鍛壓裝備的發展歷程

機械裝備主要具備能量的傳輸與分配、運動及力的變換與控制功能，實現基于規定生產率的、穩定安全的工業化生產任務。機床作為機械裝備的一種，主要分為切削加工機床與成形機床兩大類，而鍛壓裝備作為塑性成形設備，是最主要的成形機床，是針對具體材料，在強大的壓力作用下，實施規定的工藝，在一定的成形溫度、應變速率及生產率下，進行工業化、批量化生產的機械裝備。材料——工藝——裝備的一體化是鍛壓裝備有別于其他機械裝備的顯著特點。

鍛壓裝備主要經歷了蒸汽一代（蒸汽-空氣錘時代）、電氣一代（交流異步電動機驅動時代）。人們為了制造工具，最初是用人力、畜力轉動輪子來舉起重錘鍛打工件的，這是最古老的鍛壓機械。14世紀出現了水力落錘。15～16世紀航海業蓬勃發展，為了鍛造鐵錨等，出現了水力驅動的杠桿錘。18世紀出現了蒸汽機和火車，因而需要更大的鍛件。1842年，英國工程師內史密斯創制第一臺蒸汽錘，開始了蒸汽動力鍛壓機械的時代。1795年，英國的布拉默發明水壓機，但直到19世紀中葉，由于大鍛件的需要水壓機才應用于鍛造。隨著交流異步電動機的發明，相繼誕生了機械壓力機、液壓機、螺旋壓力機、液壓仿形旋壓機、冷鐓自動機等鍛壓裝備。19世紀末出現了以電為動力的機械壓力機和空氣錘，并獲得迅速發展。第二次世界大戰（簡稱二戰）前后，鍛壓裝備呈現出了向重型和大型方向發展的趨勢，大型模鍛液壓機是機械制造業不可或缺的重要裝備，也是一個國家科技水平、綜合國力的重要標志，更是維護國家安全的戰略裝備。德國于1934年制造了70MN模鍛液壓機，1938—1944年又先后制造了300MN模鍛液壓機1臺、150MN模鍛液壓機3臺。英國于1937年制造了120MN模鍛液壓機1臺，其他國家都沒有萬噸模鍛液壓機。

大型模鍛液壓機是發展航空、航天工業必不可少的裝備，其他重要工業部門也需要大型鍛件，如燃氣輪機用大型輪盤鍛件、各類發動機葉片、大型船用模鍛件、電站用大型模鍛件、壓力容器鍛件，以及其他類型民用品模鍛件的生產，都離不開大型壓力機。750MN模鍛水壓機、1500kJ對擊錘、66MN板料沖壓壓力機、160MN熱模鍛機械壓力機，我國在近10多年來相繼研發成功的185MN自由鍛造液壓機、360MN立式擠壓機、220MN臥式擠壓機、400MN模鍛水壓機、800MN模鍛水壓機、355MN離合器式高能螺旋壓力機等重型鍛壓機械，萊菲爾德（LEIFELD）公司設計制造了世界上最大強力旋壓機ST650H9100（該機可強旋13m長的高精密管），等等，形成了門類齊全的鍛壓機械體系。

鍛壓裝備就是各種壓力機，而壓力機的作用是將一個或者多個力和運動施加到模具上，從而對工件進行塑性加工。鍛壓裝備技術主要以實現塑性加工中的材料及變形條件、負載、傳動與驅動的最佳能量和運動匹配為目的，研究固體、流體、氣體物質及電、磁、溫度、光等物理場的相互作用機理，以及驅動、傳動、負載之間的運動、動力等特性變換和調控方法。

根據所采用的生產工藝鍛壓設備可分為成形用的鍛錘、機械壓力機、液壓機3類主要的鍛壓設備，以及開卷機、矯正機、剪板機、剪切機、鍛造操作機等輔助設備。

若按金屬毛坯變形區域的大小，可將鍛壓設備分為整體成形設備與局部成形設備兩大類。

整體成形設備是指對整個毛坯進行一次或多次打擊（壓制）而形成工件的成形設備，其滑塊錘頭的運動形式多為直線往復運動，故又稱為直線成形設備。整體成形設備可根據加工毛坯的幾何形態分為三類：體積成形設備、板料成形設備和粉末成形設備。體積成形設備加工的毛坯為塊料、厚板料或棒料，整體成形時整個毛坯產生較大的塑性變形，形狀與橫截面積都有較大變化，制后毛坯的表面積與體積之比顯著增大，相應的工藝有模鍛、擠壓等，相應的設備有熱模鍛壓力機、擠壓壓力機等。板料成形設備加工的毛坯為板料、條料或帶料。壓制時局部材料產生較大的塑性變形，壓制后整個毛坯的形狀產生顯著的變化，而厚度一般變化很小。這類變形往往伴隨有彈性回復現象，相應的工藝如彎曲、拉深，相應的設備有板料折彎機、拉深壓力機等。粉末成形設備加工的毛坯為粉料，壓制時不僅有塑性變形，而且產生壓實，壓實可減少粉料間的孔隙，提高相對密度。相應的工藝有粉末鍛造、粉末擠壓等，相應的設備有螺旋壓力機、機械壓力機及液壓機等。

局部連續成形設備是指連續對毛坯的局部順序壓制而最終形成工件的成形設備。這類設備連續地使毛坯局部產生塑性變形，最終使整個坯料都經歷了變形階段，從而獲得要求的工件。相應的設備有輥鍛機、楔橫軋機、擺輾機和旋壓機等。在用這類設備加工工件的過程中，或工模具旋轉而坯料做直線運動，或坯料旋轉而工模具做直線運動，或工模具及坯料均作旋轉運動，故該類設備又統稱為回轉成形設備，如擺輾機和輥鍛機。

若按鍛壓設備的機械傳動特性（同時也反映了傳動介質種類），可將鍛壓設備分為以下三類：液壓傳動設備、氣壓傳動設備和電動機拖動設備。

但在工業實際中，鍛壓設備常按載荷、能量、行程方面的特點進行分類，鍛壓設備分為以下三類：

（1）載荷限定設備 設備的最大作用力是確定的，完成工藝的能力主要受最大載荷的限制，其傳動介質通常為液體，如液壓機。

（2）能量限定設備 設備每次打擊輸出的能量是事先調定的，完成工藝的能力取決于打擊時執行機構釋放的能量，其傳動介質通常為蒸汽或空氣，如鍛錘。

（3）行程限定設備 設備滑塊的行程是確定的，完成工藝的能力因行程位置而異，其傳動介質通常為皮帶或齒輪等機械零部件，如機械壓力機（俗稱曲柄壓力機）。