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螺旋壓力機依靠螺旋副將旋轉運動轉化為滑塊的直線運動來進行工作。按作用力的性質，可將其分為兩類：一類是沖擊力；另一類是靜壓力。通常所講的螺旋壓力機主要是指沖擊力。其工作過程類似于錘，又稱之為螺旋錘。
 表1—12為機械壓力機、錘與螺旋壓力機三種鍛壓設備的性能比較。從表l-2中可以看出，螺旋壓力機在成形加工過程中具有獨特的優勢，它兼有鍛錘和機械壓力機的優點，而克服了兩者的缺點。其主要特點如下：①由于其行程不固定，可消除機械壓力機因機身變形對工件精度的影響，適應性廣，可通過多次打擊獲得所需變形；②由于變形速度相對于鍛錘低，有利于金屬充分再結晶，特別適合于低塑性合金鋼和有色金屬鍛造；③打擊力可以較準確地控制；④由于沖擊振動小，不但減少了基礎投資，也大大改善了勞動條件。采用模具打套的方法，在螺旋壓力機上可以獲得較高的鍛件精度，比曲柄壓力機高l一2級。比錘上模鍛高2～3級。
螺旋壓力機在塑性加工中具有十分重要的地位。根據中國鍛壓協會提供的資料，目前螺旋壓力機是我國應用最為廣泛的模鍛設備，占全部模鍛設備的37％，超過蒸空模鍛錘(31．4％)及熱模鍛壓力機(3．4％)的總和。
1．螺旋壓力機的發展簡史
螺旋壓力機是最古老的成形設備之一，具有十分悠久的發展歷史。很久以前，歐洲就有木制螺旋壓力機，用來壓制葡萄汁和橄欖油。15世紀德國人Joharm Gensleisch(1400～1468)在木制螺旋壓力機的基礎上，制成了螺旋印刷機，它可以說是螺旋壓力機和其他機械壓力機的老祖宗。在歐洲語言中，壓力和印刷(Press)這兩個詞的詞根相同。16世紀初，意大利人采用螺旋壓力機壓制金屬藝術品和硬幣。18世紀以前，由人力驅動的螺旋壓力機，到19世紀中葉，出現了由蒸汽驅動的機械壓力機。
最早用于現代工業化大生產的螺旋壓力機，靠摩擦盤傳遞動力，簡稱摩擦壓力機。它在19世紀初開始使用。1877年德國公布了摩擦壓力機的首個專利。由于結構簡單，工作可靠，摩擦壓力機至今仍在廣泛應用。其最大的缺點是摩擦傳動效率低，約為50％～55％，其總效率僅為20％～25％。近百年來，人們一直尋求改進的方法，主要目標是：①提高傳動效率，降低能耗；②加大設備噸位，提高工作能力；③提高打擊能量的控制精度和操作的自動化程度。
20世紀是螺旋壓力機大發展的時期。20世紀20年代，人們開始研制液壓螺旋壓力機，40年代末期投人工業應用。20世紀30年代，前蘇聯開始電動螺旋壓力機的研制，20世紀50年代末期，德國開始生產螺旋壓力機，到70年代末，德國辛佩坎公司研制成功離合器式螺旋壓力機。20世紀末期，日本Enomoto公司開發研制成功伺服驅動電動螺旋壓力機。
進入2l世紀，螺旋壓力機仍在蓬勃發展，已經形成品種多樣、規格齊全、自動化程度高的特色，為人類文明的發展繼續作出貢獻。
2．幾種典型的螺旋壓力機
(1)摩擦壓力機 摩擦壓力機是現代工業最早出現的螺旋壓力機，它具有結構簡單，價格低廉的優點，迄今已有近200年的歷史，仍在廣泛使用。除了 用在鍛壓行業外，亦用于建材行業。
摩擦壓力機的主要問題是電動機需帶動摩擦盤始終高速旋轉，而飛輪在一個循環中還需改變旋轉方向，在換向時飛輪和摩擦盤產生嚴重打滑。這不但低了傳動效率，也加劇了摩擦帶的磨損。為解決這一問題，20世紀就有人進行了改進，先后開發了三盤式和雙電動機獨立驅動的摩擦壓力機。由于摩擦盤工作和回程具有不同的速度特性，摩擦盤和飛輪間的相對滑動速度得以降低，設備性能得到一定改善。但是由于增加了結構和操作的復雜性，從而增加了制造和維修費用，未能得到廣泛應用。
壓力機效率低，打擊力控制不精確，不適合于大噸位。但由于造價方面的優勢，中小噸位尤其小噸位螺旋壓力機，目前仍以摩擦壓力機為主。我國最大噸位的摩擦壓力機是青島鍛壓機械公司在2004年研制的31500kN摩擦壓力機。
目前，這類螺旋壓力機的發展主要方向有：①提高控制水平，一些先進的摩擦壓力機甚至裝有碼盤檢測飛輪速度；②提高自動化程度，清華大學研制了摩擦壓力機的工業計算機控制系統，可實現打擊能量選擇、工作尺寸控制、抽真空、上下料機械手等多項自動化工作。該系統用于壓磚生產線。
(2)液壓螺旋壓力機 與摩擦傳動相比，液壓傳動有更高的效率。液壓泵的總效率在70％～80％，而柱塞泵則可達到90％以上，還可利用蓄能器儲存減速制動時的能量。在20世紀20年代，開始研制液壓螺旋壓力機，以求發展更大噸位的設備。1948年美
國Bliss公司研制成功6300kN樣機。1972年德國Hc]ever公司制造了當時世界最大的63000kN壓力機，設計噸位則達到250000KN。
液壓螺旋壓力機按驅動方式分為兩種——液壓缸驅動(推缸式)和液壓馬達驅動(副螺桿式)。液壓螺旋壓力機的效率大大提高，其加速傳動效率在60％～70％，并且系統工作壽命大大提高；但與摩擦壓力機相比，其結構復雜，維修成本也更高些。
(3)電動螺旋壓力機 直接用電動機轉子來代替飛輪，或通過齒輪或傳動帶帶動飛輪旋轉，去除了低效率的摩擦傳動，具有最短的傳動鏈和較高的效率。前蘇聯學者基于這一想法，在1933年研制了電動機直接驅動的2000kN螺旋壓力機試驗機，但由于電動機長期處于正．反轉和起動一停止工作狀態，發熱十分嚴重、溫度達120。C。鑒于當時電動機及控制技術水平的限制，這一問題無法得到解決，研制工作以失敗而中止。直到1966年，法國weinganen公司作了若干改進，才開始批量生產800～23000kN的電動螺旋壓力機。
初期的電動螺旋壓力機并沒有達到人們所預期的效果，原因有兩個：一是電動機頻繁起停，電能損失超過50％，電動機發熱嚴重；二是起動電流過大(是穩定負荷下的3～5倍)，對電網造成巨大沖擊。盡管將單臺電動機驅動改成多臺電動機驅動，情況可以得到一些改善，但仍不能從根本上解決問題。
20世紀70年代以后，由于電力電子技術、電動機技術、計算機控制技術得到了飛速發展，為解決電動螺旋壓力機的問題帶來了契機。德國Lasco公司最先在世界上將變頻器技術用于電動螺旋壓力機。weingarten所生產的電動螺旋壓力饑也采用了變頻技術。它們的主要特點是：
1)采用變頻器使電動機始終處于最佳工作狀態(轉差率為5％～7％)，不但電流大大減小，而且發熱得到大幅度降低。
2)濾波器使起動電流對電網的沖擊進一步減小。
3)采用電磁制動、電能回饋，進一步減少了電能損失。
采用變頻技術，電動機效率提高了3倍，不僅大大提高了整個設備的控制水平及打擊能量，其他參數也可得到更加精確的控制。這就為螺旋壓力機向更加大型化、節能化發展鋪平了道路。
離合器式螺旋壓力機是對摩擦壓力機的一種極為成功的改進，其主要優點是：①效率高，比摩擦壓力機節能30％～40％；②打擊能量大，是摩擦壓力機的3倍，所以又稱高能螺旋壓力機；③生產率高，循環時間僅為摩擦壓力機的70％；④可在大的行程范圍獲得最大打擊力和最大成形速度；⑤悶模時間短，模具壽命長；⑥電流沖擊小，僅為普通摩擦壓力機的1／3左右。
目前，該類壓力機國內已有北京機電研究所、青島鍛壓機械公司等多家廠家生產，設計噸位已達63000kN。
離合器的控制是這種壓力機的關鍵技術。國內不少大學和研究部門對這種離合器的工作原理和結構進行了深入研究。山東大學開發了一種新型快卸壓高能螺旋壓力機，具有結構簡單、卸壓快、傳動效率高的特點。
 3．螺旋壓力機的新進展
(1)交流伺服驅動電動螺旋壓力機 近20多年來，交流伺服驅動技術步入了工業應用階段，與直流伺服驅動相比，表現出極大的優越性。20世紀末，發達工業國家開始將這一技術應用于成形設備。日本ENOMOTO公司在不久前聲稱他們在世界上首次開發成功交流伺服電動機驅動的螺旋壓力機(圖1．3)。它有兩種傳動方式：一種是將扁平型伺服電動機直接安裝在螺桿上(ISOI-)S型)；另一種則是通過傳動帶帶動飛輪旋轉(SOOZI．s型)。由于采用交流伺服驅動，使螺旋壓力機具有更加優越的工作性能：①節能可達50％；②可獲得更高的控制和鍛造精度；③適應性廣，一種設備可完成從小到大的多種鍛件的壓制，更適應小批量多品種的柔性化生產。該產品目前的最大噸位為16000kN，安裝有兩臺100kW的伺服電動機。
 (2)楔型電動螺旋壓力機為了提高螺旋壓力機的抗偏載能力，德國Lasco公司開發了世界首臺SKP型楔式電動螺旋壓力機(圖1．4)。該機采用螺旋帶動楔塊，楔塊推動滑塊上下運動工作。這種傳動形式除抗偏載能力強外，由于楔形機構的增力作用，電動機容量亦可相應減小。
(3)多擊式電動螺旋壓力機 山東大學根據壓磚工藝要求，開發了在一次行程中，具有輕重兩次打擊的電動螺旋壓力機。該機采用高轉矩可逆電動機驅動，螺母與滑塊的連接采用特殊結構，可以實現先輕后重兩次打擊。 總之，摩擦壓力機雖然能耗高、控制精度低，但具有結構簡單、價格低廉的優點，在我國應用十分廣泛，仍具有很大的市場。但從節能考慮，其發展應得到一定控制，尤其應當限制大噸位的摩擦壓力機的發展。
離合器式螺旋壓力機具有效率高、打擊能量大、控制精度高等一系列優點，是當前螺旋壓力機，尤其是大噸位螺旋壓力的發展方向。
由于電力電子、電機、計算機控制技術的飛躍發展。為電動螺旋壓力機注入了新的活力。它不但可以使控制更加精確，而且可將離合器、制動器等耗能部件去除，進一步減少能耗，具有很大的發展前途，應予以足夠地重視。
進一步提高螺旋壓力機的自動化程度，使打擊力、速度、位置等參數的控制更加精確、方便，將是螺旋壓力機今后繼續發展的方向。
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