)工件做功，同時(shí)工作缸體通過(guò)活動(dòng)橫梁，將回程缸體內(nèi)的油液排回油箱。回程時(shí)，動(dòng)作正好相反，從而實(shí)現(xiàn)工作缸體的鍛造和回程。根據(jù)自由鍛的工藝要求，一般鍛造液壓機(jī)的工作速度要求在50～150mm/s之間，空程和回程時(shí)速度在250～300mm/s之間，鍛造頻次大于20次/分鐘，以提高設(shè)備的生產(chǎn)率。但同時(shí)如果鍛造的速度過(guò)快，設(shè)備會(huì)在停止或動(dòng)作換向時(shí)引起液壓沖擊、振動(dòng)和較大噪聲污染，甚至造成管路連接件的松動(dòng)，發(fā)生人身安全事故。液壓機(jī)的沖擊振動(dòng)的產(chǎn)生，主要是工作缸、管路、機(jī)架等在受高壓油的作用下產(chǎn)生了彈性變形，同時(shí)液壓油本身在體積大、高壓作用下的產(chǎn)生壓縮效應(yīng)也存儲(chǔ)了一定能量，鍛造完成后，換向閥換向，高壓卸荷，這些能量瞬間釋放，導(dǎo)致了管路、機(jī)架的沖擊振動(dòng)。實(shí)現(xiàn)高壓、高速度、高頻次工況下，鍛造液壓機(jī)低振動(dòng)、低噪聲的穩(wěn)定工作，將大大提高小型液壓機(jī)的實(shí)用。采用新型插裝閥（動(dòng)態(tài)閥）集成系統(tǒng)，組成鍛造液壓機(jī)的控制回路。其中主缸卸荷閥采用大通徑數(shù)字式比例動(dòng)態(tài)閥，根據(jù)輸入信號(hào)的大小提供流量控制。通過(guò)放大器向比例動(dòng)態(tài)閥提供適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電流，以提供主閥芯的移動(dòng)，并由主閥芯的位移傳感器反饋信號(hào)以校準(zhǔn)閥芯的開口量，使閥芯與放大器的輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng)。從而精確控制卸荷時(shí)流量，達(dá)到先小流量平穩(wěn)卸壓再大流量快速卸荷的最佳卸壓過(guò)程，大大減小了主缸卸荷時(shí)的沖擊振動(dòng)。比例動(dòng)態(tài)閥不僅響應(yīng)快，而且流量大，滿足快鍛時(shí)的高速度、高頻次需求。在設(shè)備的高壓管路布置中，設(shè)置大口徑皮囊吸收緩和由于頻繁換向和卸荷引起的液壓沖擊，同時(shí)在直角轉(zhuǎn)彎的地方采用高壓膠管，也可以起到一定的吸振作用。主機(jī)利用有限元分析，強(qiáng)化機(jī)身的剛性，也可以減少全功率鍛造由于機(jī)身變形、快速卸荷時(shí)引起的機(jī)身回彈晃動(dòng)。結(jié)論
⑴用于自由鍛行業(yè)中的小型鍛造液壓機(jī)，在壓機(jī)行程、喉深、操作高度等工藝參數(shù)接近系列空氣錘，實(shí)現(xiàn)了空氣錘的主要功能，包括拔長(zhǎng)、鐓粗、沖孔、擴(kuò)孔、馬架擴(kuò)孔等。20mm行程鍛造次數(shù)達(dá)到50～60次/分鐘。⑵用于環(huán)件制坯專用的小型鍛造液壓機(jī)和立式輾環(huán)機(jī)配套使用。該用途的小型鍛造液壓機(jī)不需要大的行程和空間，但需要較大的下平砧，用于胎模制坯。⑶用于模鍛制坯的小型鍛造液壓機(jī)和模鍛主機(jī)配套。主要完成拔長(zhǎng)、滾擠、鐓餅、彎曲等工藝，要求較高的鍛造頻次，精確的行程控制，但不需要大的行程和喉深。上述三種小型鍛造液壓機(jī)將會(huì)有較大、較好的發(fā)展前景，在行業(yè)中將會(huì)得到較普及的使用。
