【摘要】：通過對國內(nèi)外大噸位鍛錘特別是現(xiàn)代化的海卓程控液壓對擊錘的技術(shù)性能與結(jié)構(gòu)特征的介紹，闡述國內(nèi)外大噸位鍛錘發(fā)展趨勢：從錘擊特性看無砧座對擊錘取代有砧鍛錘，從驅(qū)動方式看逐步由全液壓動力驅(qū)動取代空氣驅(qū)動，從對擊錘的聯(lián)動方式看由液壓聯(lián)動取代鋼帶聯(lián)動，從對擊速度及適應(yīng)性看等能量等速對擊優(yōu)于等能量不等速對擊；中機程控全液壓對擊鍛錘綜合運用全液壓動力驅(qū)動、液壓聯(lián)動、數(shù)字化控制等現(xiàn)代傳動、控制技術(shù)，實現(xiàn)上下錘頭能量等速對擊、實現(xiàn)打擊能量打擊步序數(shù)字化控制，是具有高效、節(jié)能、環(huán)保特點的現(xiàn)代化的大型模鍛設(shè)備，是具有高精度、高可靠特點的數(shù)控精密鍛造設(shè)備。
一、我國大噸位鍛錘的現(xiàn)狀
鍛錘是多種鍛壓機器的先驅(qū)，盡管各種鍛造新工藝和新設(shè)備不斷涌現(xiàn)，但錘類設(shè)備由于結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、適應(yīng)性強、投資少等特點，至今仍然起著非常重要的作用。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，1噸以上鍛錘占相當能量鍛造設(shè)備總量的50 %，3噸以上的大噸位鍛錘占相當能量鍛造設(shè)備總量的比例達75 %！
鍛錘的特出優(yōu)點在于打擊速度及打擊頻次高，特別適合要求高速變形來充填模具的場合。由于鍛錘速度快，模具接觸時間短，有利于工件模具接觸面積較大重量相對小、形狀輕薄、形狀復雜、冷卻特別快的零件的成形，有利于模具壽命的提高。鍛錘的高頻次連續(xù)打擊特性，為實現(xiàn)多模膛鍛造創(chuàng)造了無與倫比的先決條件，鍛錘特別適合多品種、小批量生產(chǎn)。
我國大噸位鍛錘則由于受到運輸、加工條件的限制及高壓大流量液壓控制技術(shù)水平的制約，其擁有量及技術(shù)水平基本維持七十年代的現(xiàn)狀；大噸位有砧蒸空鍛錘落下質(zhì)量最大為20噸即最大打擊能量為500 KJ；大噸位對擊錘則采用蒸空驅(qū)動鋼帶聯(lián)動結(jié)構(gòu)，最大打擊能量為1000 KJ；大噸位液壓鍛錘特別是程控液壓對擊鍛錘沒有得到發(fā)展！
二、國外大噸位鍛錘的發(fā)展與現(xiàn)狀
從驅(qū)動方式上看，有氣動鍛錘與液壓鍛錘之分。國外液壓鍛錘的發(fā)展起步于本世紀30年代，經(jīng)歷了從放油打擊自由落錘到放油打擊液氣驅(qū)動鍛錘（即類似于我國目前放油打擊方式液氣錘）再到現(xiàn)在的全液壓驅(qū)動鍛錘發(fā)展過程。
從錘擊特性上看，10-160 KJ小噸位鍛錘以有砧錘為主，63-400 KJ大噸位鍛錘則以無砧座對擊錘為主。
無砧座對擊錘，從聯(lián)動方式上看，可分為鋼帶聯(lián)動與液壓聯(lián)動兩大類。從對擊速度上看，可分為上下錘頭等質(zhì)量等速對擊與等能量但不等速對擊兩大類。
最初期的對擊錘由于受到當時液壓、電器等基礎(chǔ)工業(yè)條件的限制，一般均為空氣驅(qū)動、鋼帶聯(lián)動結(jié)構(gòu)。
由于液壓、電子技術(shù)的發(fā)展，目前世界上最先進的大噸位鍛錘采用液壓聯(lián)動全液壓驅(qū)動等速對擊結(jié)構(gòu)原理，并通過程序控制實現(xiàn)自動化。
目前可提供大噸位液壓鍛錘主要有德國的拉斯科、萬家頓公司。應(yīng)用最多的當數(shù)德國萬家頓公司液壓聯(lián)動全液壓驅(qū)動等速對擊結(jié)構(gòu)的對擊錘。
三、國外大噸位鍛錘的技術(shù)特征
國外現(xiàn)代化的大噸位鍛錘
從錘擊特性看大多為無砧座對擊錘，
從聯(lián)動方式看由液壓聯(lián)動取代鋼帶聯(lián)動，
從對擊速度看等能量等速對擊優(yōu)于等能量不等速對擊,
從驅(qū)動方式看400 KJ以下逐步由空氣驅(qū)動演變?yōu)槿簤簞恿︱?qū)動。
現(xiàn)代化的液壓對擊錘不僅具有簡單可靠的結(jié)構(gòu)，而且具有極為周到的運行監(jiān)測系統(tǒng)、故障診斷系統(tǒng)、能量自控系統(tǒng)及程序打擊控制系統(tǒng)。近年現(xiàn)代液壓、電氣控制技術(shù)的發(fā)展不僅使中小型蒸空鍛錘逐漸被液壓鍛錘取代，鍛錘的優(yōu)勢得到充分發(fā)揮，鍛錘的缺點逐步得到克服，而且大噸位程控全液壓對擊錘也得到充分的發(fā)展；程控全液壓對擊錘已成為鍛造工業(yè)適應(yīng)性較強的現(xiàn)代化的高效、節(jié)能、高精度、高可靠、環(huán)保型精密鍛造設(shè)備。
四、中機大噸位鍛錘技術(shù)的發(fā)展
中機鍛壓液壓鍛錘技術(shù)的發(fā)展起始于1974年，中機鍛壓公司總經(jīng)理（前身海安鍛壓機床廠鍛錘研究所所長張長龍）與山西太原重機學院聯(lián)合研制了我國第一臺63 KJ液壓聯(lián)動液氣驅(qū)動不等速對擊錘；80年代末，張長龍創(chuàng)辦的公司又與濟南鑄鍛所合作研制了世界上首臺機身靜止狀態(tài)下實現(xiàn)消振并以進油打擊方式工作的機械聯(lián)動液壓傳動消振液壓模鍛錘；90年代，開始全液壓鍛錘的研究，并于2002年成功研制出我國第一臺具有高效、節(jié)能、高精度、高可靠等特點的C88K型程控全液壓模鍛錘；到2015年先后推出16~160 KJ程控鍛錘近幾百臺。
2006年成功研發(fā)了我國第一臺大噸位CD88K-100KJ（4噸）液壓聯(lián)動液氣驅(qū)動不等速對擊程控鍛錘；
2007年開始CT88K-125KJ~400KJ（5~16噸）大噸位程控全液壓有砧鍛錘的研制，并開始研發(fā)CD88K-160KJ~400KJ（6~16噸）大噸位液壓聯(lián)動全液壓驅(qū)動等速對擊程控鍛錘。
五、中機大噸位鍛錘的技術(shù)特征
（一）CD88K-100KJ（4噸）液壓聯(lián)動液氣驅(qū)動不等速對擊程控鍛錘技術(shù)特征
CD88K-100KJ程控液壓對擊錘對擊系統(tǒng)采用高剛性U形鑄鋼機架，可調(diào)整的放射形寬導軌結(jié)構(gòu)，導軌間隙可精確到0.1 mm，特別適合于精密鍛造；錘頭在機架內(nèi)與機架等能量相對運動，機架與錘頭質(zhì)量之比10∶1，機架的質(zhì)量遠大于錘頭，通過液壓聯(lián)動，機架的行程和速度較小，鍛錘工作非常平穩(wěn)；
CD88K-100KJ程控液壓對擊錘液壓動力系統(tǒng)，采用分離式旁置設(shè)計，集中控制，所有管道均為柔性軟管連接，徹底解決了鍛錘工作對液壓系統(tǒng)可靠性的影響。
CD88K-100KJ程控液壓對擊錘控制系統(tǒng)通過觸摸屏實現(xiàn)人機對話、工作狀態(tài)顯示及常見故障顯示，通過PLC實現(xiàn)打擊能量控制及程序打擊控制。
CD88K-100程控液壓對擊錘性能特點：
（1） 節(jié)能效果 CD88K-100KJ程控液壓對擊錘采用液氣驅(qū)動，能源利用率可達65 %，打擊效率可達95 %，而傳統(tǒng)鍛錘的能源利用率僅為2~3 %，打擊效率一般為85 %。CD88K 100KJ程控液壓對擊錘的節(jié)能效益還體現(xiàn)再打擊能量的有效控制，多余能量的打擊也是一種能源的浪費。
（2） 工作精度 CD88K-100KJ程控液壓對擊錘采用高剛性U形機架、可調(diào)的放射形寬導軌結(jié)構(gòu)均給精密鍛造創(chuàng)造了先決條件；打擊能量的精確控制、程序打擊的實現(xiàn)可避免操作者技術(shù)水平的差異造成質(zhì)量的不穩(wěn)定。
（3） 振動情況 CD88K-100KJ程控液壓對擊錘錘頭與機架等能量不等速相對運動，機架下面裝有幾個充滿壓縮空氣的減振墊，打擊時鍛錘對基礎(chǔ)不形成沖擊，徹底解決了鍛錘工作時對基礎(chǔ)的沖擊震動問題。CD88K-100KJ程控液壓對擊錘是真正意義上符合環(huán)保要求的現(xiàn)代化鍛造設(shè)備。
（4） 相對投資 CD88K-100KJ程控液壓對擊錘不僅具有較高的性能價格比而且可以節(jié)省用于隔振的基礎(chǔ)投資，對廠房的抗震要求也大為降低。據(jù)測算投資同樣噸位的電液錘，CD88K100程控液壓對擊錘僅設(shè)備及基礎(chǔ)投資大約可減少1/3，如果考慮新廠房，由于抗震要求降低總投資大約可減少50 %。
（5） 使用成本 CD88K-100KJ程控液壓對擊錘的先進性不僅表現(xiàn)在高效、節(jié)能、高精度、無振動、符合環(huán)保要求等方面，而且表現(xiàn)在打擊能量的有效控制。給足鍛件成形需要的能量但不多給，不僅可以減少震動、降低噪音、提高設(shè)備可靠性而且可以大大提高模具的使用壽命。由于鍛錘聯(lián)動系統(tǒng)、液壓打擊控制系統(tǒng)均隨機身參與打擊，打擊振動對液壓系統(tǒng)的可靠性有一定負面影響！
（二）CT88K-125-630KJ大噸位程控全液壓有砧鍛錘的技術(shù)特征
CT88K-125KJ~630KJ程控全液壓有砧鍛錘驅(qū)動系統(tǒng)采用中機公司特有的全液壓動力驅(qū)動技術(shù)，動力頭按裝在錘架上，其中墊以彈性的抗振墊塊。全液壓動力頭，采用了先進的錐閥控制技術(shù)，復合缸傳動技術(shù)，雙重防外泄技術(shù)及液壓集成技術(shù)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，關(guān)鍵液壓元件及密封件均為進口件。
液壓泵站通過平臺安裝在全液壓動力頭的兩側(cè)，既減少了錘擊震動帶來對液壓系統(tǒng)的影響，又減少了高壓管道的傳輸，減少占地面積。
鍛錘的打擊系統(tǒng)可采用張長龍專利技術(shù)的預(yù)應(yīng)力組合機架，既解決了超大件的機加工、運輸問題，又解決了傳統(tǒng)鍛錘分體機架帶來的剛性不足問題。
鍛錘的電子控制系統(tǒng)的硬件是由日本三菱公司或德國西門子公司提供，軟件由中機公司編制。打擊程序編制簡單，不需要熟練的計算機人員，甚至半訓練的調(diào)整工也能進行調(diào)整。
鍛錘工作時，控制系統(tǒng)可實現(xiàn)油溫、油壓、清潔度及位置的在線檢測和數(shù)字顯示。一旦有差錯，故障燈將閃亮，顯示屏將顯示故障的位置和故障的性質(zhì)。
中機公司開發(fā)的全液壓動力系統(tǒng)也可用于改造現(xiàn)有的蒸汽（空氣）模鍛錘。舊式的蒸空模鍛錘改用液壓動力頭的經(jīng)濟效果是很明顯的，用全液壓動力系統(tǒng)改造蒸空模鍛錘為全液壓錘比買一臺新的全液壓模鍛錘要省得多。如果不考慮泵房，似乎液氣錘要比全液壓錘便宜。但實際上應(yīng)該把泵房及管道系統(tǒng)一道計算，蒸空模鍛錘改造費用就差不多相等了。如果考慮再維護成本，蒸空模鍛錘的數(shù)控化改造總體成本反而要低。
（三）CD88K-160~400大噸位液壓聯(lián)動全液壓驅(qū)動不等速對擊程控鍛錘的技術(shù)特征
中機CD88K-160～400大噸位程控鍛錘，液壓動力驅(qū)動系統(tǒng)將采用成熟的全液壓驅(qū)動技術(shù)、錐閥控制技術(shù)及液壓集成技術(shù)；
對擊系統(tǒng)通過液壓聯(lián)動實現(xiàn)上下錘頭的等能量等速對擊并通過剛性的機架導向運動；
液壓動力驅(qū)動系統(tǒng)、上下錘頭、液壓聯(lián)動系統(tǒng)均通過剛性的機架形成一個整體！無外設(shè)液壓泵站及長距離高壓油傳輸管道系統(tǒng)。
液壓聯(lián)動全液壓驅(qū)動等速對擊程控鍛錘其整體機重指標將稍低于有砧鍛錘，單件重量大大低于有砧鍛錘（50 %）。
CDK88-160～400大噸位程控鍛錘采用上下錘頭等質(zhì)量等速打擊，有效解決了大噸位鍛錘超大件的加工、運輸問題；通過液壓聯(lián)動實現(xiàn)上下錘頭的等能量等速對擊，徹底避免了由于鍛錘打擊帶來的強力震動；通過液壓驅(qū)動、程序化控制有效解決打擊能量的控制問題；通過全液壓動力驅(qū)動、錐閥式控制實現(xiàn)動力系統(tǒng)的高度集成，為確保鍛錘液壓系統(tǒng)高可靠運行創(chuàng)造了條件。
基本結(jié)構(gòu)：
高度集成的全液壓動力驅(qū)動系統(tǒng)；
數(shù)字化輸入、中英文顯示、程序化控制系統(tǒng)；
實現(xiàn)上下錘頭等速等行程懸空對擊的液壓聯(lián)動系統(tǒng)；
實現(xiàn)上下錘頭精確導向的打擊系統(tǒng)；
實現(xiàn)導軌自動潤滑、液壓油溫度自動控制及過濾的輔助液壓系統(tǒng)；
鍛錘結(jié)構(gòu)緊湊，頂部設(shè)置液壓動力驅(qū)動系統(tǒng)，底部設(shè)有彈性阻尼隔振系統(tǒng)；
下錘頭設(shè)有過載保護的雙頂料機構(gòu)。
性能特點：
鍛錘精度高，鍛錘可實現(xiàn)打擊能量及打擊步序精確化控制；
自動化操作，鍛錘與機器人聯(lián)動可實現(xiàn)自動化操作與控制；
基本無振動，上下錘頭等能量懸空對擊徹底避免鍛錘對基礎(chǔ)的沖擊；
高效、節(jié)能，能源利用率可達65 %，鍛錘打擊效率可達95 %；
相對投資少，可大幅降低廠房及隔振基礎(chǔ)投資，該錘具有很高的性能價格比；
使用成本低，打擊能量的有效控制可提高設(shè)備可靠性及模具壽命。
