平锻机的工作原理和操作方法

平锻机（见图5-1）的工作原理与热模锻压力机的一样，属于曲柄—连杆型的机构。由于机构中的滑块带着工作的模具在水平方向进行往复运动，有效地解决了模锻锤或热模锻压力机上模锻时的安模空间问题。平锻机按夹紧凹模的分开方向不同，可分为垂直分模平锻机和水平分模平锻机两种，其工作原理如图5-2所示。

垂直分模平锻机（见图5-2a）是由电动机1经三角皮带2、飞轮离台器3、中间轴5、齿轮6、7，带动曲轴8转动，从而使主滑块15做往复直线运动。同时，曲轴左端的凸轮11迫使侧滑块13前后移动，并通过杠杆18、19、20使夹紧滑块17左右移动。当夹紧滑块使夹紧凹模合模后，主滑块恰好进行工作。棒料依次送入相应的夹紧凹模中，当凹模夹紧后，主滑块即对棒料进行顶锻。然后主滑块返回，随即夹紧凹模分开，棒料完成一次变形（工步）。如此往复，棒料依次通过沿垂直方向排列的各个型槽，完成相应各工步的变形，实现对毛坯的锻造。

水平分模平锻机（见图5-2b）型槽按水平方向左右排列，由电动机经三角皮带、中间传动轴、齿轮、离合器，带动曲轴使主滑块做直线往复运动。此工作过程与垂直分模平锻机完全相同，但水平分模平锻机的曲柄连杆机构运动时，连杆与夹紧机构的杠杆相连接，从而迫使夹紧凹模上下移动。棒料由机器前送入凹模下半部的各型槽中，当上半部向下夹紧后，主滑块进行顶锻。当主滑块回程时，夹紧模分开，从而实现对毛坯的锻造。

图5-1 平锻机外形

图5-2 平锻机工作原理

a）垂直分模平锻机 1—电动机 2—三角皮带 3—飞轮离合器 4—带式制动器 5—传动轴 6、7—小齿轮、大齿轮 8—曲轴 9—连杆 10—滚子 11—凸轮 12—滚子 13—侧滑块 14—挡料机构 15—主滑块 16—凹模 17—夹紧滑块 18、19、20—杠杆 b）水平分模平锻机 a点—夹紧模闭合时位于最高点 b点—过载时分开 c点—是一偏心，可调整封闭尺寸

垂直分模和水平分模的主要区别在于夹紧机构：垂直分模平锻机的夹紧机构是凸轮肘杆机构传动的，而水平分模的平锻机的夹紧机构则是通过连杆和杠杆机构传动的。垂直分模和水平分模方式平锻，除了模具的结构设计部分需要区分外，其锻造成形特性则是一样的：由于机身在夹紧和锻造过程中受纵向载荷和横向载荷，因此机身是一个上面敞开的箱式框架结构。在它的外壁上，有各种形状的加强肋，而且在机身上还有高强度的纵向拉杆以增加刚度。对于大公称压力的平锻机，机身由前、后两部分构成，它们之间用螺栓拉紧，并增加了横向拉杆以提高刚度。为了便于毛坯定位，平锻机上都有前挡板，有的设备还有后挡板和毛坯支架。机身的右边有一带斜槽的出口，便于锻件运走。在许多平锻机上还装有剪切装置，剪切动作由夹紧滑块或夹紧机构中其他往复运动的机件来带动。垂直和水平分模的平锻机都有带油泵的自动润滑系统。其传动系统、曲柄—连杆机构、离合器、制动器等与其他曲轴压力机基本相同。这两种平锻机都有夹紧机构，需要有过载保护装置，以防设备过载时损坏，确保设备和人身安全。

我国一般以平锻机在行程终了时所能产生的最大压力（kN）来表示平锻机的锻造能力。

垂直分模平锻机和水平分模平锻机的主要技术规格，分别见表5-1和表5-2。

表5-1垂直分模平锻机技术参数

表5-2水平分模平锻机技术参数

平锻机上的模具结构与成形方法同模锻锤、热模锻压力机、摩擦压力机上模锻有较大的区别。平锻机有两个滑块，即主滑块和侧滑块。主滑块带动凸模沿水平方向运动，完成镦锻工作；侧滑块带动可动凹模垂直于主滑块的运动方向运动，起夹紧棒料的作用。如图5-3所示，左边是冲头，中间是固定凹模，右边是活动凹模。坯料先在底下的一个型槽内积聚，而后在中央的一个型槽内镦头，最后在上边的一个型槽内冲穿。

图5-3 平锻机齿轮模具

平锻机的操纵系统采用电气和压缩空气联合控制的方式。电动机起动后踩动踏板，可使气动离合器带动曲轴转动进行单次行程、自动连续行程和调整行程。单次行程可分为送料、夹紧、镦锻和退料四个阶段，见图5-4。

（1）送料阶段 这时活动凹模与固定凹模处于分开状态，把加热好的棒料放在固定凹模内，用前挡料杆（或后定料装置）控制送料长度，此时曲轴停止在后死点位置，见图5-4I。

（2）夹紧阶段 踩下脚踏板，制动器松开离合器结合，随着曲轴的旋转，当凸模尚未与棒料接触之前（即主滑块进行空行程时），活动凹模与固定凹模就闭合而将棒料夹紧。前挡料杆迅速离开工作位置，见图5-4Ⅱ。

（3）镦锻阶段 随着曲轴继续旋转到使凸模与棒料接触时起，直到曲轴旋转到前死点止，即为镦锻阶段。它必须在主滑块的有效行程内完成，见图5-4Ⅲ。

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图5-4 平锻机工作过程

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ—工作过程的各个位置 1—坯料（棒料） 2—固定凹模 3—固定凹模模座 4—挡板 5—横滑块 6—活动凹模 7—凸模

（4）退料阶段 随着曲轴继续旋转，当主滑块返回一定行程，活动凹模才开始退回，并回到原来位置；同时前挡料杆也恢复到工作位置。离合器松开，制动器刹车，曲轴停止在后死点上，取出锻件，见图5-4Ⅳ。若锻件还需进行其他工步时，可移到下一个型槽中，重复以上的操作过程进行镦锻。

平锻优点：

1）由于在平锻机上的凹凸模是沿着水平方向排列的，以及锻模上具备两个分型平面（右凹模与左凹模间的分型平面，凹模体与凸模体间的分型平面），所以能够模锻带有很长杆部的组件、穿孔的锻件、凹挡锻件或两个以上间隔距离相当大的粗大部分的锻件，且模锻斜度很小，甚至不带斜度。

2）在平锻机上可进行无飞边的模锻或者所产生的飞边极小，还可以靠着模锻出深孔的方法来节省金属。

3）在平锻机上制造具有通孔的锻件（Ⅱ组）与某些具有盲孔的锻件时，锻件可直接在平锻机锻模中从棒上脱落，故可以采用长的棒料来锻压，省去剪切棒料的工序。

4）良好的纤维组织。

5）平锻机的凹凸锻模普遍使用镶块。

6）平锻机上工作的劳动条件比在模锻锤上好。

7）采用电加热配合着机械化的输送棒料，以及棒料在型槽之间进行机械化移动实现。

平锻缺点：

1）靠棒料长度来确定体积：试锻一批锻件之后，将挡板确定并固定下来，模锻工在锻打每个锻件之后，不能够随意移动挡板的位置。

2）为防止凹模中的棒料夹不紧，棒料被部分推出，需要采用公差尽可能小的高精度轧材。在某些情况下，甚至采用冷拔的金属。

3）与压力机一样，平锻时坯料表面氧化皮不易清除，要求平锻前须清除氧化皮，或采用电加热——感应加热或接触加热。

4）对非回转体、中心不对称的锻件，较难锻造，适应性较差。

5）平锻孔类锻件时，剩余料头较多，应该充分利用，否则会使材料消耗增大。

针对上述缺点，可采取以下措施：

1）采用长的棒料（约4m）作为原坯料。

2）夹紧型槽的装置应尽可能地缩短长度，采用凹凸不平的型槽表面。

3）利用料头作为坯料来模锻或锻造各种锻锻件。