2.4. Ковочные молоты. Обоснование выбора молота

Ковку выполняют на ковочных молотах и на ковочных гидравлических прессах.

Молот – машина для обработки металлических заготовок ударами падающих частей. По роду привода молоты бывают паровоздушными, действующими от пара или сжатого воздуха давлением 0,7–0,9 МПа, пневматическими, работающими за счет разряжения и сжатия воздуха, находящегося между рабочим и компрессорным поршнями, механическими, подвижные части которых механически связаны с двигателем, гидравлическими, приводимыми в действие жидкостью высокого давления. По способу работы различают молоты простого и двойного действия. В первых падающая часть (баба) падает свободно, под действием собственного веса, а во вторых – дополнительно разгоняется. Скорости бабы высокоскоростных молотов достигают до 25 м/с вместо 3–6 м/с у обычных молотов. Паровоздушные ковочные молоты строят с массой падающих частей 1000–8000 кг, а штамповочные – 630–25 000 кг. На ковочных молотах изготовляют поковки от 20 до 350 кг, как правило, из прокатанных заготовок.

Основание ковочного молота (шабот) имеет массу, значительно (примерно в 15 раз) превышающую массу падающих частей. Шаботы штамповочных молотов еще массивнее – в 2–30 раз больше массы падающих частей. Это обеспечивает высокий к.п.д. удара: и высокую точность соударения частей штампа.

У бесшаботных паровоздушных молотов шабот заменен нижней подвижной бабой, соединенной с верхней бабой механической или гидравлической связью.

Необходимый молот выбирают на основании расчета или по справочным таблицам.

Рассмотрим выбор молота на конкретном примере.

Дана стальная заготовка диаметром d₀=160 мм, высотой h₀= 300 мм. Необходимо осадить заготовку до высоты h₁=200 мм. Предел прочности стали при 20 С _в=750 МПа, а при 1100 С – 35 МПа, к.п.д. =0,8, коэффициент, учитывающий влияние масштабного фактора на предел текучести, =0,65. Коэффициент динамичности, учитывающий влияние скорости деформации на предел текучести при температуре 1100 С равен K_= 2. Высота падающих частей над наковальней – H_м=2 м.

Требуется определить минимальный вес падающих частей молота, выбрать молот и определить необходимое число ударов молота.

Проверка заготовки на устойчивость:

(2.14)

Определим диаметр заготовки после осадки из условия постоянства объема

. (2.15)

Объем заготовки:

. (2.16)

Предел текучести с учетом влияния температуры, скорости деформации и масштабного фактора:

. (2.17)

Определим полную работу деформации

. (2.18)

Выберем наибольшее число ударов молота n=6.

Работа, которая должна быть затрачена на деформацию заготовки за 1 удар молота

. (2.19)

Необходимая минимальная потенциальная энергия падающих частей с учетом к.п.д.

(2.20)

Учитывая, что

, (2.21)

найдем

(2.22)

Принимаем 1-тонный молот.