自由锻造所需的设备和工具

常用的自由锻设备有空气锤、蒸汽—空气锤和水压机等。其中空气锤使用灵活，操作方便，是生产小型锻件最常用的自由锻设备。

1.空气锤

空气锤是生产小型锻件及胎膜锻造的最常用的自由锻设备，其结构主要由锤身（单柱式）、双缸（压缩缸和工作缸）、传动机构、操纵机构、落下部分和锤砧等几个部分组成。

图3－5为空气锤的工作原理，电动机7经过一级带轮减速机构6减速，通过连杆16，使压缩活塞15在压缩缸3内做往复运动，使其产生的压缩空气进入工作缸1，使锤杆做上下运动以完成各项工作。

图3－5　空气锤

（a）外形图 （b）工作原理
1－工作缸；2、17、18－旋阀；3－压缩缸（锤身内部）；4－手柄；5－锤身；6－减速机构；7－电动机8－脚踏杆；9－砧座；10－砧垫；11－下砧块；12－上砧块；13－锤杆；14－工作活塞；15－压缩活塞；16－连杆

空气锤将电能转化为压缩空气的压力能来产生打击力。空气锤的规格是以落下部分（包括工作活塞、锤杆和上砧铁）的质量来表示的。例如，150 kg空气锤就是指锤的落下部分质量为150 kg。锻锤的打击力大约是落下部分质量的100倍。常用的空气锤规格为65～750 kg，可以根据锻件的质量和尺寸合理选用。

2.蒸汽—空气锤

蒸汽—空气锤是以蒸汽或压缩空气作为工作介质驱动锤头上下运动，对坯料进行打击的常用自由锻设备。图3－6为双柱拱式蒸汽—空气锤，其工作原理是通过操纵手柄4控制滑阀，使气体进入工作汽缸1的上下腔并推动活塞上下运动，实现锤头上悬、下压、单打或连续打击等动作。蒸汽—空气锤自身不带动力装置，需蒸汽锅炉向其提供具有一定压力的蒸汽，或由空气压缩机向其提供压缩空气，其锻造能力明显大于空气锤，一般为1～5 t，所以常用于大、中型锻件的锻造生产。

3.水压机

液压机常用来锻造大型锻件，水压机是最常用的一种，如图3－7所示。水压机不依靠冲击力，而靠静压力使坯料变形，工作平稳，因此，工作时振动小，不需要笨重的砧座；锻件变形速度低，变形均匀，易将锻件锻透，使整个截面呈细晶粒化，从而改善和提高了锻件的力学性能，容易获得大的工作行程，并能在行程的任何位置进行锻压，劳动条件较好。但由于水压机主体庞大，并需配备供水和操纵系统，故造价较高。水压机的压力大，其规格为500～12 500 t，能锻造1～300 t的大型、重型坯料。(www.xing528.com)

图3－6　双柱拱式蒸汽—空气锤

1－工作汽缸；2－落下部分；3－机架；4－操纵手柄；5－砧座

图3－7　水压机

1－下横梁；2－立柱；3－活动横梁；4－上横梁；5－工作柱塞；6－工作缸；7－回程柱塞；8－回程缸；9－上砧；10－下砧；11－回程横梁；12－拉杆

4.自由锻工具

常用的自由锻工具按功能可分为支持工具、夹持工具、衬垫工具、打击工具和测量工具等，部分工具如图3－8所示。

图3－8　常用自由锻工具

（a）垫环 （b）刻模 （c）压铁 （d）摔子 （e）剁刀 （f）测量工具