一、模鍛錘
模鍛錘是在中批量或大批量生產(chǎn)條件下進行各種模鍛件生產(chǎn)的鍛造設備，可進行多型模鍛，由于它具有結構簡單、生產(chǎn)率高、造價低廉和適應模鍛工藝要求等特點，因此它是常用的鍛造設備。
鍛錘在現(xiàn)代鍛造工業(yè)中的地位取決于如下幾個方面：
（1） 結構簡單，維護費用低；
（2） 操作方便，靈活性強；
（3） 模鍛錘可進行多模鏜鍛造，無需配備預鍛設備，萬能性強；
（4） 成形速度快，對不同類別的鍛件適應性強；
（5） 設備投資少（僅為熱模鍛壓力機投資的1/4）。
模鍛錘與其它成形設備的比較如下：
鍛錘的特出優(yōu)點在于打擊速度快，特別適合要求高速變形來充填模具的場合。由于鍛錘速度快，模具接觸時間短，有利于重量相對小、形狀輕薄、冷卻特別快的零件的成形，有利于模具壽命的提高。
鍛錘用于鍛制帶有薄筋板、形狀復雜的而且有重量公差要求的鍛件，它的性能和經(jīng)濟優(yōu)勢將得到充分體現(xiàn)。鍛錘仍是鍛造工業(yè)最好的設備，特別適合多品種、小批量生產(chǎn)。
經(jīng)驗公式：
G = (3.5～6.3) KF總
公式中：
G ——模鍛錘噸位(Kg)；
K ——鋼種系數(shù)（低碳鋼為0.9；中碳鋼和低碳合金鋼為1；中碳低合金鋼為1.1；高合金結構鋼為1.25）；
F ——鍛件平面圖總變形面積（包括連皮及飛邊）(cm2)。
當生產(chǎn)批量很大，要求較高的生產(chǎn)率時，公式取上限數(shù)值6.3，而下限3.5用于能進行曲終鍛工步并且生產(chǎn)率不很高的情況。
二、摩擦壓力機
摩擦壓力機適用于模鍛、鐓鍛、精壓、校正、切邊、彎曲等工序。但由于摩擦壓力機的平均偏載能力遠小于熱模鍛壓力機和鍛錘。因此，摩擦壓力機不適合一次加熱完成幾道工序（如去除氧化皮，預鍛和切邊）。所以，當采用摩擦壓力機終鍛時，需要用另外的設備完成輔助工序。
摩擦壓力機模鍛的工藝特點是由設備的性能決定的。由于摩擦壓力機具有模鍛錘和熱模鍛壓力機的雙重工作特性，即在工作過程中有一定的沖擊作用；滑塊行程不固定；設備帶頂料裝置；鍛件形成中滑塊和工作臺之間所受的力由壓力機的框架結構所承受等。所以，摩擦壓力機模鍛有如下特點：
（1） 摩擦壓力機滑塊行程速度較慢，略帶沖擊性，可以在一個型槽內(nèi)進行多次打擊變形。所以，它可以為大變形工序（如鐓粗、擠壓）提供大的變形能量，也可以為小變形的工序（如精壓、壓?。┨峁┹^大的變形力。
（2） 由于滑塊行程不固定并設有頂料裝置，很適于無飛邊模鍛及長桿類鍛件的鐓鍛，用于擠壓和切邊工序時，須在模具上增設限制行程裝置。
（3） 摩擦壓力機承受偏心載荷的能力較差，通常用于單型槽模鍛，制坯一般在其它輔助設備上進行。也可在偏心力不大的情況下布置兩個型槽，如壓彎 —— 終鍛或鐓粗 —— 終鍛。
摩擦壓力機模鍛也受設備噸位、工作速度低和配備輔助設備制坯等不利因素的限制，一般用于中小型鍛件的中小批量生產(chǎn)。
摩擦壓力機靠打擊能量進行工作，其工作特性與模鍛錘相似，壓力機滑塊行程不固定，可允許在最低位置前任意位置回程，根據(jù)鍛件所需變形功的大小，可控制打擊能量和打擊次數(shù)。但摩擦壓力機模鍛時，鍛件成形的變形抗力是由床身封閉系統(tǒng)的彈性變形來平衡的，它的結構特點又與熱模鍛壓力機相似。所以它是介于鍛錘和熱模鍛壓力機之間的一種模鍛設備，有一定的超載能力。選擇摩擦壓力機的噸位必須適應其特性。
選擇摩擦壓力機的噸位的計算公式如下：
（1） P = p/q = (64～73) F/q
公式中：
P —— 摩擦壓力機噸位(KN)；
p —— 模鍛所需變形力(KN)；
F —— 鍛件連同飛邊的投影面積(cm2)；
(64～73) —— 復雜鍛件系數(shù)取73，簡單件取64；
q —— 是一個變形系數(shù)，按摩擦壓力機模鍛中的行程和變形功可分為：
①鍛件需要大的變形行程、變形量和變形功進行模鍛時，q = 0.9～1.1；
②鍛件需要較小的變形行程和變形功進行模鍛時q = 1.3；
③鍛件只需要很小的變形行程，但需要很大的變形力進行精壓時q = 1.6。
（2） P = (17.5～28) K·F總(KN)
公式中：
P —— 摩擦壓力機噸位(KN)；
F —— 鍛件連同飛邊的總投影面積(cm2)；
K —— 鋼種系數(shù)，參照第三單元設備噸位計算一節(jié)；
(17.5～28) —— 系數(shù)28用于變形困難(如擠壓變形，有飛邊變形等)及生產(chǎn)率高的條件之下，反之取17.5。
上式適用于錘擊2～3次成形時所需設備的噸位計算。如果需一次錘擊成形應按計算增大一倍。
三、熱模鍛壓力機
熱模鍛壓力機上模鍛的特性是受壓力機本身結構特點所決定的。
具有如下特點：
（1） 機架和曲柄連桿機構的剛性大，工作中彈性變形小。
（2） 滑塊具有附加導向的象鼻形結構，從而增加滑塊的導向長度，提高了導向精度。
（3） 壓力機的工作行程固定，一次行程完成一個工步。
（4） 設有自動頂出裝置。
根據(jù)模鍛壓力機的工作特性，模鍛工藝具有如下特點：
（1） 與模鍛錘相比，熱模鍛壓力機滑塊行程一定，速度慢。在一次行程中，坯料就能完成預定的變形。所以，變形中坯料中部變形大而易向水平方向劇烈流動，形成很大飛邊，造成型槽深處金屬不容易充滿。同時比錘上模鍛更容易產(chǎn)生折疊，這對于橫截面形狀復雜的鍛件更為突出。為了在壓力機上順利地鍛出這類鍛件，必須采用制坯工步，使坯料接近鍛件形狀，因而要求正確設計模鍛工步。
（2） 模鍛錘錘頭每分鐘行程次數(shù)多，并可根據(jù)坯料變形的要求控制錘擊輕重。對鍛件拔長，滾壓等到工步操作方便。熱模鍛壓力機進行拔長滾擠工步則比較困難，因此對于橫截面相差很大的長桿類制坯件，需要采用拔長，滾擠時需借助其它設備如空氣錘、輥鍛機、平鍛機等進行制坯。
（3） 在錘上模鍛時，坯料表面的氧化皮比較容易被打落吹掉，熱模鍛壓力機上模鍛則較困難，尤其是坯料上下兩端面的氧化皮容易壓入鍛件表層。因此必須使用電加熱及其它少無氧化的加熱方法。
（4） 由于熱模鍛壓力機導向精度高，并采用帶有導向裝置的組合模，所以能鍛出精度較高的鍛件。各個工步的型槽制作在更換方便的鑲塊上，并用緊固螺釘緊固在通用模架上。工作時上下模塊不產(chǎn)生對擊。鑲塊模的尺寸比錘上用模小得多，從而有效地節(jié)約了模具材料。而且鑲塊模的制造、使用、修理也方便得多。
（5） 充分地運用熱模鍛壓力機特性，模鍛中可以得到精度較高的鍛件，鍛件機械加工余量的平均值在0.4～2 mm范圍內(nèi)，較錘上模鍛件小30～50 %，公差也相應減少，一般為0.2～0.5 mm。還可有效地提高鍛件的材料利用率和勞動生產(chǎn)率。
熱模鍛壓力機噸位的確定是根據(jù)鍛件終時的最大變形抗力來計算確定的。
鍛造壓力P可按下列經(jīng)驗公式進行計算：
P = (64～73) KF
公式中：
F —— 包括飛邊橋部在內(nèi)的鍛件投影面積 (cm2)；
K—— 鋼種系數(shù)，參照第三單元設備噸位選擇內(nèi)容。
對于外形簡單，圓面較大，筋厚而低，以及壁較厚的鍛件，復雜系數(shù)取小值，反之取大值
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各設備相關比較 |
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參 數(shù) 名 稱 |
蒸汽錘 |
螺旋壓力機 |
曲柄壓力機 |
中機程控鍛錘 |
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打擊速度(m/s) |
4～7 |
0.6～0.8 |
0.3～0.7 |
4～6 |
|
冷擊時間(ms) |
2～3 |
30～60 |
30～60 |
2～3 |
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成形接觸時間(ms) |
5～15 |
30～150 |
80～120 |
5～15 |
|
打擊頻率 |
80～100 |
6～15 |
40～80 |
80～110 |
|
靈活性 |
好 |
差 |
差 |
好 |
|
投資比例 |
1 |
1～2 |
4 |
1 |
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適應性 |
多品種小批量 |
單一零件大批量 |
單一零件大批量 |
多品種小批量 |
|
結構復雜 |
最簡單 |
一般 |
最復雜 |
簡單 |
|
自動化程度 |
差 |
差 |
好 |
好 |
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鍛造原理 |
小能量多次錘擊成形 |
一次沖擊壓力成形 |
靜壓力成形 |
小能量多次錘擊成形 |
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工作精度 |
差 |
差 |
高 |
高 |
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能源消耗比較 |
15 |
2～3 |
3 |
1 |
鍛件在選擇相似設備能力鍛造時，鍛壓設備能力間的換算關系為：1t模鍛錘（雙作用錘）相當于(1.5～1.8) t單作用模鍛錘，相當于10000 KN熱模鍛壓力機，相當于3500～4000 KN摩擦壓力機。
