锻锤

锻压设备

利用气压或液压等传动机构使落下部分（活塞、锤杆、锤头、上砧（或上模块），产生运动并积累动能，在极短的时间施加给锻件，使之获得塑性变形能，完成各种锻压工艺的锻压机械称为锻锤。锤头打击固定砧座的为有砧座锤；上下锤头对击的对击锤为无砧座锤。

介绍

锻锤是锻压设备中应用最广泛的一种。锻锤是由重锤落下或加工外力使其高速运动产生动能对坯料做功，使之发生塑性变形的机械。锻锤是最常见、历史最悠久的锻压机械，它结构简单、工作灵活、使用面广、易于维修，适用于自由锻和模锻。但振动较大，较难实现自动化生产。

工作原理：利用蒸汽、液压等传动机械使落下部分（活塞、锤杆、上钻、模块）产生运动并积累能量，将此动能施加到锻件上，使锻件获得塑性变形能，以完成各种锻压工艺过程。

特点：锻锤结构简单，工艺适应性好，是现今主要的锻造生产设备；锻锤一般分空气锤（蒸汽锤）、对击锤、电液锤等。由于空气锤存在振动大、噪声高的特点，适用于中、小吨位；大吨位锻锤原则用对击锤、电液锤等设备代替。按照用途锻锤可分为自由锻锤、模锻锤等。

工作过程

锻锤以很大的砧座或可动的下锤头作为打击的支承面，在工作行程时，锤头的打击速度瞬间降至零，工作是冲击性的，能产生很大的打击力，通常会引起很大的振动和噪音。

锻锤的规格通常以落下部分的质量来表示，但因它是限能性设备，其确切的性能参数应是打击能量。

锻件在锤上的成形过程是打击过程，可利用力学上的弹性正碰撞理论分析其打击过程的特性。由此可见，锻锤是一种冲击成形设备，工作过程中各主要零部件承受冲击载荷，并有振动传向基础和周围环境，因此，研究锻锤的打击过程、分析锻锤打击效率和打击力是锻锤整机设计及性能分析、零部件强度校核和锻锤振动分析的基础。

打击阶段

锻锤的打击过程分为两个阶段。

第一阶段为加载阶段。打击开始时锤头的速度为V1，砧座的速度V2=0。在此阶段，随着砧块（或模具）彼此接近而致使锻件成形。第一阶段结束时，锤头和砧座达到一致的下沉速度V，这时锻件变形最大，砧座及基础下沉，落下部件的动能转化为锻件的塑性变形能、锤击系统内部的弹性变形能和系统运动的动能。对击锤，上下锤头相互靠拢，这能改善打击时钢带的受力状况。

第二阶段为卸载阶段。第一阶段末锤击系统所具有的弹性变形能在第二阶段释放，导致打击终了后锤头和砧座或上下锤头的反向分离，其速度分别达到U1和U2，此时二者开始分离。有砧座锤砧座以初速度U2的初速度打击基础，严重的地面冲击振动由此产生，无砧座锤上、下锤头是在空中堆积，地面上基本上无冲击振动。

打击力

锻锤是限能量的锻压设备，它的主要性能参数是落下部分的打击能量。但是，对其可能产生的打击力亦应有其度量准则，以满足锻锤零件的强度校核、模具承压面的确定及正确选用和使用设备的需要。

分类

锻锤的种类很多，按打击特性分，有对击锤和有砧座锤；按工艺用途分，有自由锻锤、模锻锤和板料冲压锤；按向下行程时作用在落下部分的力分为单作用锤和双作用锤。单作用锤工作时，落下部分为自由落体；双作用锤在向下行程时，落下部分除受重力作用外，还受压缩空气或液压力的作用，故打击能量较大。通常按驱动形式将锻锤分为以下四类：

蒸汽空气锤

以来自动力站的蒸汽或压缩空气作为工作介质，通过滑阀配汽机构和汽缸驱动落下部分作上下往复运动的锻锤称为蒸汽—空气锤。工作介质通过滑阀配汽机构在工作汽缸内进行各种热力过程，将热力能转换成锻锤落下部分的动能，从而完成锻件变形。

空气锤

空气锤有工作缸和压缩缸，两缸之间由旋阀连通。其工作介质也是压缩空气，它在压缩活塞和工作活塞之间仅起柔性连接作用。电动机通过减速机构带动曲拐轴旋转，驱动压缩活塞作上下往复运动，使被压缩的空气经旋阀进入工作缸的上腔或下腔，驱动落下部分做向下运动进行打击或回程。

机械锤

由电动机驱动，靠机械传动提升锤头的锻锤，统称为机械锤。它是一类主要依靠重力位能实现锻件变形的单作用落锤。根据连接不同，分为夹板锤（或夹杆锤）、弹簧锤和链条锤（或钢丝绳锤）。

液压锤

液压锤是以液压油为工作介质，利用液压传动来带动锤头作上下运动，完成锻压工艺的锻压设备。分气液和纯液压两种驱动形式。气液驱动原理为：在工作前，先向气腔一次充入定量的高压气体（氮气或压缩空气）。借助于下腔压力的改变，对定量的封闭气体进行反复的压缩和膨胀作功，使锤头得到提升和快速下降进行锻击。其工作特点是：油腔进油，锤头提升；油腔排油，锤头下降并进行锻件成形。纯液压式模锻锤的特点是：液压缸下腔通常压；上腔进油，锤头快速下降并进行锻击，上腔排油，锤头提升。

液压锤具有高效、节能、环保的优点，利用气液驱动制成的液压动力头来改造高能耗的蒸—空自由锻锤和模锻锤，在我国已有巨大的发展，特别是8~12t液压自由锻锤的制成并投入使用，在国际上尚属首创，是具有我国自主知识产权的产品。性能更优的快速液压模锻锤我国已有系列产品投放市场，利用纯液压原理制成的液压动力头来改造蒸-空锤的产品也已投入市场。

基础设计

锻锤一般由锤头、砧座及机座组成，砧座与基础问设有垫层，整个锻锤基础放置在地基上。锤头打击固定砧座的为有砧座锤；上下锤头对击的对击锤为无砧座锤。锻锤的规格通常以落下部分的质量来表示，但因它是限能性设备，其确切的性能参数应是打击能量。

锻锤的种类很多，按打击特性分，有对击锤和有砧座锤；按工艺用途分，有自由锻锤、模锻锤和板料冲压锤；按向下行程时作用在落下部分的力分为单作用锤和双作用锤。单作用锤工作时，落下部分为自由落体；双作用锤在向下行程时，落下部分除受重力作用外，还受压缩空气或液压力的作用，故打击能量较大。按驱动形式将锻锤分为蒸汽-空气锤、空气锤、机械锤、液压锤。

锻锤因结构简单、适用性强、便于维修，广泛应用于锻造工厂中，但锻锤在工作中会产生极大的振动，给地基极大的冲击力，因此必须在锻锤下单独建造一个大而坚固的基础，另外还需要将基础的振动值控制在一定范围以内，以避免过大的振动向外传播，影响其他设备的正常使用和厂房、人员的安全。当周围的环境对振动要求严格时，就要采用先进而且有效的隔振技术。图1中a)为双柱式自由锻锤及基础，图1中b)为模锻锤及基础，主要由锤架、落锤、砧块及基础组成。

1、落下部分公称质量及实际重。

2、砧座及锤架重。

3、砧座高度、底面尺寸及砧座顶面对本车间地面的相对标高。

4、锤架底面尺寸及地脚螺栓的形式、直径、长度和位置。

5、落下部分的最大速度或最大行程、汽缸内径、最大进气压力或最大打击能量。6、单臂锤锤架的重心位置。

安全操作要点

(1)锻锤起动前应仔细检查各紧固连接部分的螺栓、螺母、销子等有无松动或断裂，砧块、锤头、锤杆、斜楔等结合情况及是否有裂纹，发现问题，及时解决，并检查润滑给油情况。

(2)空气锤的操纵手柄应放在空行位置，并将定位销插入，然后才能开动，并要空运转3～5分钟。蒸汽一空气自由锻锤在开动前应排除汽缸内冷凝水，工作前还要把排气阀全打开，再稍微打开进气阀，让蒸汽通过气管系统使气阀预热后再把进气阀缓慢地打开，并使活塞上下空走几次。

(3)冬季要对锤杆、锤头与砧块进行预热，预热温度为100～150℃。

(4)锻锤开动后，要集中精力，按照掌钳工的指令，按规定的要求操作，并随时注意观察。如发现不规则噪声或缸盖漏气等不正常现象，应立即停机进行检修。

(5)操作中避免偏心锻造、空击或重击温度较低、较薄的坯料，随时清除下砧上的氧化皮，以免溅出伤人或损坏砧面。

(6)使用脚踏操纵机构，在测量工件尺寸或更换工具时，操作者应将脚离开脚踏板，以防误踏。