3. Процесс удара. К.П.Д. Удара

Начало деформирования на молотах начинается при наибольшей скорости подвижных частей, которая может быть при установленном оператором режиме управления. Характер изменения скорости от наибольшего до нуля зависит только от сопротивления поковки деформированию.

Кинетическая энергия удара для молота с неподвижным шаботом:

, (4)

где m₁, V₁ - масса и скорость подвижных частей.

Для молотов с подвижным шаботом:

. (5)

В машиностроении, в частности при проектировании молотов, рассматривая процесс удара, можно допустить, что при столкновении абсолютно жестких тел возникают ударные силы, импульс которых во много раз больше импульсов всех внешних сил, приложенных к системе соударяемых тел. Поэтому можно допустить, что удар считается центральным, шабот свободным телом, работа трения в узлах молота мала.

На основе закона сохранения количества движения:

, (6)

где - скорости бабы и шабота после удара;

- масса бабы и шабота;

- скорость бабы и шабота;

- скорость общего центра масс.

Процесс удара состоит из двух фаз.

Первая фаза - нагрузочная, когда бойки или штампы деформируют поковку, сближаясь между собой. К концу этой фазы скорости подвижных частей и шабота становятся одинаковыми и равными . Кинетическая энергия удара составит:

, (7)

где - энергия на пластическую деформацию поковки;

- энергия упругой деформации;

- кинетическая энергия системы центра масс.

Вторая фаза удара - разгрузочная. В течение этой фазы и переходят в энергию отражения.

Величина энергии отражения зависит от жесткости удара и определяется коэффициентом восстановления скорости при ударе:

, (8)

где К - зависит от упруго-пластических свойств поковки и характера деформации в самом штампе.

Для абсолютно упругой поковки К = 1, для абсолютно пластической К = 0.

В реальности для стали в интервале ковочных температур (1100 - 1200 С) принимают К = 0,15  0,4 - при штамповке в заготовительном ручье, К = 0,05  0,5 при штамповке в окончательном ручье. При жестком ударе К = 0,75  0,8.

Конечные скорости после удара будут:

, (9)

. (10)

Кинетическая энергия отражения:

. (11)

Для молотов с неподвижным шаботом (V₂ = 0):

. (12)

Для молотов со встречным ударом (V₂  0):

. (13)

Величина энергии пластического деформирования:

. (14)

Для молотов с неподвижным шаботом:

. (15)

Для молотов со встречным ударом:

. (16)

к.п.д удара:

. (17)

Для шаботного молота:

. (18)

Для молота со встречным ударом - бесшаботного:

. (19)

Для шаботных молотов - коэффициент масс.

. (20)

При отношении К_М и соответственно к.п.д. - _y изменяется незначительно, но с учетом повышения жесткости и снижения вибраций на фундаменте для современных штамповочных молотов и К_М = 10  15 для ковочных.