一、模鍛錘
模鍛錘是在中批量或大批量生產(chǎn)條件下進行各種模鍛件生產(chǎn)的鍛造設備，可進行多型模鍛，由于它具有結(jié)構簡單、生產(chǎn)率高、造價低廉和適應模鍛工藝要求等特點，因此它是常用的鍛造設備。
鍛錘在現(xiàn)代鍛造工業(yè)中的地位取決于如下幾個方面：
（1） 結(jié)構簡單，維護費用低；
（2） 操作方便，靈活性強；
（3） 模鍛錘可進行多模鏜鍛造，無需配備預鍛設備，萬能性強；
（4） 成形速度快，對不同類別的鍛件適應性強；
（5） 設備投資少（僅為熱模鍛壓力機投資的1/4）。
模鍛錘與其它成形設備的比較如下：
鍛錘的特出優(yōu)點在于打擊速度快，特別適合要求高速變形來充填模具的場合。由于鍛錘速度快，模具接觸時間短，有利于重量相對小、形狀輕薄、冷卻特別快的零件的成形，有利于模具壽命的提高。
鍛錘用于鍛制帶有薄筋板、形狀復雜的而且有重量公差要求的鍛件，它的性能和經(jīng)濟優(yōu)勢將得到充分體現(xiàn)。鍛錘仍是鍛造工業(yè)最好的設備，特別適合多品種、小批量生產(chǎn)。
經(jīng)驗公式：
G = (3.5～6.3) KF總
公式中：
G ——模鍛錘噸位(Kg)；
K ——鋼種系數(shù)（低碳鋼為0.9；中碳鋼和低碳合金鋼為1；中碳低合金鋼為1.1；高合金結(jié)構鋼為1.25）；
F ——鍛件平面圖總變形面積（包括連皮及飛邊）(cm2)。
當生產(chǎn)批量很大，要求較高的生產(chǎn)率時，公式取上限數(shù)值6.3，而下限3.5用于能進行曲終鍛工步并且生產(chǎn)率不很高的情況。
二、摩擦壓力機
摩擦壓力機適用于模鍛、鐓鍛、精壓、校正、切邊、彎曲等工序。但由于摩擦壓力機的平均偏載能力遠小于熱模鍛壓力機和鍛錘。因此，摩擦壓力機不適合一次加熱完成幾道工序（如去除氧化皮，預鍛和切邊）。所以，當采用摩擦壓力機終鍛時，需要用另外的設備完成輔助工序。
摩擦壓力機模鍛的工藝特點是由設備的性能決定的。由于摩擦壓力機具有模鍛錘和熱模鍛壓力機的雙重工作特性，即在工作過程中有一定的沖擊作用；滑塊行程不固定；設備帶頂料裝置；鍛件形成中滑塊和工作臺之間所受的力由壓力機的框架結(jié)構所承受等。所以，摩擦壓力機模鍛有如下特點：
（1） 摩擦壓力機滑塊行程速度較慢，略帶沖擊性，可以在一個型槽內(nèi)進行多次打擊變形。所以，它可以為大變形工序（如鐓粗、擠壓）提供大的變形能量，也可以為小變形的工序（如精壓、壓?。┨峁┹^大的變形力。
（2） 由于滑塊行程不固定并設有頂料裝置，很適于無飛邊模鍛及長桿類鍛件的鐓鍛，用于擠壓和切邊工序時，須在模具上增設限制行程裝置。
（3） 摩擦壓力機承受偏心載荷的能力較差，通常用于單型槽模鍛，制坯一般在其它輔助設備上進行。也可在偏心力不大的情況下布置兩個型槽，如壓彎 —— 終鍛或鐓粗 —— 終鍛。
摩擦壓力機模鍛也受設備噸位、工作速度低和配備輔助設備制坯等不利因素的限制，一般用于中小型鍛件的中小批量生產(chǎn)。
摩擦壓力機靠打擊能量進行工作，其工作特性與模鍛錘相似，壓力機滑塊行程不固定，可允許在最低位置前任意位置回程，根據(jù)鍛件所需變形功的大小，可控制打擊能量和打擊次數(shù)。但摩擦壓力機模鍛時，鍛件成形的變形抗力是由床身封閉系統(tǒng)的彈性變形來平衡的，它的結(jié)構特點又與熱模鍛壓力機相似。所以它是介于鍛錘和熱模鍛壓力機之間的一種模鍛設備，有一定的超載能力。選擇摩擦壓力機的噸位必須適應其特性。
選擇摩擦壓力機的噸位的計算公式如下：
（1） P = p/q = (64～73) F/q
公式中：
P —— 摩擦壓力機噸位(KN)；
p —— 模鍛所需變形力(KN)；
F —— 鍛件連同飛邊的投影面積(cm2)；
(64～73) —— 復雜鍛件系數(shù)取73，簡單件取64；
q —— 是一個變形系數(shù)，按摩擦壓力機模鍛中的行程和變形功可分為：
①鍛件需要大的變形行程、變形量和變形功進行模鍛時，q = 0.9～1.1；
②鍛件需要較小的變形行程和變形功進行模鍛時q = 1.3；
③鍛件只需要很小的變形行程，但需要很大的變形力進行精壓時q = 1.6。
（2） P = (17.5～28) K·F總(KN)
公式中：
P —— 摩擦壓力機噸位(KN)；
F —— 鍛件連同飛邊的總投影面積(cm2)；
K —— 鋼種系數(shù)，參照第三單元設備噸位計算一節(jié)；
(17.5～28) —— 系數(shù)28用于變形困難(如擠壓變形，有飛邊變形等)及生產(chǎn)率高的條件之下，反之取17.5。
上式適用于錘擊2～3次成形時所需設備的噸位計算。如果需一次錘擊成形應按計算增大一倍。
三、熱模鍛壓力機
熱模鍛壓力機上模鍛的特性是受壓力機本身結(jié)構特點所決定的。
具有如下特點：
（1） 機架和曲柄連桿機構的剛性大，工作中彈性變形小。
（2） 滑塊具有附加導向的象鼻形結(jié)構，從而增加滑塊的導向長度，提高了導向精度。
（3） 壓力機的工作行程固定，一次行程完成一個工步。
（4） 設有自動頂出裝置。
根據(jù)模鍛壓力機的工作特性，模鍛工藝具有如下特點：
（1） 與模鍛錘相比，熱模鍛壓力機滑塊行程一定，速度慢。在一次行程中，坯料就能完成預定的變形。所以，變形中坯料中部變形大而易向水平方向劇烈流動，形成很大飛邊，造成型槽深處金屬不容易充滿。同時比錘上模鍛更容易產(chǎn)生折疊，這對于橫截面形狀復雜的鍛件更為突出。為了在壓力機上順利地鍛出這類鍛件，必須采用制坯工步，使坯料接近鍛件形狀，因而要求正確設計模鍛工步。
（2） 模鍛錘錘頭每分鐘行程次數(shù)多，并可根據(jù)坯料變形的要求控制錘擊輕重。對鍛件拔長，滾壓等到工步操作方便。熱模鍛壓力機進行拔長滾擠工步則比較困難，因此對于橫截面相差很大的長桿類制坯件，需要采用拔長，滾擠時需借助其它設備如空氣錘、輥鍛機、平鍛機等進行制坯。
（3） 在錘上模鍛時，坯料表面的氧化皮比較容易被打落吹掉，熱模鍛壓力機上模鍛則較困難，尤其是坯料上下兩端面的氧化皮容易壓入鍛件表層。因此必須使用電加熱及其它少無氧化的加熱方法。
（4） 由于熱模鍛壓力機導向精度高，并采用帶有導向裝置的組合模，所以能鍛出精度較高的鍛件。各個工步的型槽制作在更換方便的鑲塊上，并用緊固螺釘緊固在通用模架上。工作時上下模塊不產(chǎn)生對擊。鑲塊模的尺寸比錘上用模小得多，從而有效地節(jié)約了模具材料。而且鑲塊模的制造、使用、修理也方便得多。
（5） 充分地運用熱模鍛壓力機特性，模鍛中可以得到精度較高的鍛件，鍛件機械加工余量的平均值在0.4～2 mm范圍內(nèi)，較錘上模鍛件小30～50 %，公差也相應減少，一般為0.2～0.5 mm。還可有效地提高鍛件的材料利用率和勞動生產(chǎn)率。
熱模鍛壓力機噸位的確定是根據(jù)鍛件終時的最大變形抗力來計算確定的。
鍛造壓力P可按下列經(jīng)驗公式進行計算：
P = (64～73) KF
公式中：
F —— 包括飛邊橋部在內(nèi)的鍛件投影面積 (cm2)；
K—— 鋼種系數(shù)，參照第三單元設備噸位選擇內(nèi)容。
對于外形簡單，圓面較大，筋厚而低，以及壁較厚的鍛件，復雜系數(shù)取小值，反之取大值
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各設備相關比較 |
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參 數(shù) 名 稱 |
蒸汽錘 |
螺旋壓力機 |
曲柄壓力機 |
中機程控鍛錘 |
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打擊速度(m/s) |
4～7 |
0.6～0.8 |
0.3～0.7 |
4～6 |
|
冷擊時間(ms) |
2～3 |
30～60 |
30～60 |
2～3 |
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成形接觸時間(ms) |
5～15 |
30～150 |
80～120 |
5～15 |
|
打擊頻率 |
80～100 |
6～15 |
40～80 |
80～110 |
|
靈活性 |
好 |
差 |
差 |
好 |
|
投資比例 |
1 |
1～2 |
4 |
1 |
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適應性 |
多品種小批量 |
單一零件大批量 |
單一零件大批量 |
多品種小批量 |
|
結(jié)構復雜 |
最簡單 |
一般 |
最復雜 |
簡單 |
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自動化程度 |
差 |
差 |
好 |
好 |
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鍛造原理 |
小能量多次錘擊成形 |
一次沖擊壓力成形 |
靜壓力成形 |
小能量多次錘擊成形 |
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工作精度 |
差 |
差 |
高 |
高 |
|
能源消耗比較 |
15 |
2～3 |
3 |
1 |
鍛件在選擇相似設備能力鍛造時，鍛壓設備能力間的換算關系為：1t模鍛錘（雙作用錘）相當于(1.5～1.8) t單作用模鍛錘，相當于10000 KN熱模鍛壓力機，相當于3500～4000 KN摩擦壓力機。
