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黑色金属模锻及多向模锻液压机
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| 发布时间：
2018/3/8 |
黑色金属模锻液压机主要用来模锻高强度钢、钛合金、耐热合金及一般合金钢或碳素钢。这种大型液压机的特点是工作台面积相对较小，但公称力相对较大。
美国喀麦隆锻造公司(Cameron Forge Company)在发展大型黑色金属模锻液压机方面做了不少工作，该公司设计并制造的260MN黑色金属模锻液压机于1980年投产，原设计液体工作压力为34．5MPa，后于1986年提高到41．4MPa，此液压机为下拉式，4个主工作缸安装于固定梁下面，每个柱塞的直径为1384mm。框架本身重909t。下顶出器顶出力为14．9MN，位于4个工作缸中间，行程1500mm。此液压机用伺服阀控制，由一台计算机来控制液压机的各种功能，包括压力控制、速度控制、位置控制等。目前主要生产民用及军用飞机的喷气发动机的不同尺寸的盘件、轴及轮毂，它的主要技术参数如表18所示。
喀麦隆公司还在大型模锻液压机上发展了独特的反挤大型钢管工艺，其工艺过程如图1所示。喀麦隆公司于1970年投产的315MN大型模锻液压机，主要用于反挤大型钢管，在它的上横梁的中心开有通孔，以便反挤出来的钢管垂直向上挤出，然后由吊车吊走。
图1在液压机上反挤大型钢管
此315MN液压机的主要技术参数如表1所示。它的机架为板框结构下拉式，有4个主工作缸，两个柱塞直径为1384mm(54.5in)，另两个柱塞直径为1892mm(74.5in)。液体工作压力为34.5MPa。液压机运动部分重量为177m。在此液压机上可挤出直径达1200ram的管子，管子壁厚最大可达175mm。并由一台126MN的液压机为之制坯。1983年又将操纵系统改为液压伺服控制。模具夹持装置由压力为13.8MPa的液压驱动。
这台315MN模锻液压机主要用于挤压原子能电站及石油工业用的高压管、军用核工业管子以及飞行运载器用的蒸汽喷射管、火箭壳体以及获有喀麦隆专利的滑道支承(1k咖一A_Rail)等异形挤压件，也用于锻造空间技术及石油工监所需的大型钛及合金钢锻件。
我国生产的最大一台黑色金属模锻液压机是太原重型机械厂为马鞍山钢铁公司设计和制造的80MN液压机，主要用于模锻车轮及军用盘件，它的主要技术参数如表3所示。
表3 80MN黑色金属模锻液压机主要技术参数
名称 | 单位 | 量值 | 名称， | 单位 | 量值 | 公称压力 | MN | 80 | 平衡力 | kN | 600 | 工作介质 |
| 乳化液 | 净空距 | mm | 2600 | 工作介质压力 | 高压 | 105Pa | 320 | 立柱中心距 | mm | 28DD×2800 | 低压 | 10sPa | 4—6 | 工作台尺寸 | mm | 4735×1840 | 回程力 | MN | 5.0 | 活动横梁量丈行程 | mm | 550 | 空程及回程速度 | mm/s | 80~100 | 液压机地面下深度 | mm | 2735 | 工作行程速度 | Mm/s | 60 | 外形尺寸 | mm | 12070×7270×l2039 | 工作台移动力 | kN | 400 | 本体总重 | t | 556 | 工作台行程 | mm | 3000 | 设备总重 | t | 625 | 工作台移动速度 | Mm/s | 670 | 量大件重量(下横莱) | t | 65.2 | 液压机地面上高度 | nn | 8654 |
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近年来太原重型机械厂还生产了一台60MN的黑色模锻液压机。
多向模锻是指在模锻时可以从垂直和水平两个方向加压，因此，模具除有水平分模面外，还可以具有垂直分模面。可以比较容易地锻出中空的锻件。
图2为垂直分模时，由垂直冲头完成冲内孔工序。而图3则为分平分模时由水平冲头完成冲内孔工序。多向模锻工艺可以生产出不同形状的中空锻件．并使锻件变形均匀从而强度好，可以节约昂贵的高强合金钢等贵重材料，例如用于生产石油工业的各种阀门、火箭壳体、导弹喷嘴等重要产品。
多向模锻液压机主要用于多向模锻，它的特点是增加了一对水平工作缸。         
图2垂直分模多向模锻工艺
喀麦隆公司是世界上拥有多向模锻液压机最多的一家公司。图7—54为喀麦隆公司享芋国利汶斯敦市(Livingston)安装的300MN多向模锻液压机的结构简图，两个水平工作缸各为60MN，4个主工作缸按矩形布置，在上横粱和活动横梁的中间开有一个直径为1575mm的通孔，以便在此液压机上生产反向挤压的钢管。当不用作挤压钢管时，可在此处安装一个60MN的中间穿孔缸。此外，；喀麦隆公司在美国体斯敦的锻造工厂中，还安装有180MN、100MN及45MN的多向模锻液压机各一台。
其中180MN多向模锻液压机为喀麦隆公司自行设计，于1961年投产，1981年进行了大的改造，改用液压伺服阀控制，包括控制两侧工作缸的同步。此液压机机架由12块板框组成，分前后两组，每组各6块，板与板之间用管状隔垫隔开。此液压机为上传动，有8个主工作缸，其柱塞直径为813mm，水压传动，液压分为20.7MPa与41.4MPa两级，因而公称力也为两级，分别为90MN与180MN，工作行程2134mm，开口高度4572mm。两个水平工作缸的柱塞直径为1156mm，行程1067mm，水平作用力分别为20MN及40MN(相应于20．7MPa及41．4MPa的液压)。有专门的隔离阀，可使垂直工作缸与水平工作缸分别以不同的液体压力工作。穿孔缸布置于主工作缸中间，是可以拆卸的，最大穿孔力为48MN。下顶出器的顶出力为9．36MN。有移动工作台以安装及更换模具。
而100MN的多向模锻液压机则由鲍德温(Baklwin)公司制造，1953年安装于喀麦隆公司，在1981—1985年间，进行了几项技术改造，包括压力控制、水平柱塞同步、新型模具装卡装置以及快换模具装置。该液压机开口高度3658I啪，工作行程1524肼n，以水为工作介质，工作压力为34.5MPa，可以增压到55.2MPa，两个相对的水平工作缸柱塞直径为1220mm，行程为610m，当液压为34.5MPa时，水平力为34.3MN，而当液压为55．2MPa时，水平力可加大到54.9MN。水平柱塞间的最大间隙为4724mm。主工作缸位于地平面以下，属下拉式。穿孔缸柱塞直径为965mm，行程610mm，穿孔力为25.5MN。液压机总重1407t。此100MN液压机生产过石油工业的防喷器、连接部件、球阀、闸阀及法兰；军工产品如火炮零件等；电站设备如工业用燃气轮机的盘和轴、核电站阀体等以及航空工业的起落架、发动机盘、轮毂及轴等。
图4 300MN多向模锻液压机
1-水平工作缸;2-穿孔缸;3-主工作缸;4-上横梁;5-活动横梁;6-下横梁;7-顶出缸;8-回程缸
国外多向模锻液压机的主要技术参数如表4所示。
我国自行设计并制造了8MN和100MN多向模锻液压机各一台，100MN多向模锻液压机的结构简图如图5所示，它们的主要技术参数如表5所示。
表4国外多向模锻液压机主要技术参数
名 称 | 单位 | 量 值 | 公称压力 | MN | 36 | 45 | 72 | 100 | 180 | 300 | 300 | 315 | 650 | 制造单位 |
| Lake Erie (美) | Farouhar (美) | Bliss (美) | Baldwin (美) | Cameron (美) | Cameron (英) | Hydraulik (德) | United (美) | HKM3 (苏) | 使用单位
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| Cameron (美) |
| Cameron (美) | Cameron (美) | Cameron (英) | Otto-Fochs (德) | Alcoa (美) | Inter Forge Issoire(法) | 投产年月 |
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| 1953 | 1961 | 1967 | 1964 | 1955 | 1976 | 结构形式 |
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| 三梁四柱 上传动 |
| 三粱四柱 下拉式 | 八缸板框式 上传动 | 四缸板框式 上传动 | 单缸柢架式 上传动 | 八柱八缸 上传动 | 正侧框架 五缸上传动 | 开口高度 | mm | 2300 | 3175 |
| 3658 | 4572 |
| 2500 | 4572 | 4500 | 最大行程 | 105Pa | 315 | 345 |
| 1524 | 2134 | 3000 | 1220 | 2440 | 1500 | 工作液体压力 | MN | 610 | 610 |
| 345/552 | 207/414 | 422 | 500 | 315 | 320/630 | 水平工作缸压力 | MN | 2*18 | 2*18 | 2*9 | 2*34.3/54.9 | 2*20/40 | 2*60 | 2*10 | 2*30 | 2*70 | 水平工作缸行程 | mm | 610 | 610 |
| 6l0 | 1067 | 1067 |
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| 穿孔力 | MN |
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| 25.5 | 48 | 60 |
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| 150 | 穿孔行程 | mm |
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| 610 | 754 | 1067 |
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| 顶出力 | MN |
| 4.3 | 4.5 | 6.4 | 9.4 | 10.8 |
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| 顶出行程 | 100 |
| 610 |
| 610 | 150 | 2133 |
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图5 100MN多向模锻液压机
1-上横粱；2-活动横粱；3-立柱；4-水平粱；5-水平柱；6-支承；7-底座
表 5国产多向模锻液压机主要技术参数
名称 | 单位 | 量 值 | 公称压力 | MN | 8 | 100 | 设计键造单位 |
| 西安重型机械研究所设计 上海重型机械厂制造 | 第二重型机械厂
| 使用单位 |
| 开封高压阀门厂 | 西南铝加工厂 | 压力分级 | MN | 2.7/5.4/8.0 | 30/70/100 | 工作液体 |
| 乳化液 | 乳化液 | 工作液体压力 | 105PAa | 320 | 320/450 | 开口高度 | mm | 2000 | 2900 | 水平柱 | mm | 2000 | 5800 | 垂直部分最大行程 | mm | 800 | 1600 | 水平部分最大行程 | mm | 2×500 | 2×900 | 工作行程速度 | Mm/s | 125 | 60 | 空程及回程速度 | Mm/s | 250 | 150 | 工作台尺寸 | mm | 1000x1300 | 300Ox3500 | 允许最大偏心距 | mm | 50 | 200 | 水平工作缸压力 | MN | 2x5 | 2×50 | 水平工作缸工作行程速度 | Mm/s | 125 | 3000 | 水平工作缸空、回程速度 | Mm/s | 250 | 100 | 顶出器顶出力 | kN | 500 | 5000 | 顶出器最大行程 | mm | 200 | 500 | 最小模具尺寸 | mm | - | 800x500x300 | 地面上高度 | mm | 6760 | 12800 | 地面下深度 | mm | 2600 | 7500 | 长度 | mm | - | 229/O | 宽度 | mm | - | 29550 | 本体总重 | t | 86.5 | - | 设备总重 | t | 203 | 2147 |
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| 投入生产年月 |
| l70 | 2.3 |
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