以水基液體為工質的液壓機。水壓機在機械工程中主要用於鍛壓工藝。它的特點是:工作行程大,在全行程中都能對工件施加最大工作力,能更有效地鍛透大斷面鍛件,沒有巨大的衝擊和雜訊,勞動條件較好,環境污染較小。水壓機特別適用於鍛壓大型和難變形的工件。水壓機分為自由鍛造水壓機、模鍛水壓機、衝壓水壓機和擠壓水壓機等。

  自由鍛造水壓機 用上、下鍛砧和簡單工具進行自由鍛,主要用於單件和小批批生產。80000~150000千牛的大型自由鍛造水壓機是制造重型機器的關鍵性設備。從19世紀末期美國制成第一臺126000千牛的自由鍛水壓機以來,全世界曾先後制造過20多臺10萬千牛以上的水壓機。其中,中國在20世紀60年代初制成2臺(見彩圖)。60年代中期以後,由於鍛壓工藝的改進,需要的水壓機規格有所降低,新制的自由鍛造水壓機一般都不大於80000千牛。為進行相當於30~50千牛鍛錘的鍛壓而研制出小型快速鍛造水壓機,每分鐘可鍛壓100次以上。自由鍛造水壓機一般采用立式上傳動結構,有3個工作缸,在輸入高壓液體後,可獲得3級不等的工作力。

3萬噸模鍛水壓機的結構示意圖 張景利 石朝龍繪

  模鍛水壓機 主要用於模鍛飛機、航天器的鋁、鋁合金和鎂合金鍛件,以及不銹鋼、特殊合金鋼、鈦合金等各種高溫、高強度合金鍛件。模鍛水壓機比自由鍛造水壓機具有更大的工作力、更大的工作臺面積和更高的結構剛性。

  40年代德國最先制造出180000千牛的巨型模鍛水壓機。此後,美國、中國、聯邦德國、英國和法國先後制成180000千牛以上的巨型模鍛水壓機18臺。

  大型模鍛水壓機采用立柱-橫梁式剛性框架結構,由泵-蓄能器驅動。通常有4~8個立柱和1~8個工作缸。巨型水壓機的立柱除傳統的圓柱形外,還有用多塊鍛鋼厚板組成的矩形截面的,其兩端用T形端頭與上、下橫梁緊固聯接。為保證模鍛件的精度,框架和聯接幾個框架的縱向大梁必須具有足夠的剛度,並采用液壓或電-液自動伺服系統來控制活動橫梁在受偏心載荷時的傾斜度。中國於1971年制造的300000千牛水壓機的活動橫梁,在縱向偏心400毫米、橫向偏心200毫米條件下,傾斜度不超過0.15毫米/米。

  多向橫鍛水壓機用於鍛造復雜的、有空腔的模鍛件。它除通常的垂直框架和工作缸外,還有水平方向的框架和工作缸。這些工作缸可以單獨或聯合工作,可用多個沖頭從不同方向同時或順序對模具內的坯料加壓,以獲得形狀復雜的精鍛件。

  沖壓水壓機 用於厚板料在熱態或冷態下的沖裁、拉深、折彎等工藝,在鍋爐和容器制造中應用較多。雙動沖壓水壓機先用壓料板將板料邊緣壓緊,然後用凸模對板料拉深。沖壓水壓機的規格大部分在50000千牛以下,結構多為四柱立式和框架式。

  擠壓水壓機 用於型材和零件的擠壓,多為臥式結構,規格多數在50000千牛以下,最大的達200000千牛。