30MN雙柱下拉式快鍛機(jī)組簡(jiǎn)介及摔圓模模架設(shè)計(jì)與應(yīng)用

侯彬 劉剛

（北方重工集團(tuán)有限公司，遼寧 沈陽 110141）

1.1 30MN鍛造液壓機(jī)為雙柱下拉式預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)，油泵直接傳動(dòng)。液壓機(jī)組由活動(dòng)機(jī)架部分、固定橫梁部分、移動(dòng)工作臺(tái)、工作缸、回程缸、上砧快換及旋轉(zhuǎn)裝置、移砧臺(tái)等組成，壓機(jī)機(jī)架與移動(dòng)工作臺(tái)中心線呈35°布置，壓力分級(jí)16MN 、25MN、30MN共三級(jí)。16MN、25MN用于快鍛，30MN用于鐓粗。

多拉桿組合預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)：拉桿穿過上橫梁立柱、下橫梁，通過預(yù)應(yīng)力將這三部分緊密的連接在一起。這種結(jié)構(gòu)使拉桿在承載和未承載時(shí)均承受較高的拉應(yīng)力，應(yīng)力波動(dòng)??；使立柱主要承受壓力及彎曲應(yīng)力，抗彎剛度大，提高了機(jī)架的抗疲勞性能，延長(zhǎng)了壓機(jī)的使用壽命高。固定橫梁與兩根立柱采用平面導(dǎo)向，有效防止偏載鍛造時(shí)機(jī)架的傾動(dòng)、卡死現(xiàn)象。所有的導(dǎo)向滑板均可調(diào)，可以將導(dǎo)向間隙調(diào)整到最佳狀態(tài)，使壓機(jī)工作平穩(wěn)，提高鍛件精度。組成框架的每個(gè)零件重量小，使制造質(zhì)量更易于控制。液壓機(jī)的傳動(dòng)采用德國(guó)PAHNKE的MSM油直接傳動(dòng)系統(tǒng)，主要特點(diǎn)是無主閥等閥組，主泵即可完成壓機(jī)的空降、加壓、卸壓、回程過程，電耗較低、維護(hù)方便。

1.2 橫向移砧裝置

橫向移砧裝置安裝在與工作臺(tái)中心線垂直的方向，并橫跨工作臺(tái)，移砧裝置為三工位橫向移砧機(jī)構(gòu)，通過液壓缸實(shí)現(xiàn)三種砧形砧子的快速交換。

1.3 砧庫

砧庫中心線與工作臺(tái)中心線平行，相距兩個(gè)砧位。砧庫平移滑板上設(shè)有三個(gè)砧位，通過液壓缸及定位檢索裝置實(shí)現(xiàn)三工位的快速定位。

1.4 旋轉(zhuǎn)升降臺(tái)

用于快速掉頭鍛件，安裝于全液壓操作機(jī)兩軌道中間的地下，使用時(shí)快速升起，全液壓操作機(jī)將鍛件放置在旋轉(zhuǎn)升降臺(tái)上后松開鍛件，回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)180°后全液壓操作機(jī)再將鍛件抓住，回轉(zhuǎn)臺(tái)快速下降到地下，鍛造工序繼續(xù)進(jìn)行，提高了鍛造效率。

在煤礦井下施工中，工作面頂板、底板的不穩(wěn)定性或冒落危險(xiǎn)將影響機(jī)械化采煤技術(shù)的使用。并與煤礦井下的煤層頂、底板穩(wěn)定性與頂?shù)装鍘r石的結(jié)構(gòu)、裂隙發(fā)育程度、厚度強(qiáng)度等相關(guān)。若是所遇到的頂?shù)装鍘r石為泥巖或炭質(zhì)泥巖，當(dāng)K值<1，綜合采煤機(jī)能安全過斷層，但若是頂?shù)装鍘r石為堅(jiān)硬的砂巖或礫巖，當(dāng)K值>1時(shí)，綜合采煤機(jī)經(jīng)過斷層會(huì)十分困難。杜絕煤層頂?shù)装宓牟环€(wěn)定現(xiàn)象是煤礦機(jī)械化采煤的重要工作，同時(shí)也是制定管理措施并保證生產(chǎn)安全性的關(guān)鍵。

1.5 運(yùn)錠小車

用來接受來料的鋼錠，然后運(yùn)到操作機(jī)中心線，完成對(duì)操作機(jī)的給料和運(yùn)出鍛件，同時(shí)能夠完成鍛件的調(diào)頭。

1.6 全液壓操作機(jī)

此機(jī)組含兩臺(tái)操作機(jī)即大操作機(jī)FM20/25、小操作機(jī)FM12/15，以滿足不同鍛件的抓取要求，該系列鍛造操作機(jī)為軌道式，采用全液壓驅(qū)動(dòng)，其結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)為整體框板式結(jié)構(gòu)，可完成七種動(dòng)作：車體行走、鉗口夾持、鉗頭旋轉(zhuǎn)、鉗架水平升降、鉗頭俯仰、鉗架側(cè)移、夾鉗側(cè)擺，通過這七個(gè)基本動(dòng)作的互相配合完成復(fù)雜的鍛造操作。

1.7 工作制度

（1）手動(dòng)：手柄操作液壓機(jī)和全液壓操作機(jī)的運(yùn)行；（2）半自動(dòng)：液壓機(jī)運(yùn)行按照計(jì)算機(jī)設(shè)定的參數(shù)運(yùn)行，液壓機(jī)的上、下運(yùn)動(dòng)由手柄操縱。（3）自動(dòng)：液壓機(jī)按給定的工作參數(shù)循環(huán)往復(fù)自動(dòng)運(yùn)行，直到接收到停止指令或手柄干預(yù)為止。（4）聯(lián)動(dòng)：壓機(jī)與操作機(jī)聯(lián)合控制進(jìn)行自動(dòng)鍛造，分全液壓操作機(jī)優(yōu)先制聯(lián)動(dòng)、壓機(jī)優(yōu)先制聯(lián)動(dòng)兩種。

2 摔圓模設(shè)計(jì)

2.1 摔圓模結(jié)構(gòu)如圖

2.2 摔圓模摔圓過程描述：大型軸類鍛件修整工序中鍛造液壓機(jī)、全液壓操作機(jī)通過計(jì)算機(jī)鍛造程序完成聯(lián)動(dòng)再配合摔圓模具對(duì)軸進(jìn)行精整，使鍛件表面光潔。精整過程如下:全液壓操作機(jī)把軸放在下模上，鍛造液壓機(jī)上橫梁快速下移通過上平砧打在上模座上，使上?？焖傧乱埔欢ǖ男谐虒澼S完成一次精整，同時(shí)彈簧受到壓縮；然后鍛造液壓機(jī)活動(dòng)橫梁快速上移，上模在彈簧彈力的作用下上移，同時(shí)全液壓操作機(jī)把軸旋轉(zhuǎn)一定角度并給一定的送進(jìn)量，等待下一次精整，精整頻率及每次送進(jìn)量根據(jù)鍛造工藝要求確定。

2.3 摔圓模設(shè)計(jì)描述：

3 蓋板，主要防止雜物落入導(dǎo)向套和導(dǎo)柱之間的空隙劃傷導(dǎo)向面或影響導(dǎo)向。6、定位鍵，確定模具在模架中的前后位置。7、上模座材料。鍛件內(nèi)部組致密，具有較高強(qiáng)度，良好切削性，一定的韌性和塑性，調(diào)質(zhì)后可得到良好的綜合性能。 8、導(dǎo)向套ZCuSn10Pb1硬度高，耐磨性極好不易產(chǎn)生咬死現(xiàn)象，有較好的鑄造性和切削加工性。9、導(dǎo)柱42CrMo鍛件，具有高強(qiáng)度和韌性,淬透性較好，無明顯的回火脆性,調(diào)質(zhì)處理后有較高的疲勞極限和抗多次沖擊的能力。10、緊固楔鍵 ①、11緊固楔鍵②，通過鍵槽固定模具。12上模 、13下模 選用5CrMnMo適合高度250-400mm中型熱鍛模。14、下模座ZG310-570中碳鑄鋼，有一定的韌性及塑性，強(qiáng)度硬度較高，切削性良好，下模座和下模的裝配后的高度結(jié)合實(shí)際的鍛造情況考慮，盡可能不用下砧座，簡(jiǎn)化模具、降低制造成本。15、彈簧60Si2Mn，工作溫度低于300℃。

2.4 模架的應(yīng)用：模架、燕尾槽及鍵槽設(shè)計(jì)時(shí)盡可能按壓機(jī)最大的摔圓軸徑設(shè)計(jì)，這樣可以備上幾組摔模，當(dāng)鍛件軸徑變化時(shí)，方便拆換摔模，降低模具制造和使用成本，并快速響應(yīng)產(chǎn)品的制造要求。

2.5 模架的其他應(yīng)用：當(dāng)車間自由鍛件效益不好時(shí)或鍛造車間有模鍛要求自身又不想投資模鍛設(shè)備，可考慮另設(shè)計(jì)上模和下模且上模座的行程滿足鍛造要求時(shí)進(jìn)行模鍛，比如對(duì)行程要求較短的模鍛盤類鍛件可配合自由鍛工藝，通過模架在自由鍛壓機(jī)上進(jìn)行可行的精度要求不高的模鍛。當(dāng)導(dǎo)柱、導(dǎo)套的導(dǎo)向精度不能滿足模鍛要求時(shí)，可考慮設(shè)計(jì)自身帶導(dǎo)向的模具，提高模鍛精度。模架的這類應(yīng)用擴(kuò)大了鍛造車間的產(chǎn)品范圍使鍛造機(jī)組更加柔性化，能夠創(chuàng)造較好的經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)語

當(dāng)今鍛造行業(yè)要求的自動(dòng)化、數(shù)控化、柔性化對(duì)鍛造系統(tǒng)提出了更高要求，模架的應(yīng)用能擴(kuò)大的鍛造系統(tǒng)的產(chǎn)品范圍，使鍛造系統(tǒng)更加柔性化，同時(shí)降低模具制造和使用成本，提高鍛造車間的效益。

[1]中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)塑性工程學(xué)會(huì)編[Z].鍛壓手冊(cè)-鍛壓車間設(shè)備.機(jī)械工業(yè)出版社2008.

[2]中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)塑性工程學(xué)會(huì)編[Z]，鍛壓手冊(cè)-鍛造.機(jī)械工業(yè)出版社.2008.

[3]俞新陸.液壓機(jī)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2007.