【摘要】：通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外大噸位鍛錘特別是現(xiàn)代化的海卓程控液壓對(duì)擊錘的技術(shù)性能與結(jié)構(gòu)特征的介紹，闡述國(guó)內(nèi)外大噸位鍛錘發(fā)展趨勢(shì)：從錘擊特性看無(wú)砧座對(duì)擊錘取代有砧鍛錘，從驅(qū)動(dòng)方式看逐步由全液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)取代空氣驅(qū)動(dòng)，從對(duì)擊錘的聯(lián)動(dòng)方式看由液壓聯(lián)動(dòng)取代鋼帶聯(lián)動(dòng)，從對(duì)擊速度及適應(yīng)性看等能量等速對(duì)擊優(yōu)于等能量不等速對(duì)擊；中機(jī)程控全液壓對(duì)擊鍛錘綜合運(yùn)用全液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、液壓聯(lián)動(dòng)、數(shù)字化控制等現(xiàn)代傳動(dòng)、控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)上下錘頭能量等速對(duì)擊、實(shí)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(diǎn)的現(xiàn)代化的大型模鍛設(shè)備，是具有高精度、高可靠特點(diǎn)的數(shù)控精密鍛造設(shè)備。
一、我國(guó)大噸位鍛錘的現(xiàn)狀
鍛錘是多種鍛壓機(jī)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(lèi)設(shè)備由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、適應(yīng)性強(qiáng)、投資少等特點(diǎn)，至今仍然起著非常重要的作用。據(jù)有關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì)，1噸以上鍛錘占相當(dāng)能量鍛造設(shè)備總量的50 %，3噸以上的大噸位鍛錘占相當(dāng)能量鍛造設(shè)備總量的比例達(dá)75 %！
鍛錘的特出優(yōu)點(diǎn)在于打擊速度及打擊頻次高，特別適合要求高速變形來(lái)充填模具的場(chǎng)合。由于鍛錘速度快，模具接觸時(shí)間短，有利于工件模具接觸面積較大重量相對(duì)小、形狀輕薄、形狀復(fù)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(shí)現(xiàn)多模膛鍛造創(chuàng)造了無(wú)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(guó)大噸位鍛錘則由于受到運(yùn)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(duì)擊錘則采用蒸空驅(qū)動(dòng)鋼帶聯(lián)動(dòng)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(duì)擊鍛錘沒(méi)有得到發(fā)展！
二、國(guó)外大噸位鍛錘的發(fā)展與現(xiàn)狀
從驅(qū)動(dòng)方式上看，有氣動(dòng)鍛錘與液壓鍛錘之分。國(guó)外液壓鍛錘的發(fā)展起步于本世紀(jì)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(dòng)鍛錘（即類(lèi)似于我國(guó)目前放油打擊方式液氣錘）再到現(xiàn)在的全液壓驅(qū)動(dòng)鍛錘發(fā)展過(guò)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(wú)砧座對(duì)擊錘為主。
無(wú)砧座對(duì)擊錘，從聯(lián)動(dòng)方式上看，可分為鋼帶聯(lián)動(dòng)與液壓聯(lián)動(dòng)兩大類(lèi)。從對(duì)擊速度上看，可分為上下錘頭等質(zhì)量等速對(duì)擊與等能量但不等速對(duì)擊兩大類(lèi)。
最初期的對(duì)擊錘由于受到當(dāng)時(shí)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(dòng)、鋼帶聯(lián)動(dòng)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(jìn)的大噸位鍛錘采用液壓聯(lián)動(dòng)全液壓驅(qū)動(dòng)等速對(duì)擊結(jié)構(gòu)原理，并通過(guò)程序控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
目前可提供大噸位液壓鍛錘主要有德國(guó)的拉斯科、萬(wàn)家頓公司。應(yīng)用最多的當(dāng)數(shù)德國(guó)萬(wàn)家頓公司液壓聯(lián)動(dòng)全液壓驅(qū)動(dòng)等速對(duì)擊結(jié)構(gòu)的對(duì)擊錘。
三、國(guó)外大噸位鍛錘的技術(shù)特征
國(guó)外現(xiàn)代化的大噸位鍛錘
從錘擊特性看大多為無(wú)砧座對(duì)擊錘，
從聯(lián)動(dòng)方式看由液壓聯(lián)動(dòng)取代鋼帶聯(lián)動(dòng)，
從對(duì)擊速度看等能量等速對(duì)擊優(yōu)于等能量不等速對(duì)擊,
從驅(qū)動(dòng)方式看400 KJ以下逐步由空氣驅(qū)動(dòng)演變?yōu)槿簤簞?dòng)力驅(qū)動(dòng)。
現(xiàn)代化的液壓對(duì)擊錘不僅具有簡(jiǎn)單可靠的結(jié)構(gòu)，而且具有極為周到的運(yùn)行監(jiān)測(cè)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(shì)得到充分發(fā)揮，鍛錘的缺點(diǎn)逐步得到克服，而且大噸位程控全液壓對(duì)擊錘也得到充分的發(fā)展；程控全液壓對(duì)擊錘已成為鍛造工業(yè)適應(yīng)性較強(qiáng)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(jī)大噸位鍛錘技術(shù)的發(fā)展
中機(jī)鍛壓液壓鍛錘技術(shù)的發(fā)展起始于1974年，中機(jī)鍛壓公司總經(jīng)理（前身海安鍛壓機(jī)床廠鍛錘研究所所長(zhǎng)張長(zhǎng)龍）與山西太原重機(jī)學(xué)院聯(lián)合研制了我國(guó)第一臺(tái)63 KJ液壓聯(lián)動(dòng)液氣驅(qū)動(dòng)不等速對(duì)擊錘；80年代末，張長(zhǎng)龍創(chuàng)辦的公司又與濟(jì)南鑄鍛所合作研制了世界上首臺(tái)機(jī)身靜止?fàn)顟B(tài)下實(shí)現(xiàn)消振并以進(jìn)油打擊方式工作的機(jī)械聯(lián)動(dòng)液壓傳動(dòng)消振液壓模鍛錘；90年代，開(kāi)始全液壓鍛錘的研究，并于2002年成功研制出我國(guó)第一臺(tái)具有高效、節(jié)能、高精度、高可靠等特點(diǎn)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(tái)。
2006年成功研發(fā)了我國(guó)第一臺(tái)大噸位CD88K-100KJ（4噸）液壓聯(lián)動(dòng)液氣驅(qū)動(dòng)不等速對(duì)擊程控鍛錘；
2007年開(kāi)始CT88K-125KJ~400KJ（5~16噸）大噸位程控全液壓有砧鍛錘的研制，并開(kāi)始研發(fā)CD88K-160KJ~400KJ（6~16噸）大噸位液壓聯(lián)動(dòng)全液壓驅(qū)動(dòng)等速對(duì)擊程控鍛錘。
五、中機(jī)大噸位鍛錘的技術(shù)特征
（一）CD88K-100KJ（4噸）液壓聯(lián)動(dòng)液氣驅(qū)動(dòng)不等速對(duì)擊程控鍛錘技術(shù)特征
CD88K-100KJ程控液壓對(duì)擊錘對(duì)擊系統(tǒng)采用高剛性U形鑄鋼機(jī)架，可調(diào)整的放射形寬導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，導(dǎo)軌間隙可精確到0.1 mm，特別適合于精密鍛造；錘頭在機(jī)架內(nèi)與機(jī)架等能量相對(duì)運(yùn)動(dòng)，機(jī)架與錘頭質(zhì)量之比10∶1，機(jī)架的質(zhì)量遠(yuǎn)大于錘頭，通過(guò)液壓聯(lián)動(dòng)，機(jī)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(duì)擊錘液壓動(dòng)力系統(tǒng)，采用分離式旁置設(shè)計(jì)，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(duì)液壓系統(tǒng)可靠性的影響。
CD88K-100KJ程控液壓對(duì)擊錘控制系統(tǒng)通過(guò)觸摸屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話、工作狀態(tài)顯示及常見(jiàn)故障顯示，通過(guò)PLC實(shí)現(xiàn)打擊能量控制及程序打擊控制。
CD88K-100程控液壓對(duì)擊錘性能特點(diǎn)：
（1） 節(jié)能效果 CD88K-100KJ程控液壓對(duì)擊錘采用液氣驅(qū)動(dòng)，能源利用率可達(dá)65 %，打擊效率可達(dá)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(duì)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(fèi)。
（2） 工作精度 CD88K-100KJ程控液壓對(duì)擊錘采用高剛性U形機(jī)架、可調(diào)的放射形寬導(dǎo)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(shí)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(dòng)情況 CD88K-100KJ程控液壓對(duì)擊錘錘頭與機(jī)架等能量不等速相對(duì)運(yùn)動(dòng)，機(jī)架下面裝有幾個(gè)充滿壓縮空氣的減振墊，打擊時(shí)鍛錘對(duì)基礎(chǔ)不形成沖擊，徹底解決了鍛錘工作時(shí)對(duì)基礎(chǔ)的沖擊震動(dòng)問(wèn)題。CD88K-100KJ程控液壓對(duì)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(duì)投資 CD88K-100KJ程控液壓對(duì)擊錘不僅具有較高的性能價(jià)格比而且可以節(jié)省用于隔振的基礎(chǔ)投資，對(duì)廠房的抗震要求也大為降低。據(jù)測(cè)算投資同樣噸位的電液錘，CD88K100程控液壓對(duì)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(duì)擊錘的先進(jìn)性不僅表現(xiàn)在高效、節(jié)能、高精度、無(wú)振動(dòng)、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(dòng)、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(dòng)系統(tǒng)、液壓打擊控制系統(tǒng)均隨機(jī)身參與打擊，打擊振動(dòng)對(duì)液壓系統(tǒng)的可靠性有一定負(fù)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(dòng)系統(tǒng)采用中機(jī)公司特有的全液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)技術(shù)，動(dòng)力頭按裝在錘架上，其中墊以彈性的抗振墊塊。全液壓動(dòng)力頭，采用了先進(jìn)的錐閥控制技術(shù)，復(fù)合缸傳動(dòng)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(jiǎn)單，關(guān)鍵液壓元件及密封件均為進(jìn)口件。
液壓泵站通過(guò)平臺(tái)安裝在全液壓動(dòng)力頭的兩側(cè)，既減少了錘擊震動(dòng)帶來(lái)對(duì)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(zhǎng)龍專(zhuān)利技術(shù)的預(yù)應(yīng)力組合機(jī)架，既解決了超大件的機(jī)加工、運(yùn)輸問(wèn)題，又解決了傳統(tǒng)鍛錘分體機(jī)架帶來(lái)的剛性不足問(wèn)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(guó)西門(mén)子公司提供，軟件由中機(jī)公司編制。打擊程序編制簡(jiǎn)單，不需要熟練的計(jì)算機(jī)人員，甚至半訓(xùn)練的調(diào)整工也能進(jìn)行調(diào)整。
鍛錘工作時(shí)，控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)油溫、油壓、清潔度及位置的在線檢測(cè)和數(shù)字顯示。一旦有差錯(cuò)，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(jī)公司開(kāi)發(fā)的全液壓動(dòng)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(dòng)力頭的經(jīng)濟(jì)效果是很明顯的，用全液壓動(dòng)力系統(tǒng)改造蒸空模鍛錘為全液壓錘比買(mǎi)一臺(tái)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(shí)際上應(yīng)該把泵房及管道系統(tǒng)一道計(jì)算，蒸空模鍛錘改造費(fèi)用就差不多相等了。如果考慮再維護(hù)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(dòng)全液壓驅(qū)動(dòng)不等速對(duì)擊程控鍛錘的技術(shù)特征
中機(jī)CD88K-160～400大噸位程控鍛錘，液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將采用成熟的全液壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)、錐閥控制技術(shù)及液壓集成技術(shù)；
對(duì)擊系統(tǒng)通過(guò)液壓聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)上下錘頭的等能量等速對(duì)擊并通過(guò)剛性的機(jī)架導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)；
液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、上下錘頭、液壓聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)均通過(guò)剛性的機(jī)架形成一個(gè)整體！無(wú)外設(shè)液壓泵站及長(zhǎng)距離高壓油傳輸管道系統(tǒng)。
液壓聯(lián)動(dòng)全液壓驅(qū)動(dòng)等速對(duì)擊程控鍛錘其整體機(jī)重指標(biāo)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(yùn)輸問(wèn)題；通過(guò)液壓聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)上下錘頭的等能量等速對(duì)擊，徹底避免了由于鍛錘打擊帶來(lái)的強(qiáng)力震動(dòng)；通過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)、程序化控制有效解決打擊能量的控制問(wèn)題；通過(guò)全液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、錐閥式控制實(shí)現(xiàn)動(dòng)力系統(tǒng)的高度集成，為確保鍛錘液壓系統(tǒng)高可靠運(yùn)行創(chuàng)造了條件。
基本結(jié)構(gòu)：
高度集成的全液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；
數(shù)字化輸入、中英文顯示、程序化控制系統(tǒng)；
實(shí)現(xiàn)上下錘頭等速等行程懸空對(duì)擊的液壓聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)；
實(shí)現(xiàn)上下錘頭精確導(dǎo)向的打擊系統(tǒng)；
實(shí)現(xiàn)導(dǎo)軌自動(dòng)潤(rùn)滑、液壓油溫度自動(dòng)控制及過(guò)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(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，底部設(shè)有彈性阻尼隔振系統(tǒng)；
下錘頭設(shè)有過(guò)載保護(hù)的雙頂料機(jī)構(gòu)。
性能特點(diǎn)：
鍛錘精度高，鍛錘可實(shí)現(xiàn)打擊能量及打擊步序精確化控制；
自動(dòng)化操作，鍛錘與機(jī)器人聯(lián)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作與控制；
基本無(wú)振動(dòng)，上下錘頭等能量懸空對(duì)擊徹底避免鍛錘對(duì)基礎(chǔ)的沖擊；
高效、節(jié)能，能源利用率可達(dá)65 %，鍛錘打擊效率可達(dá)95 %；
相對(duì)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(jià)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。
