许才华
中车沈阳机车车辆有限公司???辽宁??110142
摘要：近年来我国综合国力的不断增强，工业的迅猛发展，涌现出大量的工业企业。锻造的工艺是我国前沿高新锻造技术中的重要种类，通常应用于我国的汽车制造、能源开采、建筑工程、航空航天以及兵器弹药等行业中，不仅能够有效精简零件生产所需步骤和时间，并能有效节约成本，以此提高我国零件生产工业的综合竞争力。本文就锻造设备与模具寿命展开探讨。
关键词：锻造；工艺；设备；发展
引言
模具是保证模锻产品质量的核心因素之一，模具的劣化直接影响着产品的质量。正因如此，控制模具寿命成了控制产品质量的要点。质量预防是质量管理的主要目的，将不良品遏制于未发之时是质量管理的重要精神。正因如此，通过控制模具寿命防止由于模具劣化而带来不良是模锻过程中最常见的质量预防手段。
1锻造设备的分类
锻造设备有多种分类方法,文中根据与使用密切相关的载荷、能量和工作行程特点进行如下分类。（1）能量限定型设备。锻锤(砧座锤和对击锤)的锻造能力决定于锤头的动能,锤头无固定下死点,框架仅作为支撑并给锤头以导向,在锻造过程中基本上不承受锻造力,称为能量限定机器。（2）载荷限定型设备。液压机完成锻造工序的能力主要受其发出最大载荷的限制,活动横梁无固定下死点,在锻造过程中立柱或框架承受全部锻造载荷,称为载荷限定机器。（3）行程-载荷限定设备。机械压力机和平锻机属于曲柄机械,这类机器的行程理论上固定为曲柄半径的2倍或在空程时行程为一常数,因此,从理论上或宏观上(厘米级)看属于行程限定机器,其锻造能力是用压力机不同行程位置上的有效载荷表示,是按需供应载荷的机器,精确地说应该是行程-载荷限定机器。行程-载荷限定有2层涵义：压力机每个行程位置的载荷是限定的；压力机的总行程在理论上是限定的。（4）能量-载荷限定设备。摩擦传动、电动和液压传动的螺旋压力机采用螺旋传动,称为惯性螺旋压力机。其工作原理与锻锤相似,滑块无固定下死点,也是能量限定机器,但这类设备又类似于液压机和机械压力机,在锻造过程中其框架承受全部锻造载荷,因此,精确地说应该是能量-载荷限定机器。（5）能量-载荷-行程限定设备。离合器式螺旋压力机可在全行程范围内预选打击能量,在锻造过程中框架也承受全部锻造载荷,滑块无固定下死点,这一点与惯性螺旋压力机相似,同时也可预选载荷和行程,可以称为能量-载荷-行程限定机器。
2不同型号锻造设备对锻造模具寿命的影响分析
对现场或工程有经验的人应该都知道，设备对于模具寿命是有影响的，比如同一种产品，在1000t设备上生产和在3000t设备上生产，模具寿命会有显著差异。通过对某产品2018～2019年某时段内分别在300t锻造设备和600t锻造设备生产的模具寿命数据的整理，选取同种模具、同种失效形式的模具寿命数据进行统计分析(注：这些数据均来自于同品号、同种表面处理、同材质的模具)，数据整理分析后结果如图1所示。从图1中不难看出，该产品在300t和在600t上生产时，被研究的模具寿命显著不同。为了量化两者不同，分别对寿命达到2000件、4000件、6000件、8000件、10000件时模具仍未失效的概率（简称生存概率）进行了估计，估计的结果见表1。从表1中，我们可以看到悬殊的差距，而这个时间段的数据告诉我们，设备的型号有可能对模具寿命的影响是十分显著的。而通过对其他产品的数据分析，也得到了同样的结果。限于篇幅原因，此处暂时省略其他产品研究的相关细节。
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3典型锻造工艺装备探究
发动机轴件、复杂齿轮等变形程度较大的精密锻件成型设备。室内大型工业零件成型精度要求非常高，所需变形能量也大，采用传统空气锤进行模具锻造，精度差，零件合格率低，人工工作误差大，产生噪声与环境污染。使用热膜锻造压力机，可以直接解决精度问题，非常适合大批量生产这类大型锻造零件，但是投资巨大，如果没有大量订单进行后期成本回本，也不经济。同时压力机的压力不能进行随意挑选，要事先进行设定，也不能进行延伸处理。对于材料要求也高，材料需要进行相应耐热，不允许产生氧化皮等。设备操作和模具不能超负荷使用，因为有可能中断生产等，可能损坏模具，造成曲轴变化。工具停留时间长，造成模具使用寿命短，而且传统的压入方式也会产生误差。因此现在许多对于精度要求高的企业，包括军工生产企业使用离合螺旋压力机锻造这类工件。螺旋式螺旋压力机是大型锻造精密模锻设备的发展方向，吸收了许多模锻设备的优点。离合式螺旋压力机打击能力较于传统的螺旋压力机更高，惯量全程由计算机进行控制。滑块经过一段驱动行程后达到最大速度，提供很高的能量值。热模段曲柄压力机与摩擦压力机损失许多能量，增加能耗输出，离合式螺旋压力机可以输出更多的有效能量，在同等能量的投入下，输出能量为传统压力机的两倍，因此也作为高能压力机。离合式螺旋压力机可以在很多不同位置上都能输出最大能量。设计模具时可以根据需求进行自由定制，很大程度上不会受到模具高度以及宽度的限制。
4精密锻造设备发展趋势
（1）工件质量进一步提高。在零部件的精密锻造过程中，由于各个工序之间所产生的压力较大，其所使用的模具、生产设备以及工业零部件本身都有可能产生弹性变形，这是无法避免的，但这一现象的产生会不利于所锻造工件的精密程度。随着我国社会的不断进步和发展，各种多样化行业层出不穷，其所需设备用途的不同又导致了对于机械零部件的要求也各不相同，这就意味着单一死板的工艺生产方式不能满足全部要求。根据实际情况的差异，研究多样化的零部件生产加工技术，并将这些工艺方法有机结合，相互协作，使得生产出的机械零部件应用范围更加广泛，有效提高所得工件质量。（2）工件的加工形态更加多样化。随着我国的生产制造行业不断向着高新技术方向发展，许多机械零部件的形式也越来越多种多样，两极化形态的机械零部件加工技术也得到了长足的进步。许多形态微小且操作空间极窄的微型机电系统，越来越受到人们的关注，并且开始广泛应用于医疗研究和生物科学等高科技行业，这使得人们更多的将焦点集中于超微型机械零部件的加工处理。（3）采用新型多元化材料。在我国的机械零部件传统制造工业中，一般选择的制作原材料通常是以黑色的金属为主，随着社会各行业对生产加工器械的各方面要求不断提高，单一的材料组成已经无法满足机器零部件的生产，我国的零部件生产行业对原材料的选择逐渐向着新型多元化发展。
结语
我国锻造厂家多且设备数量巨大，每年的锻造工件需求量也很大，但总体上技术水平不高。许多老式锻造设备是中小锻造企业的主要设备。精密锻造工件的需求量逐年稳步上升，落后的设备制约我国工业水平的发展以及工程效率。目前非常需要新设备更新换代，包括一些精密锻造工件的企业。随着市场经济不断发展，迫切需要制造新型节能高质量的锻造设备。
参考文献
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