模具毛边冷焊机(电气百科：锻造安全、锻造与锻造设备、铸造行业、锻造钢制工件)

电气百科：锻造安全技术概述、锻造与锻造设备、铸造行业现状及常见缺陷修补方法、锻造钢制工件的常用下料方法

电气百科：锻造安全技术概述

锻造是金属压力加工的方法之一，它是机械制造生产中的一个重要环节。根据锻造加工时金属材料所处温度状态的不同，锻造又可分为热锻、温锻和冷锻。本文所说锻造是指热锻而言，即被加工的金属材料处在红热状态(锻造温度范围内)，通过锻造设备对金属施加的冲击力或静压力，使金属产生塑性变形而获得预想的外形尺寸和组织结构的锻件。

在锻造车间里的主要设备有锻锤、压力机(水压机或曲柄压力机)、加热炉等。生产工人经常处在振动、噪声、高温灼热烟尘，以及料头、毛边堆放等等不利的工作环境中，因此，对操作这些设备的工人的安全卫生是应特别加以注意，否则，在生产过程中将容易发生各种安全事故，尤其是人身伤害事故。

在锻造生产中，易发生的外伤事故，按其原因可分为三种：

第一、机械伤——由机器、工具或工件直接造成的刮伤、碰伤；

第二、烫伤；

第三、电触伤。

一、锻造车间的特点

从安全技术劳动保护的角度来看，锻造车间的特点是：

1.锻造生产是在金属灼热的状态下进行的(如低碳钢锻造温度范围在1250~750℃之间)，由于有大量的手工劳动，稍不小心就可能发生灼伤。

2.锻造车间里的加热炉和灼热的钢锭、毛坯及锻件不断地发散出大量的辐射热(锻件在锻压终了时，仍然具有相当高的温度)，工人经常受到热辐射的侵害。

3.锻造车间的加热炉在燃烧过程中产生的烟尘排入车间的空气中，不但影响卫生，还降低了车间内的能见度(对于燃烧固体燃料的加热炉，情况就更为严重)，因而也可能会引起工伤事故。

4.锻造生产所使用的设备如空气锤、蒸汽锤、摩擦压力机等，工作时发出的都是冲击力。设备在承受这种冲击载荷时，本身容易突然损坏(如锻锤活塞杆的突然折断)，而造成严重的伤害事故。

压力机(如水压机、曲柄热模锻压力机、平锻机、精压机)剪床等，在工作时，冲击性虽然较小，但设备的突然损坏等情况也时有发生，操作者往往猝不及防，也有可能导致工伤事故。

5.锻造设备在工作中的作用力是很大的，如曲柄压力机、拉伸锻压机和水压机这类锻压设备，它们的工作条件虽较平稳，但其工作部件所发生的力量却是很大的，如我国已制造和使用了12000t的锻造水压机。就是常见的100~150t的压力机，所发出的力量已是够大的了。如果模子安装或操作时稍有不正确，大部分的作用力就不是作用在工件上，而是作用在模子、工具或设备本身的部件上了。这样，某种安装调整上的错误或工具操作的不当，就可能引起机件的损坏以及其他严重的设备或人身事故。

6.锻工的工具和辅助工具，特别是手锻和自由锻的工具、夹钳等名目繁多，这些工具都是一起放在工作地点的。在工作中，工具的更换非常频繁，存放往往又是杂乱的，这就必然增加对这些工具检查的困难，当锻造中需用某一工具而时常又不能迅速找到时，有时会“凑合”使用类似的工具，为此往往会造成工伤事故。

7.由于锻造车间设备在运行中发生的噪声和震动，使工作地点嘈杂不堪入耳，影响人的听觉和神经系统，分散了注意力，因而增加了发生事故的可能性。

电气百科：锻造与锻造设备

对金属坯料(不含板材)施加外力，使其产生塑性变形、改变尺寸、形状及改善性能,用以制造机械零件、工件、工具或毛坯的成形加工方法。锻造的种类和特点

当温度超过300-400℃(钢的蓝脆区)，达到700-800℃时，变形阻力将急剧减小，变形能也得到很大改善。根据在不同的温度区域进行的锻造，针对锻件质量和锻造工艺要求的不同，可分为冷锻、温锻、热锻三个成型温度区域。原本这种温度区域的划分并无严格的界限，一般地讲，在有再结晶的温度区域的锻造叫热锻，不加热在室温下的锻造叫冷锻。

在低温锻造时，锻件的尺寸变化很小。在700℃以下锻造，氧化皮形成少，而且表面无脱碳现象。因此，只要变形能在成形能范围内，冷锻容易得到很好的尺寸精度和表面光洁度。只要控制好温度和润滑冷却，700℃以下的温锻也可以获得很好的精度。热锻时，由于变形能和变形阻力都很小，可以锻造形状复杂的大锻件。要得到高尺寸精度的锻件，可在900-1000℃温度域内用热锻加工。另外，要注意改善热锻的工作环境。锻模寿命(热锻2-5千个，温锻1-2万个，冷锻2-5万个)与其它温度域的锻造相比是较短的，但它的自由度大，成本低。

坯料在冷锻时要产生变形和加工硬化，使锻模承受高的荷载，因此，需要使用高强度的锻模和采用防止磨损和粘结的硬质润滑膜处理方法。另外，为防止坯料裂纹，需要时进行中间退火以保证需要的变形能力。为保持良好的润滑状态，可对坯料进行磷化处理。在用棒料和盘条进行连续加工时，目前对断面还不能作润滑处理，正在研究使用磷化润滑方法的可能。

根据坯料的移动方式，锻造可分为自由锻、镦粗、挤压、模锻、闭式模锻、闭式镦锻。闭式模锻和闭式镦锻由于没有飞边，材料的利用率就高。用一道工序或几道工序就可能完成复杂锻件的精加工。由于没有飞边，锻件的受力面积就减少，所需要的荷载也减少。但是，应注意不能使坯料完全受到限制，为此要严格控制坯料的体积，控制锻模的相对位置和对锻件进行测量，努力减少锻模的磨损。

根据锻模的运动方式，锻造又可分为摆辗、摆旋锻、辊锻、楔横轧、辗环和斜轧等方式。摆辗、摆旋锻和辗环也可用精锻加工。为了提高材料的利用率，辊锻和横轧可用作细长材料的前道工序加工。与自由锻一样的旋转锻造也是局部成形的，它的优点是与锻件尺寸相比，锻造力较小情况下也可实现形成。包括自由锻在内的这种锻造方式，加工时材料从模具面附近向自由表面扩展，因此，很难保证精度，所以，将锻模的运动方向和旋锻工序用计算机控制，就可用较低的锻造力获得形状复杂、精度高的产品。例如生产品种多、尺寸大的汽轮机叶片等锻件。

锻造设备的模具运动与自由度是不一致的，根据下死点变形限制特点，锻造设备可分为下述四种形式：

·限制锻造力形式：油压直接驱动滑块的油压机。

·准冲程限制方式：油压驱动曲柄连杆机构的油压机。

·冲程限制方式：曲柄、连杆和楔机构驱动滑块的机械式压力机。

·能量限制方式：利用螺旋机构的螺旋和磨擦压力机。

为了获得高的精度应注意防止下死点处过载，控制速度和模具位置。因为这些都会对锻件公差、形状精度和锻模寿命有影响。另外，为了保持精度，还应注意调整滑块导轨间隙、保证刚度，调整下死点和利用补助传动装置等措施。

此外，根据滑块运动方式还有滑块垂直和水平运动(用于细长件的锻造、润滑冷却和高速生产的零件锻造)方式之分，利用补偿装置可以增加其它方向的运动。上述方式不同，所需的锻造力、工序、材料的利用率、产量、尺寸公差和润滑冷却方式都不一样，这些因素也是影响自动化水平的因素。

电气百科：铸造行业现状及常见缺陷修补方法

一、铸造行业的现状分析(成品率,修补的比率)

我国的铸造工业的生产规模，铸件的产量品种，都已经处于世界前列。雄厚的工业基础为众多行业提供了大量的铸件(毛坯和零件)。

改革开放以来，我国开始进出口铸件。近年来，我国铸件出口增长较快，已占铸件总产量的10%以上，创汇稳步增加，出口产品也由简单件进展到要求较高的形状复杂的铸件。我国的铸造工业虽已进入到厂点多、产量大、门类齐全的世界铸造大国行列，但与美、日、德、法等铸造强国相比，还有相当的差距。我国铸造生产必须走优质、高效、低耗、清洁的可持续发展道路，才能迅速由大变强。

长期以来，我国铸造业存在废品率较高的现象。我国普通铸铁件的废品率约为7%左右，复杂件、高档件在10%到15%左右，铝合金压铸件在8%到10%左右。缺陷主要集中在铸件表面或内部出现的气孔、砂眼等。其中80%左右的缺陷都是可以通过修复来挽救的。导致缺陷原因很多，在工艺安排、材料选择、铸造模具设计与制作、浇注成型等过程中，如果不能科学和严谨的设计与执行，都将导致废品率的出现和提高。

随着国家政策的调整，我国铸造业铸件由低附加值产品向中、高档铸件发展。铸件的修复效益已经越来越被企业看重。各企业在挽救缺陷铸件方面因各自情况往往采取不同的方式。

二、修补情况及设备分析

铸工胶水：简单，粗放的铸件，一般修补处不需要后续加工，且没有特殊的强度硬度要求。这类铸件附加值比较低。

焊补：90%以上的铸造厂家都选择焊补来解决生产中遇到的铸造缺陷。焊补修复因采用了金属填充料(焊材一般与铸件材质相匹配)，焊补处性能基本可以达到母材的标准，且操作简单，焊补效率高，受到许多厂家的认可和信赖。目前市场上，焊机种类比较多，应用在缺陷修复上，大体有以下几种：

电焊机：铸铁、铸钢件焊补多采用的传统方式。

优点：修复大缺陷，效率高。

缺点：焊后焊点上硬度过高，内部有应力，容易产生裂纹，一般还需要退火热处理才可以满足加工要求。且因焊接条件限制，内部容易产生气孔、夹渣等二次缺陷。

氩弧焊：精密铸件(合金钢，不锈钢精铸件)，铝合金压铸件多采用氩弧焊机焊补。部分模具制造和修复厂家，也采用该焊机修复模具缺陷。

优点：焊补效率高，精度较电焊机高。焊丝种类较多，不锈钢、铝合金产品上应用最广。可用于焊接，强度教高。

缺点：用于缺陷修复，小缺陷修复时(气孔、砂眼)，因冲击过大，熔池边线有痕迹。焊补钢件有硬点。由于热影响，焊补有色铸件或薄壁件时，易产生热变形。操作技术要求较高。

冷焊机：是21世纪初新诞生的修复技术，因焊补过程中工件产生热量极小，被成为冷焊机。经过几年的发展，焊机应用方向和技术都得到了很大的发展，已经在修复市场占有很大的份额。按照修补产品分类有：贴片机和电火花堆焊修复机。

贴片机：采用瞬间高频放电原理将焊片(0.05-0.20mm)粘贴到工件表面，每次粘贴厚度最大等同与焊片厚度，焊接质量取决于放电是否均匀。适合于工件磨损，加工超差修复，在模具市场具有一定影响力。该机器也可以将焊粉(或加工废削)，填充到缺陷处(如砂眼)，经放电后修复。修复后的工件色差小。缺点是修补的速度较慢。

冷焊机，共同的缺点是，焊补效率不如电焊机和氩弧焊机高，但在修复毫米级缺陷和加工面缺陷时，其突出的优势使人们更青睐于选择冷焊机。

电气百科：锻造钢制工件的常用下料方法

在模锻时，锻造毛坯在一级或者多级锻模中被锻造成具有一定几何形状的产品。对于细长锻件（即锻造工件的长度尺寸明显的大于其横截面尺寸的工件）在锻造时通常都包括毛坯质量的预先重新分布、横截面成型和最终成型等若干个锻造步骤。在传统的成型锻造中，多余的材料通常都会成为锻件的毛边，需要在终锻前去除这些毛边。

近几年，钢材的热锻造成形加工工艺有了很大的发展和变化。除了新的锻造模具和锻造设备以外，锻造工艺的改进还表现在经济性和锻造质量的提高上。其中，无毛边锻造的意义也显得越来越重要。

精密锻造是一种替代传统复杂几何形状工件锻造的经济型技术。例如连杆类工件，若不采用精密锻造则需要进行复杂的机械加工才能达到精密锻造的效果。而利用精密锻造，则可以经济的实现IT8~IT10级的公差。由于无毛边精密锻造不会出现毛边，因此省略的不仅是锻造时的去毛边工序，而且还节约了锻造毛边所占用的金属材料。而要做到这些的前提条件是：与锻造零件相适应的锻造生产过程。这个过程包括：与工件质量准确一致的质量预成形（如楔横轧）、在封闭的锻模中墩粗、得到预想的横截面尺寸、以及最终的精密锻造。

而成形较小、尺寸准确、体积恒定的锻模毛坯是正常无毛边模锻的基础。对于大多数的钢制模锻工件，锻造毛坯通常是由钢棒下料设备下料。与锯割相比较，这种剪式钢棒剪切设备具有高速、高精度的特点，并且由于省略了锯缝则具有很高的材料利用率。

为了保证剪切下料时的准确性，需要在钢棒剪切机的辅助设备中对下料后的毛坯质量和体积进行复查，并对生产工艺参数，如剪的缝隙尺寸和剪裁速度等进行调整。只有毛坯的剪切面更加平整，与钢棒轴线更加垂直时，才会有更加好的毛坯裁剪质量。在剪裁刀口处的激振器（图1）能够同时对剪裁面的多个工艺参数进行改进。除了提高剪裁面的表面质量之外，它还将剪裁时棒料剪切面的倾斜角度减少到了1以内，减少表面的波浪。这种带有激振器的剪裁设备尤其适合于剪裁那些要求平直，或剪切面没有缺陷的锻造毛坯。因此，在无毛边的精密锻造中，使用这种裁剪设备是最理想的。

图1 钢棒裁剪机的工作原理

在IPH进行的一个研究项目中，就剪裁刀具激振器对剪裁结果的影响进行了试验（图2）。试验的目的是，听觉范围内的低频振动对剪裁面质量提高的影响，以及剪裁面质量提高的原因分析。为了达到这一目的，对激振器各种不同的可能性进行了试验分析，使用了压电激振、液压激振和机械震动等各种激振方法。

图2 利用激振装置提高钢棒裁剪横截面的质量

在前期试验中，利用液压激振方法进行的裁剪刀具激振试验指出：通过液压激振器可以达到提高棒料裁剪截面质量的目的。这种改进进一步提高了截面锻造质量。

在提高钢棒裁剪断面质量的措施中，裁剪间隙的调整起着决定性的作用。裁剪间隙指的是钢棒裁剪机两刀口之间的水平距离。剪裁间隙的调节与剪裁机床的刚性、钢棒的直径和被剪裁原材料的摩擦学特性有着极大的关系。剪裁间隙影响最大的是横截面的平面度和剪裁面与工件轴线的角度。在裁剪过程中，剪裁间隙的增大将会导致切断面的平面度变差。剪裁机床的刚性对剪裁间隙增大的影响至今还没有进行检验。

在与汉诺威大学莱布尼兹成形加工技术和成形加工设备研究所（IFUM）共同进行的研究项目中，IPH对采集到的数据进行了严格的检测，对能够得到平整采集横截面的剪裁间隙进行了数字化分析，从而总结出一套检测液压激振钢棒裁剪机合适剪裁间隙的方法。下一步，将经过验证使其成为一个专用模块设备，并投放市场。对于其他液压激振的钢棒裁剪机，将研制一种通用的设备模块，再进行实际的剪裁验证。在整个试验过程中，研究工作得到了两家著名钢棒裁剪机生产厂家的帮助和支持。由于总结出了剪裁缝隙扩展的一般规律，如果有可能今后还将对液压激振钢棒裁剪机的间隙进行计算，使得刀口间隙的调整工作更加简单，使用效果更好。

电气百科：锻造对金属组织、性能的影响与锻件缺陷

锻件的缺陷包括表面缺陷和内部缺陷。有的锻件缺陷会影响后续工序的加工质量，有的则严重影响锻件的性能，降低所制成品件的使用寿命，甚至危及安全。因此，为提高锻件质量，避免锻件缺陷的产生，应采取相应的工艺对策，同时还应加强生产全过程的质量控制。本章概要介绍三方面的问题：锻造对金属组织、性能的影响与锻件缺陷；锻件质量检验的内容和方法；锻件质量分析的一般过程。

(一)锻造对金属组织和性能的影响锻造生产中，除了必须保证锻件所要求的形状和尺寸外，还必须满足零件在使用过程中所提出的性能要求，其中主要包括：强度指针、塑性指针、冲击韧度、疲劳强度、断裂韧度和抗应力腐蚀性能等，对高温工作的零件，还有高温瞬时拉伸性能、持久性能、抗蠕变性能和热疲劳性能等。锻造用的原材料是铸锭、轧材、挤材和锻坯。而轧材、挤材和锻坯分别是铸锭经轧制、挤压及锻造加工后形成的半成品。锻造生产中，采用合理的工艺和工艺参数，可以通过下列几方面来改善原材料的组织和性能：1)打碎柱状晶，改善宏观偏析，把铸态组织变为锻态组织，并在合适的温度和应力条件下，焊合内部孔隙，提高材料的致密度；2)铸锭经过锻造形成纤维组织，进一步通过轧制、挤压、模锻，使锻件得到合理的纤维方向分布；3)控制晶粒的大小和均匀度；4)改善第二相(例如：莱氏体钢中的合金碳化物)的分布；5)使组织得到形变强化或形变——相变强化等。由于上述组织的改善，使锻件的塑性、冲击韧度、疲劳强度及持久性能等也随之得到了提高，然后通过零件的最后热处理就能得到零件所要求的硬度、强度和塑性等良好的综合性能。但是，如果原材料的质量不良或所采用的锻造工艺不合理，则可能产生锻件缺陷，包括表面缺陷、内部缺陷或性能不合格等。

(二)原材料对锻件质量的影响原材料的良好质量是保证锻件质量的先决条件，如原材料存在缺陷，将影响锻件的成形过程及锻件的最终质量。如原材料的化学元素超出规定的范围或杂质元素含量过高，对锻件的成形和质量都会带来较大的影响，例如：S、B、Cu、Sn等元素易形成低熔点相，使锻件易出现热脆。为了获得本质细晶粒钢，钢中残余铝含量需控制在一定范围内，例如Al酸0.02%～0.04%(质量分数)。含量过少，起不到控制晶粒长大的作用，常易使锻件的本质晶粒度不合格；含铝量过多，压力加工时在形成纤维组织的条件下易形成木纹状断口、撕痕状断口等。又如，在1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢中，Ti、Si、Al、Mo的含量越多，则铁素体相越多，锻造时愈易形成带状裂纹，并使零件带有磁性。如原材料内存在缩管残余、皮下起泡、严重碳化物偏析、粗大的非金属夹杂物(夹渣)等缺陷，锻造时易使锻件产生裂纹。原材料内的树枝状晶、严重疏松、非金属夹杂物、白点、氧化膜、偏析带及异金属混人等缺陷，易引起锻件性能下降。原材料的表面裂纹、折叠、结疤、粗晶环等易造成锻件的表面裂纹。

(三)锻造工艺过程对锻件质量的影响锻造工艺过程一般由以下工序组成，即下料、加热、成形、锻后冷却、酸洗及锻后热处理。锻造过程中如果工艺不当将可能产生一系列的锻件缺陷。加热工艺包括装炉温度、加热温度、加热速度、保温时间、炉气成分等。如果加热不当，例如加热温度过高和加热时间过长，将会引起脱碳、过热、过烧等缺陷。对于断面尺寸大及导热性差、塑性低的坯料，若加热速度太快，保温时间太短，往往使温度分布不均匀，引起热应力，并使坯料发生开裂。锻造成形工艺包括变形方式、变形程度、变形温度、变形速度、应力状态、工模具的情兄和润滑条件等，如果成形工艺不当，将可能引起粗大晶粒、晶粒不均、各种裂纹、折叠。寒流、涡流、铸态组织残留等。锻后冷却过程中，如果工艺不当可能引起冷却裂纹、白点、网状碳化物等。

(四)锻件组织对最终热处理后的组织和性能的影响奥氏体和铁素体耐热不锈钢、高温合金、铝合金、镁合金等在加热和冷却过程中，没有同素异构转变的材料，以及一些铜合金和钛合金等，在锻造过程中产生的组织缺陷用热处理的办法不能改善。在加热和冷却过程中有同素异构转变的材料，如结构钢和马氏体不锈钢等，由于锻造工艺不当引起的某些组织缺陷或原材料遗留的某些缺陷，对热处理后的锻件质量有很大影响。现举例说明如下：

1)有些锻件的组织缺陷，在锻后热处理时可以得到改善，锻件最终热处理后仍可获得满意的组织和性能。例如，在一般过热的结构钢锻件中的粗晶和魏氏组织，过共析钢和轴承钢由于冷却不当引起的轻微的网状碳化物等。

2)有些锻件的组织缺陷，用正常的热处理较难消除，需用高温正火、反复正火、低温分解、高温扩散退火等措施才能得到改善。例如，低倍粗晶、9Cr18不锈钢的孪晶碳化物等。

3)有些锻件的组织缺陷，用一般热处理工艺不能消除，结果使最终热处理后的锻件性能下降，甚至不合格。例如，严重的石状断口和棱面断口、过烧、不锈钢中的铁素体带、莱氏体高合金工具钢中的碳化物网和带等。

4)有些锻件的组织缺陷，在最终热处理时将会进一步发展，甚至引起开裂。例如，合金结构钢锻件中的粗晶组织，如果锻后热处理时未得到改善，在碳、氮共渗和淬火后常引起马氏体针粗大和性能不合格；高速钢中的粗大带状碳化物，淬火时常引起开裂。锻造过程中常见的缺陷及其产生原因在第二章中将具体介绍。应当指出，各种成形方法中的常见缺陷和各类材料锻件的主要缺陷都是有其规律的。不同成形方法，由于其受力情况不同，应力应变特点不一样，因而可能产生的主要缺陷也是不一样的。例如，坯料镦粗时的主要缺陷是侧表面产生纵向或45°方向的裂纹，锭料镦粗后上、下端常残留铸态组织等；矩形截面坯料拔长时的主要缺陷是表面的横向裂纹和角裂，内部的对角线裂纹和横向裂纹；开式模锻时的主要缺陷则是充不满、折叠和错移等。各主要成形工序中常见的缺陷将在第四章中详细介绍。不同种类的材料，由于其成分、组织不同，在加热、锻造和冷却过程中，其组织变化和力学行为也不同，因而锻造工艺不当时，可能产生的缺陷也有其特殊性。例如，莱氏体高合金工具钢锻件的缺陷主要是碳化物颗粒粗大、分布不均匀和裂纹，高温合金锻件的缺陷主要是粗晶和裂纹；奥氏体不锈钢锻件的缺陷主要是晶间贫铬，抗晶间腐蚀能力下降，铁素体带状组织和裂纹等；铝合金锻件的缺陷主要是粗晶、折叠、涡流、穿流等。

电气百科：在锻造钢制工件常用的下料方法是钢坯剪断机

在模锻时，锻造毛坯在一级或者多级锻模中被锻造成具有一定几何形状的产品。对于细长锻件（即锻造工件的长度尺寸明显的大于其横截面尺寸的工件）在锻造时通常都包括毛坯质量的预先重新分布、横截面成型和最终成型等若干个锻造步骤。在传统的成型锻造中，多余的材料通常都会成为锻件的毛边，需要在终锻前去除这些毛边。

近几年，钢材的热锻造成形加工工艺有了很大的发展和变化。除了新的锻造模具和锻造设备以外，锻造工艺的改进还表现在经济性和锻造质量的提高上。其中，无毛边锻造的意义也显得越来越重要。

精密锻造是一种替代传统复杂几何形状工件锻造的经济型技术。例如连杆类工件，若不采用精密锻造则需要进行复杂的机械加工才能达到精密锻造的效果。而利用精密锻造，则可以经济的实现IT8~IT10级的公差。由于无毛边精密锻造不会出现毛边，因此省略的不仅是锻造时的去毛边工序，而且还节约了锻造毛边所占用的金属材料。而要做到这些的前提条件是：与锻造零件相适应的锻造生产过程。这个过程包括：与工件质量准确一致的质量预成形（如楔横轧）、在封闭的锻模中墩粗、得到预想的横截面尺寸、以及最终的精密锻造。

而成形较小、尺寸准确、体积恒定的锻模毛坯是正常无毛边模锻的基础。对于大多数的钢制模锻工件，锻造毛坯通常是由钢棒下料设备下料。与锯割相比较，这种剪式钢棒剪切设备具有高速、高精度的特点，并且由于省略了锯缝则具有很高的材料利用率。

为了保证剪切下料时的准确性，需要在钢棒剪切机的辅助设备中对下料后的毛坯质量和体积进行复查，并对生产工艺参数，如剪的缝隙尺寸和剪裁速度等进行调整。只有毛坯的剪切面更加平整，与钢棒轴线更加垂直时，才会有更加好的毛坯裁剪质量。在剪裁刀口处的激振器（图1）能够同时对剪裁面的多个工艺参数进行改进。除了提高剪裁面的表面质量之外，它还将剪裁时棒料剪切面的倾斜角度减少到了1以内，减少表面的波浪。这种带有激振器的剪裁设备尤其适合于剪裁那些要求平直，或剪切面没有缺陷的锻造毛坯。因此，在无毛边的精密锻造中，使用这种裁剪设备是最理想的。

图1 钢棒裁剪机的工作原理

在IPH进行的一个研究项目中，就剪裁刀具激振器对剪裁结果的影响进行了试验（图2）。试验的目的是，听觉范围内的低频振动对剪裁面质量提高的影响，以及剪裁面质量提高的原因分析。为了达到这一目的，对激振器各种不同的可能性进行了试验分析，使用了压电激振、液压激振和机械震动等各种激振方法。

图2 利用激振装置提高钢棒裁剪横截面的质量

在前期试验中，利用液压激振方法进行的裁剪刀具激振试验指出：通过液压激振器可以达到提高棒料裁剪截面质量的目的。这种改进进一步提高了截面锻造质量。

在提高钢棒裁剪断面质量的措施中，裁剪间隙的调整起着决定性的作用。裁剪间隙指的是钢棒裁剪机两刀口之间的水平距离。剪裁间隙的调节与剪裁机床的刚性、钢棒的直径和被剪裁原材料的摩擦学特性有着极大的关系。剪裁间隙影响最大的是横截面的平面度和剪裁面与工件轴线的角度。在裁剪过程中，剪裁间隙的增大将会导致切断面的平面度变差。剪裁机床的刚性对剪裁间隙增大的影响至今还没有进行检验。

在与汉诺威大学莱布尼兹成形加工技术和成形加工设备研究所（IFUM）共同进行的研究项目中，IPH对采集到的数据进行了严格的检测，对能够得到平整采集横截面的剪裁间隙进行了数字化分析，从而总结出一套检测液压激振钢棒裁剪机合适剪裁间隙的方法。下一步，将经过验证使其成为一个专用模块设备，并投放市场。对于其他液压激振的钢棒裁剪机，将研制一种通用的设备模块，再进行实际的剪裁验证。在整个试验过程中，研究工作得到了两家著名钢棒裁剪机生产厂家的帮助和支持。由于总结出了剪裁缝隙扩展的一般规律，如果有可能今后还将对液压激振钢棒裁剪机的间隙进行计算，使得刀口间隙的调整工作更加简单，使用效果更好。

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