Способ определения коэффициента контактного трения при пластическом деформировании заготовки

Способ определения коэффициента контактного трения при пластическом деформировании заготовки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением. Целью изобретения является повьшение достоверности результатов за счет определения козффициента трения по двум контактным поверхностям деформирования заготовки. Указанная цель достигается за счет того, что деформируют заготовку по отверстию дорном (деформирующий инструмент), перемещаемым с постоянной осевой силой, после стабилизации последней вращают дорн и фиксируют на нем крутящий момент. После останова дорна вращают обойму (калибрующий инструмент) и измеряют дважды крутящий момент на нем, а коэффициент контактного трения определяют расчетным путем по приведенной в описании изобретения формуле. & (Л оо о оо со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 N 19/02 // С 0) N 3/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3934534/25-28 (22) 23.07.85 (46) 15.04.87.Бюл. )) - 14 (71) Устиновский механический институт и Физико-технический институт со специальным конструкторским бюро и опытным производством Уральского научного центра АН СССР (72) И.N.Жвик, И.Б.Покрас, В.В.Тарасов и И.И.Янченко (53) 620.178.62 (088.87 (56) Авторское свидетельство СССР

У 823972, кл. G О1 N 3/58, 1981.

„„Я0„„1303903 A 1 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА КОНТАКТНОГО ТРЕНИЯ ПРИ ПЛАСТИЧЕСКОМ ДЕФОРМИРОВАНИИ ЗАГОТОВКИ (57) Изобретение относится к области обработки металлов давлением. Целью изобретения является повьппение достоверности результатов за счет определения коэффициента трения по двум контактным поверхностям деформирования заготовки. Указанная цель достигается за счет того, что деформируют заготовку по отверстию дорном (деформирующий инструмент), перемещаемым с постоянной осевой силой, после стабилизации последней вращают дорн и фиксируют на нем крутящий момент.

После останова дорна вращают обойму (калибрующий инструмент) и измеряют дважды крутящий момент на нем, а коэффициент контактного трения определяют расчетным путем по приведенной в описании изобретения формуле.

03903

М и Р

10 в р ем я между и зме ре ниямиМ иМ

r — средний радиус очага деформации с внутренней стороны заготовки;

15 R — р адиу с к алиб рующег о инструмента; ос — угол заходного конуса деформирующего инструмента.

20 Пример осуществления способа.

Определяли коэффициент контактного трения для операции дорнования в жесткой обойме со смазкой петролатум (ГОСТ 4096-62).

Параметры экспериментальных образцов: исходный радиус наружной поверхности детали (R,) 24,8; исходный радиус внутренней поверхности (r ) — 20 мм; длина — 75 мм; материал — латунь Л62.

Параметры дорна (деформирующий инструмент): радиус калибрующего участка — (r„) — 20,4 мм, угол заходного конуса (oL) — 5 ; шерохова35 тость поверхности по Ra = 0,032 мкм в разных направлениях (изотропная); материал — твердый сплав ВК8.

Параметры обоймы (калибрующий инструмент): радиус наружной поверх40 ности — 50 мм, радиус отверстия (R,) 25 мм; материал — сталь У7А; длина обоймы 80 мм; шероховатость рабочей поверхности (отверстия) по

Ra = 0,054 мкм в разных направлени45 ях (иэотропная).

K-M ) r sind(М, (К1) (Р— М cosa() R где М и М вЂ” крутящий момент на каf Я либрующем инструменте;

1 13

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для определения среднего ,коэффициента контактного трения при различных операциях листовой штамповки полых, осесимметричных заготовок — дорновании в жесткой и упругой обойме, вытяжке с утонением, редуцировании и волочении труб на оправке, а также для комбинированных схем обработки при стационарном очаге течения.

Цель изобретения — повышение достоверности результатов за счет определения коэффициента трения по двум контактным поверхностям деформирования заготовки.

Способ определения коэффициента контактного трения при пластическом деформировании заготовки осуществляют следующим образом.

Вдоль отверстия заготовки перемещают деформирующий инструмент (дорн) с постоянной осевой скоростью. Эту скорость выбирают, исходя из конкретных условий обработки. Дерн перемещают до момента стабилизации осевого усилия, которое фиксируют с помощью записанной диаграммы "сила-путь".

Сообщают инструменту вращение с окружной скоростью, равной скорости осевого перемещения, и измеряют крутящий момент. Охватывают заготовку калибрующим инструментом (обойма), рабочий участок которого располагают в рабочей зоне деформирующего инструмента. После измерения крутящего момента на дорне останавливают последний при стабилизации силы сопротивления заготовки деформирующему инструменту. Приводят во вращение обойму со скоростью, равной осевой скорости скольжения деформированной части заготовки относительно калибрующего инструмента перед остановкой.

При этом скорость рассчитывается из условия равенства объемов металла до и после деформации.

Измеряют по меньшей мере дважды крутящий момент на калибрующем инструменте, а коэффициент контактного трения определяют по формуле соответственно, крутящий момент и осевое усилие на деформируемом инструменте; коэффициент пропорциональности, соответствующий изменению длины деформированной части заготовки за

Эксперименты проводились на испытательной машине, позволяющей производить дорнование при одновремен5р ном поступательном и вращательном движении инструмента, а также включать и выключать привод вращения по ходу обработки, Машина оснащалась специальным приспособлением, позво55 ляющ м независимо прикладывать крутящий момент к обойме (калибрующему инструменту) и к дорну (деформирующему инструменту). Запись осевой силы и крутящих моментов производилась (ИК М 2) r s in ) (K — 1) (Pr. — М cosW) R

Способ определения коэффициента контактного трения при пластическом

45 деформировании заготовки, заключающийся .в том, что перемещают с постоянной осевой скоростью вдоль отверстия заготовки деформирующий инструмент с изотропной шероховатой поверхностьи, фиксируют осевое усилие, Составитель В.Данилов

Редактор А.Долинич Техред M.Õîäàíè÷

Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 1300/43 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

3 13039 с помощью измерительных устройств, которыми снабжена машина. Моменты кручения инструмента и обоймы фиксировались на одну диаграмную ленту последовательно.

Первоначально, после введения деформирующего инструмента (дорна) в отверстие заготовки со скоростью

V = 50 мм/мин и достижения установившейся стадии деформирования фиксировалась величина осевого усилия

P = 16800H (1680 кг).

Затем дорну задавалось вращение со скоростью, равной скорости осевого перемещения, что в пересчете на числа оборотов, отнесенных к среднему радиусу (r = 20;2 мм) очага деформации с внутренней стороны составило 2,5 мин (V — V 50 мм/мин) ° При этом фиксировалась величина кру- 20 тящего момента — М = 145 Нм (14,5 кгм). 1Тосле чего вращение деформирующего инструмента было остановлено и задано вращение калибрующему инструменту (обойме) со ско- 25 ростью, равной скорости осевого скольжения деформированной части заготовки относительно обоймы

3,4 мин (V=V = 46, 5 мм/мин. В это жа время фиксировался момент кру- 30 чения на обойме М, = 333 Нм (33,3кгм), причем длина продеформированной части заготовки составила а„= 20 мм.

Затем производилось вторичное измерение момента M = 360 Нм (36 кгм), 35 а .длина заготовки составила а2 =

50 мм. Следовательно, К = 2,5. Величина коэффициента трения при этом составила М = 0,114.

Формула изобретения

03

4 одновременно сообщают инструменту вращение с окружной скоростью, равной скорости осевого перемещения, и измеряют крутящий момент, который учитывают при определении коэффициента контактного трения, о т л и ч а юm и и с я тем, что, с целью повышения достоверности, охватывают заготовку калибрующим инструментом с изотропной шероховатой поверхностью, который располагают в рабочей зоне деформирующего инструмента, измеряют крутящий момент на деформирующем инструменте и останавливают последний при стабилизации силы сопротивления заготовки деформирующему элементу, приводят во вращение калибрующий инструмент со скоростью, равной осе- вой скорости деформированной части заготовки относительно калибрующего инструмента перед остановкой, измеряют по меньшей мере дважды крутящий момент на калибрующем инструменте, а коэффициент контактного трения определяют по формуле где М и М вЂ” крутящий момент на ка1 2 либрующем инструменте, М вЂ” крутящий момент на деформирующем инструменте;

P — осевое усилие на деформирующем инструменте;

К вЂ” коэффициент пропорциональности, соответствующий изменению длины деформированной части заготовки — за время между измерениями М

f и М

r — средний радиус очага деформации с внутренней стороны заготовки;

R — радиус калибрующего инструмента;

d — угол заходного конуса деформирующего инструмента.

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4