文/常超，儲(chǔ)天峰·安陽(yáng)鍛壓機(jī)械工業(yè)有限公司

大噸位鍛錘分體砧座的連接方式

文/常超，儲(chǔ)天峰·安陽(yáng)鍛壓機(jī)械工業(yè)有限公司

常超，技術(shù)員，主要從事電液錘的設(shè)計(jì)及研發(fā)工作。

近幾年來(lái)，我國(guó)汽車(chē)工業(yè)、重大裝備制造業(yè)、航空航天業(yè)、煤礦產(chǎn)業(yè)、高鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，市場(chǎng)對(duì)大型鑄件產(chǎn)品的性能要求越來(lái)越高，因此很多大型鑄件產(chǎn)品被性能更加優(yōu)越的鍛件所替代。市場(chǎng)對(duì)大鍛件產(chǎn)品的需求變得越來(lái)越多，給大噸位鍛造設(shè)備也帶來(lái)了很大的發(fā)展機(jī)會(huì)。

鍛錘是各種鍛造設(shè)備的先驅(qū)，至今已經(jīng)有一百多年的歷史。隨著制造業(yè)的發(fā)展，各種鍛造成形新工藝、新設(shè)備不斷涌現(xiàn)，但由于鍛錘結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，成形速度快，適應(yīng)性強(qiáng)，投資少等，因此至今仍然有比較廣泛的應(yīng)用。

砧座是鍛錘重要的零部件，砧座的可靠性關(guān)系到鍛錘的使用狀況和鍛件的質(zhì)量。砧座一旦放入到基坑中，如無(wú)特殊需求，便不會(huì)對(duì)砧座的位置進(jìn)行移動(dòng)。不過(guò)，大噸位鍛錘（5t錘以上）的砧座質(zhì)量均超過(guò)了75t。因此會(huì)對(duì)砧座的整體加工、運(yùn)輸增加一些額外的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。如此大的零件在鑄造、機(jī)加工、熱處理方面都需要較大的設(shè)備，增加了鍛錘設(shè)備的制造成本。如果將砧座分為兩體或者兩體以上，變?yōu)檩^小的零部件來(lái)鑄造、機(jī)加工，則可以大幅度降低生產(chǎn)成本。但是，分體砧座連接的可靠性和穩(wěn)定性就顯得尤為重要，下文將對(duì)兩種不同的砧座連接方式進(jìn)行比對(duì)。

傳統(tǒng)分體砧座連接方式

圖1是國(guó)內(nèi)大噸位鍛錘分體砧座傳統(tǒng)連接方式的示意圖，圖2是該砧座傳統(tǒng)連接方式安裝好的情況。這樣的安裝方式依靠熱脹冷縮原理，將砧座的上下體緊緊束縛在一起，具體的過(guò)程是將砧座上體和砧座下體上下放置好，加熱烘裝圈。烘裝圈內(nèi)孔和砧座凸臺(tái)采用過(guò)盈配合。烘裝圈加熱到一定溫度時(shí)，人工將烘裝圈安裝到砧座的凸臺(tái)部位。

圖1 傳統(tǒng)分體砧座連接方式示意圖

圖2 傳統(tǒng)分體砧座連接方式

傳統(tǒng)連接方式要求砧座上下體在鑄造時(shí)澆鑄出凸臺(tái)，該部位遠(yuǎn)離澆鑄口且尺寸較小，很容易出現(xiàn)鑄造缺陷。在機(jī)加工方面則還需要將砧座上下體合在一起對(duì)凸臺(tái)進(jìn)行合加工，以保證合圓的尺寸，便于烘裝圈的安裝，對(duì)機(jī)床要求較高。在安裝烘裝圈過(guò)程中，溫度不容易控制，如安裝時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，安裝到一半時(shí)溫度下降過(guò)多，過(guò)盈量變大，烘裝圈則不能達(dá)到凸臺(tái)底部，還需將未能安裝到位的烘裝圈用氣割割掉，進(jìn)行二次安裝。在凸臺(tái)部位的根部圓角較小，容易造成尖角應(yīng)力，鑄件有開(kāi)裂的隱患。砧座下放到砧座坑內(nèi)時(shí)，還需使用大噸位的起吊設(shè)備將砧座上下部分一同放入坑內(nèi)，成本較高。傳統(tǒng)分體砧座連接方式有安裝麻煩、花費(fèi)高、隱患大等缺點(diǎn)。

新型分體砧座連接方式

圖3為新型分體砧座連接方式的示意圖，圖4是新型分體砧座連接方式安裝好的現(xiàn)場(chǎng)。安裝過(guò)程是將砧座上體和砧座下體上下放置好，將定位銷(xiāo)放入砧座的定位孔中，裝上拉板，最后將斜木打緊，結(jié)束安裝。

新型連接方式對(duì)砧座上下體的機(jī)加工要求不高，定位銷(xiāo)孔可以預(yù)先在砧座上加工出來(lái)，不需要對(duì)砧座上下兩體進(jìn)行合加工，小型號(hào)的機(jī)床就可以滿足加工要求，減少了機(jī)加工成本。將砧座上下體連接后，可根據(jù)定位銷(xiāo)孔的相對(duì)位置來(lái)加工拉板上的定位孔。拉板零件較小，可以用較精密的加工機(jī)床加工，兩孔的相對(duì)位置可以加工得比較精確，從而砧座的定位也就比較精確。

圖3 新型分體砧座連接方式示意圖

圖4 新型分體砧座連接方式

整個(gè)拉板嵌入到砧座中，外圍用斜木將砧座和砧座坑緊緊塞緊。斜木提供的摩擦力是固定砧座的主要力量，拉板承受的拉力較小且沒(méi)有內(nèi)應(yīng)力。砧座安裝時(shí)可將砧座上下體分別放入砧座坑內(nèi)，再根據(jù)對(duì)應(yīng)的編號(hào)分別安裝定位銷(xiāo)和拉板。這樣可以減小起吊砧座設(shè)備的噸位，節(jié)約安裝成本。如為某用戶提供的大噸位鍛錘砧座重約150t，這樣大噸位的砧座一般分為三體。

如果分體砧座采用傳統(tǒng)的連接方式，需要在地面以上將砧座安裝好，在砧座安裝過(guò)程中，起吊設(shè)備需要從運(yùn)輸車(chē)輛上分三次將分體砧座吊裝下來(lái)，按對(duì)應(yīng)編號(hào)堆疊好，然后人工將烘裝圈加熱后并裝入凸臺(tái)部位，三體砧座一般有8個(gè)部位需要安裝烘裝圈。安裝好后，起吊設(shè)備將整體砧座放入坑中，150t整體砧座安裝需要的起吊設(shè)備最小應(yīng)在200t以上，一般鍛造車(chē)間內(nèi)不配備這樣大的吊裝設(shè)備，需要用汽吊來(lái)完成。汽吊需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況不斷調(diào)整安裝位置，另外烘裝圈的安裝也需要較長(zhǎng)的時(shí)間，這樣的安裝方式有可能一天時(shí)間內(nèi)完成不了。

如果采用新型的連接方式，可將三體砧座從運(yùn)輸車(chē)輛上按先后順序直接放入砧座坑中，省去了在地面放置安裝的時(shí)間，在砧座坑中完成分體之間的固定。這樣的安裝方式，最重需要100t的起吊設(shè)備，甚至更小的起吊設(shè)備也能勝任。從時(shí)間上來(lái)說(shuō)，一共需要起吊三次就可以完成，并省去了在地面上等待的時(shí)間，在砧座坑中的后續(xù)工作可以第二天來(lái)完成，節(jié)省了工作時(shí)間。從費(fèi)用上來(lái)說(shuō)，100t起吊設(shè)備所需的費(fèi)用也低于200t起吊設(shè)備所需的費(fèi)用。實(shí)際證明，這樣的設(shè)計(jì)合理，花費(fèi)少，加工方便，提高了連接方式的可靠性，并節(jié)省了安裝成本。

結(jié)束語(yǔ)

鍛錘由于其特別惡劣的工作條件，其最大的受力零件——砧座會(huì)受到頻繁的沖擊力和過(guò)載力的作用，特別是在終鍛時(shí)，過(guò)載情況更為嚴(yán)重，砧座容易發(fā)生早期損壞。本文對(duì)新舊大噸位分體砧座的連接方式進(jìn)行了比較，證明了新型連接方式的實(shí)用性和合理性，對(duì)分體砧座的設(shè)計(jì)和拓展起到了參考作用。