锻压技术1995年第4期·锻压设备·模锻锤整体刚度系数及打击力的计算／⋯学了摘要本文通过对接锻锤打击弹性体过的分析．结合实验的方法计算出了模锻锤’整体刚度系数，n而虿准确地计算出模镣诬公称空击力和公称终锻力等重要的参数，NorthweslernPo!ytechnicalUniversityBlowForceofStampjngHammerYangKevlLiFuguoLiYunruiAbstractThroughanalyzingtheprocedurethatstampinghammerblowso．nelastomer．thispapercaculatestheequivalentrigiditycoefficientbasedoilexperimentsThusSUChimportantparametersasnominalidleblowk~rceandthenominalfinishforgingf0rceareobtainedmoreaccurate]yThispapermakessomecmatributionloatheoreticalbasisforCOlTeCtdesignandapplicationofstampinghammerKeywordsStampirtghanamerEquivalentrigiditycoefi~entBlowforce模锻锤是广泛使用的锻压设备，锤杆是其中受冲击载荷作用最剧烈的典型零件，它常因冲击疲劳而发生断裂，这不仅影响了锻机的使用寿命，也给使用单位造成巨大的经济损失。因此如何提高锤杆的使用寿命，已成为当今锻压工程界广泛研究的课题之一。模锻锤锤杆的疲劳寿命和其承受的动态负荷密切相美，模锻锤的空击力、打击力是影响其寿命的主要因素，也是设计锻锤内部零件极限强度的重要依据本文通过研究模锻锤打击弹性体的过程，航空科学基金资助项目42结台一定的实验方法得出了在较小打击能量F就可以求出模锻锤整体刚度系数的公式，从而使空击力和打击力的计算更为准确和简便。这种方法适用千各种模锻锤，为正确设计和选用模锻锤提供了重要的理论依据。二、模锻锤打击弹性体过程的理论分析和整体当量刚度系数的计算1．模锻锤打击弹性体过程的理论分析(1)锤头的运动方程在模锻锤砧座上放一块聚氨酯橡胶垫，选定此橡胶垫的刚度和尺寸，使其在锤头打击过程中始终处于弹性状态，且无能量损失，则此～桃㈨理度一埘提整怖司一般摊维普资讯http://www.cqvip.com过程可看成为模锻锤对弹性体的打击过程。l直【J图1所乐。一锤I梗锻锤对弹性体的手r击令机架在打击方向上的整体当量刚度系数为k．．橡胶垫的刚度系数为k，两者的合成刚度系数k由F式计算k=(1)f下于是可看作锤对一个刚度为k的弹性系统的打击。现操纵锻锤以较小的打击能量对橡胶垫打击，以锤头接触橡胶垫的瞬间为开始时刻，则r=0=O，=0o=。为打击初速，通过测试求得。在打击过程中，作用在锤头上的力为(∥一)，则其运动方程为Ⅲ=f一舯(2)式中和Ⅲ分别为落下部分的重量和质量。把上式改写为+∞=g(3)式中∞——圆频率，其值为69=k／Ⅲ上式为二阶常系数非齐次线性方程．其通解为=Asin(∞f+日)+’—晕69一=Ao)cos(o)f+B)=一∞sin(o~t+B)式中A——振幅；日——初始相位。『41(5)f6)代八初始条件，经适当的运算，求出和曰的值分别为=[)+)：]j一arclg)(8)(2)打击波形砧子作用于锤头的力为(kX)，锤头作用于砧子的打击力为F=kXo把的值代人并经适当变换，则冲击力变为，一Aksin(mt+)+(9)打击力波形为一个初相位为、振幅为Ak的半个周期正弦曲线和常数相加而得的波形．如图2所示。A十rg~-，Ⅳd一一一'_⋯⋯一一2打击力渡形锤头的过载系数为：羔一一生sin(∞f+)。g：一isinl,ogt+)(10)一JLluJ锤头的打击过载系数的波形为一个韧始相位为、振幅为Ak／W的半个周期的正弦波，如图3所示。图3过戴系数波形43王维普资讯http://www.cqvip.com打击力和过载值的关系为^11一吉；，一(1一)(11)(3)计算最大打击过载系数和最大打击力a．最大打击过载系数由(1O)式可得最大打击过载系数为一等一(1+)(12)令N=Vow'／g，则呷=一(1+Ⅳ)=一Ⅳ(1+1丁J_21因为0<1<1，所以上式可按幂级数展开，取近似值为=一Ⅳf1+·1)(13)当以N来计算来，计算的绝对误差为一1，相对误差为面，这时长大过载值一Ⅳ一b．最大打击力最大打击力由下式求出一=万⋯式中小能量打击时最大打击力和打击瞬间速度Vo可由测力传感器和测速传感器测得。k为聚氯酯胶垫的刚度。三、模锻锤工作参数的理论分析1．公称空击力P模锻锤在没有锻件的情况下以公称能量进行的打击称为空击，此时的打击力称为公称空击力，它是模锻锤最沉重的且严重影响锻机寿命的载荷。因...
