精密鍛造是生產(chǎn)強度高、輪廓形狀復雜、表面質(zhì)量高和公差嚴格的零件的工藝方法。而無飛邊精密鍛造的基本前提條件是體積準確的鍛造毛坯。在鍛造鋼制工件時，最常使用的下料方法是鋼坯剪斷機。

      在模鍛時，鍛造毛坯在一級或者多級鍛模中被鍛造成具有一定幾何形狀的產(chǎn)品。對于細長鍛件（即鍛造工件的長度尺寸明顯的大于其橫截面尺寸的工件）在鍛造時通常都包括毛坯質(zhì)量的預先重新分布、橫截面成型和最終成型等若干個鍛造步驟。在傳統(tǒng)的成型鍛造中，多余的材料通常都會成為鍛件的毛邊，需要在終鍛前去除這些毛邊。 

      近幾年，鋼材的熱鍛造成形加工工藝有了很大的發(fā)展和變化。除了新的鍛造模具和鍛造設備以外，鍛造工藝的改進還表現(xiàn)在經(jīng)濟性和鍛造質(zhì)量的提高上。其中，無毛邊鍛造的意義也顯得越來越重要。

      精密鍛造是一種替代傳統(tǒng)復雜幾何形狀工件鍛造的經(jīng)濟型技術。例如連桿類工件，若不采用精密鍛造則需要進行復雜的機械加工才能達到精密鍛造的效果。而利用精密鍛造，則可以經(jīng)濟的實現(xiàn)IT8~IT10級的公差。由于無毛邊精密鍛造不會出現(xiàn)毛邊，因此省略的不僅是鍛造時的去毛邊工序，而且還節(jié)約了鍛造毛邊所占用的金屬材料。而要做到這些的前提條件是：與鍛造零件相適應的鍛造生產(chǎn)過程。這個過程包括：與工件質(zhì)量準確一致的質(zhì)量預成形（如楔橫軋）、在封閉的鍛模中墩粗、得到預想的橫截面尺寸、以及最終的精密鍛造。

      而成形較小、尺寸準確、體積恒定的鍛模毛坯是正常無毛邊模鍛的基礎。對于大多數(shù)的鋼制模鍛工件，鍛造毛坯通常是由鋼棒下料設備下料。與鋸割相比較，這種剪式鋼棒剪切設備具有高速、高精度的特點，并且由于省略了鋸縫則具有很高的材料利用率。

      為了保證剪切下料時的準確性，需要在鋼棒剪切機的輔助設備中對下料后的毛坯質(zhì)量和體積進行復查，并對生產(chǎn)工藝參數(shù)，如剪的縫隙尺寸和剪裁速度等進行調(diào)整。只有毛坯的剪切面更加平整，與鋼棒軸線更加垂直時，才會有更加好的毛坯裁剪質(zhì)量。在剪裁刀口處的激振器（圖1）能夠同時對剪裁面的多個工藝參數(shù)進行改進。除了提高剪裁面的表面質(zhì)量之外，它還將剪裁時棒料剪切面的傾斜角度減少到了1以內(nèi)，減少表面的波浪。這種帶有激振器的剪裁設備尤其適合于剪裁那些要求平直，或剪切面沒有缺陷的鍛造毛坯。因此，在無毛邊的精密鍛造中，使用這種裁剪設備是最理想的。

圖1 鋼棒裁剪機的工作原理

      在IPH進行的一個研究項目中，就剪裁刀具激振器對剪裁結果的影響進行了試驗（圖2）。試驗的目的是，聽覺范圍內(nèi)的低頻振動對剪裁面質(zhì)量提高的影響，以及剪裁面質(zhì)量提高的原因分析。為了達到這一目的，對激振器各種不同的可能性進行了試驗分析，使用了壓電激振、液壓激振和機械震動等各種激振方法。

圖2 利用激振裝置提高鋼棒裁剪橫截面的質(zhì)量

      在前期試驗中，利用液壓激振方法進行的裁剪刀具激振試驗指出：通過液壓激振器可以達到提高棒料裁剪截面質(zhì)量的目的。這種改進進一步提高了截面鍛造質(zhì)量。

      在提高鋼棒裁剪斷面質(zhì)量的措施中，裁剪間隙的調(diào)整起著決定性的作用。裁剪間隙指的是鋼棒裁剪機兩刀口之間的水平距離。剪裁間隙的調(diào)節(jié)與剪裁機床的剛性、鋼棒的直徑和被剪裁原材料的摩擦學特性有著極大的關系。剪裁間隙影響最大的是橫截面的平面度和剪裁面與工件軸線的角度。在裁剪過程中，剪裁間隙的增大將會導致切斷面的平面度變差。剪裁機床的剛性對剪裁間隙增大的影響至今還沒有進行檢驗。 

      在與漢諾威大學萊布尼茲成形加工技術和成形加工設備研究所（IFUM）共同進行的研究項目中，IPH對采集到的數(shù)據(jù)進行了嚴格的檢測，對能夠得到平整采集橫截面的剪裁間隙進行了數(shù)字化分析，從而總結出一套檢測液壓激振鋼棒裁剪機合適剪裁間隙的方法。下一步，將經(jīng)過驗證使其成為一個專用模塊設備，并投放市場。對于其他液壓激振的鋼棒裁剪機，將研制一種通用的設備模塊，再進行實際的剪裁驗證。在整個試驗過程中，研究工作得到了兩家著名鋼棒裁剪機生產(chǎn)廠家的幫助和支持。由于總結出了剪裁縫隙擴展的一般規(guī)律，如果有可能今后還將對液壓激振鋼棒裁剪機的間隙進行計算，使得刀口間隙的調(diào)整工作更加簡單，使用效果更好。