蒸汽-空气模锻锤的工作循环和配气操纵机构优化方案

图3-3-9 蒸汽-空气模锻锤

1—砧座 2—模座 3—下模 4—立柱 5—导轨 6—锤杆 7—活塞 8—气缸 9—保险缸 10—滑阀 11—节气阀 12—气缸底板 13—曲杆 14—杠杆 15—锤头 16—踏板

（一）工艺操作特点和工作循环的配置

模锻锤上进行的多模槽模锻是镦粗、拔长等制坯工序与预锻、终锻工序的组合，要求锤头动作灵敏、快速及易于调节打击轻重，因此，蒸汽-空气模锻锤工作循环的配置如图3-3-10所示。除了能进行单次打击和连续打击以外，还用摆动循环代替锤头悬空。所谓摆动循环，就是当放松脚踏板后，锤头在距下模200～500mm高度上方上下往复运动，以便工人操作和翻转锻件。

图3-3-10 蒸汽-空气有砧座模锻锤工作循环示意图

a）摆动循环 b）连续打击 c）单次打击 1—锤头最上位置 2—锤头最下位置

用摆动循环代替锤头悬空主要是为了：

1.防止打击能量不足

自由锻锤长时间悬空是靠滑阀阀芯上、下遮盖面上的小沟槽使气缸上腔排气、下腔补气来实现的。当由悬空转入打击循环时，上腔气压由低变高、下腔气压由高变低，这使得从悬空转入第一次打击的打击能量不能达到最大值。而模锻工艺要求，锻坯在终锻型槽里的第一次打击，打击能量要尽可能地大。在摆动循环中，在锤头向上运动时，气缸上腔先排气后压缩再进气，下腔先进气后膨胀再排气，锤头到达上顶点时，上腔气压很高，下腔气压很低，这与静止的悬空状态恰好相反。如果此时踩下脚踏板，可以得到最大的打击能量，显示出摆动循环特有的优越性。

2.易于调节打击能量

在进行制坯工序时，模锻锤打击能量要迅速和大范围地调节。锻锤的打击能量与锤头所走的行程大小密切相关，采用摆动循环时，锤头在行程上方的位置随时都是变化的，当锤头摆动到较低位置时踩下脚踏板，可以得到较轻的打击，当锤头摆到较高位置踩下脚踏板，可以得到较重的打击。有了摆动循环，就可灵活调节打击能量。

（二）蒸汽-空气模锻锤的工作循环分析

为了满足多模槽模锻的工艺要求，实现上述的工作循环，蒸汽-空气模锻锤采用如图3-3-11所示的操纵机构。模锻锤采用脚踏板操纵。模锻工用手操作锻件，用脚操纵锤头动作，只有10t以上模锻锤因锻件较重，才设司锤工。(www.xing528.com)

图3-3-11 模锻锤配气操纵机构

1—拉杆 2—曲杆 3—锤头 4—手柄 5—踏板

模锻锤脚踏板可同时带动滑阀和节气阀。当脚踏板踩下时，节气阀全部打开，脚踏板松开时，节气阀关小一半。由于在操纵滑阀控制进气量的同时，还可以改变节气阀开口的大小控制进气压力，即所谓能同时进行数量和质量的双重调节，因而能更加灵活地控制模锻锤的打击轻重。

采用图3-3-11所示的操纵机构，实现图3-3-12所示的滑阀位置图，就能实现摆动、打击等工作循环，打击又分单次打击和连续打击。

1.摆动循环

模锻锤工作前锤头落在下模上，脚踏板处于水平位置，节气阀处于关闭位置，滑阀处于最低位置（图3-3-12a）。开锤时，首先转动节气阀手柄，使节气阀稍微打开，蒸汽经滑阀套下窗口进入气缸下腔，而上腔经滑阀套上窗口排气，锤头提升。由锤头3、曲杆2、拉杆1组成的机械随动机构的联动关系，当锤头向上走全行程H_m时，滑阀上升h_m距离，达到图3-3-12b位，此时，气缸上腔经历排气、压缩、提前进气，气缸下腔经历进气、膨胀、提前排气、锤头开始向下运动，与此同时，滑阀在自重、弹簧和机械随动机构作用下也向下移动，当锤头向下走（H_m-H_n）距离时（见图3-3-10），滑阀相应下移（h_m-h_n），到达图3-3-12c位。这时气缸下腔又进气、上腔排气，锤头又上升。由此可见，由锤头、曲杆2、拉杆1所组成的机械随动机构的作用，滑阀的工作位置为b→c→b→c……就能实现锤头在上面不断摆动的摆动循环。通过调节节气阀开口量的大小可调节摆动行程，开口量大摆动行程则大，反之则小。

图3-3-12 模锻锤滑阀位置图

2.打击

模锻锤的打击是靠踩下脚踏板来实现的。当锤头在最高位置时，滑阀处于图3-3-12b位，此时踩下脚踏板，滑阀又上升h₁高度，到达图3-3-12d位，上腔进气、下腔排气，锤头向下运动进行打击。打击时在机械随动机构作用下，滑阀又降到图3-3-12e位，松开脚踏板，滑阀又回到图3-3-12a位，锤头转入向上行程。当锤头接近行程上死点时，再踩下脚踏板，即可进行第二次打击。如此连续进行，就能实现连续打击。若不踩脚踏板，就转入摆动循环，完成单次打击。

由图3-3-12可看出，滑阀上升量h₁越大，尽管随动机构能带动滑阀下降h_m，但上下窗未被遮住，因而，上腔一直进气、下腔一直排气，可得到最重的打击。可见，模锻锤也可以改变脚踏板的压下量，实现轻重不同的打击，压下量越大，打击能量则越大，反之则越小。

模锻锤除上述动作外，也能实现悬空，以便安装和调整模具。开锤时，转动节气阀手柄使节气阀稍微打开，锤头抬起，待锤头上升到一定高度时将节气阀关小，使进入下腔的气体刚好能支持落下部分的重量，而不能使锤头上升，锤头就保持不动。

模锻锤工作结束后，松开脚踏板，将节气阀转到关闭位置，锤头就慢慢落到下模上。