快锻工艺过程及设备控制

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1、快锻机1工艺过程及设备简介钢锭车把烧好的钢锭送到操作车前，通过的操作车前后移动、夹钳旋转及左右移动等动 作把夹钳伸到适当位置夹住钢锭，并送到选择的下锻模上，通过锻压机升降及操作车的前 后移动及夹钳旋转把钢锭锻压成材。快锻主要完成快下、压下、返程的工艺过程，快锻行程 一般不超过30mm ,锻件的变形量一般控制在5mm内。压机是由压机本体（包括移动工作台、移砧工作台、砧库、快速换上砧装置）；液压传 动系统；5t有轨锻造操作机；送料回转小车；电控、微机控制系统；操纵监控、尺寸检测 装置；公用设施等组成。快锻机系统的控制设备主要包括锻压机、左右钢锭车、左右操作车、 锻模箱、上下锻模及主副油泵等。快锻压

2、机为油泵直接传动系统，油泵输出的油液直接供给 压机的主缸和回程缸，锻件的变形抗力与油泵输出的压力有关，压力输出的大小与电动机 输出功率的大小有关。快锻压机的工作是靠静压作用在锻件上，最大压下量为100 mm，锻透性比较好，对钢 锭心部偏析、碳化物、树枝结晶易于击碎、汽泡、缩孔易焊合，与锤相比提高了锻件的内部 质量，提高了锻件的整体合格率，降低了材料消耗。锻件的变形（快锻压机的输出能力）与 锻件高度尺寸无关（其尺寸在行程范围内即可），因此，采用快锻压机的锻造，减少了锻件 的加热次数，并缩短了炉内锻件的保温时间，大大降低了锻件加热的能源消耗。2控制系统的功能介绍（1）工作电机的启动：电机启动分为手

3、动启动和自动启动两种方式。手动方式时，可对 任一电机单独启动，这种功能主要用于检修。自动方式时，电机按充油泵电机、油箱过滤泵 电机、主电机（M101、M102、M103、M104、M105）和辅泵电机通过减电流的方法依次强迫运 行。为保证给主油泵吸入预充油，每个主泵设有一压力开关，保证预充油压力在O.IMPa以上 时主电机才能启动。主电机设有温度保护，当温度超过45C时强迫停止电机运行。（2）现场键盘功能：快锻机的操作较为复杂，对操作工的要求很高。出于操作工操作方 便和操作实时性的考虑，保留了原控制系统使用的现场键盘。现场键盘嵌入在操作台上。现 场键盘分为左右两部分，共100个键。现场键盘的功

4、能主要为：切换操作画面，设定锻压机 各个部分的工作方式、工艺参数等。现场键盘的按键经键盘处理模块处理成PLC的数字量信 号（操作键盘的100个键对应PLC的16个数字量信号），再由PLC程序进行处理，生成相应的动 作。为了应急，在上位机上作了屏幕键盘，其布局与现场键盘一模一样。通过工控机的鼠标 可以在屏幕键盘和现场键盘间相互切换，在切换到屏幕键盘后，可用鼠标完成所有现场键 盘功能。（3）锻压机控制：锻压机压力始终为32MPa，其锻压位置由安装在相应位置的编码器检测。根据每次下压尺寸的不同，压机进行重复锻压，锻压过程主要分成三步：加压下压、设 定点卸压和压机回程。在主泵已启动的前提条件下，锻压机

5、可进入运行状态。锻压机的锻压 力始终是相同的，上下锻压速度可在键盘上预选。锻压机共有手动控制、半自动控制、自动 锻压、自动平稳（锻平）快锻、程序锻压、行程测量等六种控制方式。手动控制：压机的工作 行程由控制杆偏转和偏转的时间而定。半自动控制：压机按预先不变输入完成一个工作行 程。自动锻压：压机自动完成独立工作行程。自动平稳（锻平）快锻：这种方式是为精锻操作 选择的短行程快速锻造。程序锻压：锻压程序参数可输入，并从控制系统数据装置读出，用于较大锻件的反复锻压，并可由手动干预。行程测量：在无压力状态下，测量锻件的 初始尺寸。（4）操作车控制：分东、西两个操作车。操作车主要用来调整钢锭位置，保证钢锭

6、能移 动并翻转到合适的锻压位置。通过控制台按钮可选择对一个操作车控制，还是对两个操作车同时控制。在同时控制时，两台操作车联动，执行同样动作，并以左车为主。在适当位置安 装了传感器可对操作车的位置、夹钳的旋转角度、横梁位置进行检测。操作车具有前后移动, 夹钳正反转、前提、后提，横梁侧移、平移等功能，并可利用操作键盘对以上工作设置5种 不同的速度。若控制线路故障，可由转换开关转换紧急控制，使操纵器的操作完全由操纵杆 来控制。(5) 钢定车控制：分东、西两个钢锭车。钢锭车用于为快锻机运送原料，其旋转和行走 以两个方向两种速度来完成。(6) 锻模控制：锻压一根料，根据工艺要求需更换各种不同的下锻模。下

7、锻模共有四个, 并安装在下模具箱上，下模具箱可左右移动。在自动方式下，可以自动完成下模具箱的横向 移动，并使选中的下锻模自动纵移到锻压位置。在手动方式下，当选择下锻模后，通过锻模 箱移动使下锻模移动到前后移动导槽，并向前移动到锻压位置。下锻模前后移动导轨上装有 编码器，通过编码器的位置反馈可实现下锻模的自动加速、减速及停车。上锻模有旋转和夹 紧功能，并能通过程序自动锁定。根据锻压成品的不同形状，通过开关选择、利用限位可使 上锻模处于与下锻模平行或十字交叉位置并自动锁定，保证锻压过程中不会松动。随着现代化工业的迅速发展，人们对液压机的锻造速度和精度提出了越来越高的要求。 传统液压机快锻过程中，只

8、有12.74 %的能量转化为金属塑性变形功,74.4 %的能量消耗在液 压系统各个阀的节流上，因此研究新型的快锻回路时，应考虑在不影响系统动静态特性的同 时尽量降低系统能耗。附：快速锻造液压机结构快速锻造液压机采用整体框架下拉式结构，如图1所示.液压油缸驱动整个机架做上 下往复运动，从而带动上砧运动，完成金属的塑性变形工艺由于采用下拉式结构，整个设备的稳定性好同时工作缸在地面 而且系统控制是软件设计的关键，完设备重心低，在高速锻造和偏心载荷的连续作用下， 以下，地上部分少，因此不仅有利于液压油的安全， 成对压机和操作机的闭环控制.图1液压机结构示意图Fig. 1 Structure of hy

9、draulicp ress快锻机是指锻压速度接近于汽锤的液压机。压力为5003000吨，但以10002000吨 为多。每分钟锻压次数可达80120次。快锻液压机一般采用双柱或四柱下拉式结构，液 压系统部件的动作灵敏、快速。液压机通过计算机控制活动横梁的压下量与行程，同时也将 液压机与操作车连锁操纵。现在已发展到锻压过程控制，生产坯料尺寸精度可达12mm。50年代开始研制快锻液压机。当时搜企网，新型合金材料不断出现，这些材料塑性差， 变形抗力大，热加工温度范围窄，要求锻压设备能力大、速度快，这在一般的锻压水压机和 汽锤都不能兼具这两个条件造车网版权所有，而快锻液压机却能够兼具，因此，在6070 年代得到很大发展，几乎代替了 3000吨以下的锻压水压机。中国从60年代也开始试制了 500吨、630吨和2000吨几种快锻液压机。快锻液压机广 泛用于机械制造业，也用于特殊钢及钛合金生产中。为了扩大品种、提高质量，快锻液压机 已成为现代化特殊钢厂的必备装备，对耐热合金、不锈钢、高速钢、模具钢等材料都能加工； 它可生产较大规格的方、圆、扁坯锻材和盘件、环件、炮筒、炮尾座及各种自由锻件金属加 工网，宜于多品种小批量的生产；它与精锻机联合作业，还可生产大型管坯、车轴等产品。