Способ оценки эффективности технологических смазок при горячей штамповке

Способ оценки эффективности технологических смазок при горячей штамповке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к испытаниям антифрикционных свойств технологических смазок при горячей штамповке . Цель изобретения - повышение точности за счет учета трения на границе зон прилипания и скольжения. Па торцы цилиндрического образца с отнотением d0/h0 l,5-2,0 на-, носят в радиальном направлении метки с шагом не более 0,05 от исходного диаметра dQ, Затем осаживают его со степенью деформации 0,37-0,46 между плоскопараллельными бойками в присутствии технологической смазки. Определяют радиус зоны прилипания по расстоянию от оси образца до метки, неизменившей своего положения после деформации, а также размеры образца после деформации. Определяют коэффициент трения на границе зон прилипания и скольжения, с учетом которого оценивают эффективность смазки. 1 з.п. А-лы, 2 табл. (/)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕаЪБЛИК (Д1) Г 01 Ь 3/56

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ll+IT СССР (21) 4711469/28 (?2) 26.06.89 (46) ?3,05,91, Бюл. f"- 1о (71) Днепропетровский металлургический институт (7?) В.А. ровой, А.П.Грудев и А.И.Должанский (53) 620,178.16?(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Y 1295?99i кл. Г 01 N 3/56, 1985, (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ

ТЕХНОЛО1 ИЧЕСКИХ СИАЗОК ПРИ ГОРЯЩД.

11 ТАИПОВКЕ (57) Изобретение относится к испытаниям антифрикционных свойств технологических смазок при горячей штамповке. Цель .изобретения — повы1 шение точности эа счет учета трения

Изобретение относится к ис";.ытаниям антифрикционных свойств технологических смаэок, используемых при горячей штамповке, Цель изобретения — повышение точности за счет учета трения на границе зон прилипания и скольжения.

Способ оценки эффективности технологических смазок при горячей штампов.Кр осушествляют следующим образом.

Наносят смазку на плоскопараллельные бойки на торцы цилиндрического образца с исходным отношением его диаметра к высоте, выбираемым в пределах от 1,5 до ?,О, наносят в радиальном направлении метки с шагом не более 0,05 исходного диаметра. С по„„SU„„1 51152 А1 на границе зон прилипания и скольже- ния, Eia торцы цилиндрического образца с отношением и /h -=-l 5-2,0 на-, носят в радиальном направлении метки с шагом не более 0,05 от исходного диаметра и, Затем осаживают его со степенью деформации 0,37-0,46 между плоскопараллельными бойками в присутствии технологической смазки.

Определяют радиус зоны прилипания по расстоянию от оси образца до мет" ки, неизменившей своего положения пос, ле деФормации, а также размеры образца после деформации, Определяют коэффициент трения на границе эон прилипания и скольжения, с учетом которого оценивают эффективность смазки.

1 з,n. ф-лы, 2 табл. мощью бойков образец осаживают со степенью деформации в пределах от

0„37 до 0,46. Затем определяют радиус r> зоны прилипания по расстоянию nò оси образца до последней метки, не изменившей своего положения после деформации. Эффективность тех.нологической смазки оценивают с учетом коэффициента трения, определяемого по формуле где r — радиус торца образца после

165l 152 деформации

h — высота образца после деформации, h г ро

В= — — 0 87

+ пр р

+ 0,?9 — -х 1п 1,73 — (1 +

h r nî гор

Для повышения точности оценки эффективности технологических CMasok метки наносят по витку .спирали Архимеда с параметром

1 у -(Р где r — исходный радиус образца; с ) — текущий угол поворота ра- диуса P .

При этом границу зоны прилипа-. ния определяют по расстоянию от оси образца до точки искажения спирали после деформации образца. Способ основан на положении, что величина зоны прилипания зависит от фрикционных характеристик контакта (mepoxoватость, вид смазки, наличие окалиHhI H Tàдi) таею От КоэИ ициента трения. Границу -зон прилипания и скольжения определяют из условия, когда работа сил,скольжения на поверхности равна или меньше работы дополнительных сдвигов, возникающих в результате прилипания контактного слоя и выдавливания внутренних слоев металла. Величина D.ïî своему физическому смыслу является максимальным касательным напряжением, отнесенным к пределу текучести на грани- . це зон скольжения и прилипания. 0тношение начального диаметра d образ4 ца к его начальной h высоте, равное 1,5-2,0, обеспечивает в ходе осадки образца со степенью деформации ; =0,37-0,46 наличие на контактной поверхности зоны скольжения и зо" ны прилипания с минимальным переходом (наворотом) боковой поверхности

Д на торцовую, При - (1,5 величи1 0 на наворота на торец сопоставима с величиной скольжения и составляет да ЗОХ всей площади торца, а при

l 5 она снижается до 8-107, do

h и стабилизируется при прочих равных условиях деформации. Степень пластической деформации образца Я =

5 Ф 1

=0 37-0 46 обеспечивается при отношении среднего диаметра к высоте,в

Д конце осадки в диапазоне †= 3-5, h

Кроме того, при этом отношении не достигают предельного значения касательных напряжений, зона торможения практически отсутствует, а коэффициент трения зависит от фрикционных характеристик контакта, При

Ят 0, 46 появляется зона торможения и трудно определить размеры зоны прилипания. Кроме того, коэффициент трения не отражает истинных фрикционных характеристик контакта. Последнее обстоятельство имеет место и при ЕС 0,37. Зона скольжения должна

r-r по» определяться отношением †-" =0 25Э г Е

-2 0 а зона прилипания + =0 5-2 ?5.

Нижний предел соответствует коэффициенту трения 0,1, практически достижи мому при смазке и горячей. осадке.

Верхний предел соответствует коэффициенту трения 0,47 в отсутствии смазки, а также осадке со смазкой„ когда зона прилипания не может занимать всю торцовую поверхность, т.е. зона скольжения обязательно присутствует, хотя зона прилипания при этом уменьшается. Для нахождения границы зоны прилипания и скольжения на торцы образцов в радиальном направлении наносятся метки с шагом не более 0,05 исходного диаметра. При увеличении шага более 0,05 снижается точность в определении границы зон, особенно при больших исходных диаметрах образцов. Чем меньше паг наносимых

45 меток (технически осуществимый), тем выше точность определения гра" ницы зон прилипания и скольжения. Величина 0,05 определяет возможность максимальной ошибки при определении границы зон, равной 5_#_. Для повышения точности определения границы зон прилипания и скольжения метки на, торцах наносят по одному витку спирали Архимеда, описываемой уравнением где P †. текущий радиус спирали; гq - начальный радиус образна;

Р ср

5 1651 15 угAII поворотя текушегс ради са 3, 11ри р =2 и один tioJIHLIA оборот радиуса (3), ()= г, т.е. спираль имеет один виток. 11оложительньп1 угол вращения радиуса р (()0) и радиус выбранного образца r обуславливает наличие на торце единственно воз.можной кривой выбранного-класса. 10

Преимуществом спирали Архимеда является также воэможность замены малого расстояния между метками по радиусу большим расстоянием по дуге спирали, что уменьшает относительную опьибку при определении радиуса зоны прилипания. Кроме того, по спирали можно точно определигь начало искажения между точками, Идеальным случаем может служить. нанесение на торец сплош- 20 ной линии в виде спирали Архимеда.

Для практического нахождения границы зон скольжения и прилипания изготавливается шаблон в виде спирали

Архимеда для определенного размера образцов (r ) и по нему наносятся лио бо мРтки с вышеупомянутым шагом, либо сплоп1ная линия на торец образцов. после деформации на торец накладывается шаблон и с высокой точностьи ЗО находится точка, где начинается искажение спирали по сравнению с шаблоном. Радиус зоны прилипания равен расстоянии от центра шаблона-спира- . ли до точки искажения.

П р им е р ы реализации способа. Для каждой из исследуемых технологических смазок готовят серии образцов (в каждой по 3 образца), характеристика которых приведена в табл,1, В качегтве смязок используют маслографитовую смесь (А — индустриальное

?0-75%, серебристый графит — 25%) и

30%-HEIH водный раствор лигносульфоната (Б). Выбор этих смазок обусловлен 45 тем, что они наиболее широко расПространены в кузнечно-штамповочном производстве и их свойства общеизвестны. Опыты проводят на эксцентриковом усилием 1,?5 VH ° Осадке lloyd, вергяют образцы из стали 45, нагре-. тые в электрической печи до температуры 1070 Г. Ройки, изготовленные из стали 5ХЛ (чистота поверхности

К=0 63 мкм твердость ИРС=4?-45), пе9 3 о ред осадкой подогревают до 180-?00 С, Смазку наносят на бойки распылением

IIpH помощи эжекционных форсунок с давлением воздуха 0,2 1(я. полное

? 6 усилиР Осадки фиксируют сне ц1!яльньми тенэодатчикями. По усилию находим экспериментальные значения греднего контактного дявления по формуле где Р - полное усилие осадки;

I — площадь контактной поверхности образца.

Результаты испытаний сведены в табл,2 °

Сравнение эффективности смаэок по значениям f показывает, что маслогряфитовая смесь эффективнее 307.-ногo водного раствора лигносульфонята ня !4,6-19,7%. F. то время как по величине Р маслографитовая смесь

0 эффективнее на I 0-1 3%.

Формула изобретения

1. Способ оценки эффективности технологических смазок при горячей штамповке, заключающийся в том, что йаносят смазку на плоскопараллельные бойки, на торцы цилиндрического образца наносят метки в направлении от его оси к периферии, осаживают образец и определяют его размеры до и после деформации, с учетом которых оценивают эффективность смазки, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности, исходное отношение диаметра образца к его высоте выбирают в пределах от

l,5 до 2,0, нанесение меток í радиальном направлении осуществляют с шагом не более 0,05 исходного диаметра образца, осадку образца осуществляют со степеньи деформации от

0 37 до 0,46, определяют радиус гпту эоны прилипания по расстоянию от оси образца до последней метки, не изменившей своего положения после деформации, а эффективность смазки оценивают по коэффициенту f. -трения на границе зон прилипания и скольжения» определяемого по формуле где r — радиус торца образца после деформации;

h — высота образца после деформации;

Iб5I I;2

11 (-- -) + г() о

МГ/(, 1 С II/ jt>II>1(! РОЬ1

1)с>-1- - 0,87 ->р — 1+С), 33 д 17

+(; 24 --- х 1п 1 .

1,73 -;"Ó- (1

Г) где r — исходный радиус образца; текуп(ий угол поворота ра»иуса а границу эоны прилипания опреде/!я)От

)(o расстояни)(/ от оси образца до точки искажения спирали после деформации образца.

2. Способ по и, 11 о т л и ч а )О)я и Й с я тем, что нанесение меток осущестнх!я)От по нитку спирали АрхиЛ блица

Испытания по оценке эффективности технологических смаэок (исходный диаметр образца (! =36 мм/! о

Отнор!е- Кысота об- ОтносиГид меток

Кысота образ1!!аг меток в радиальном направлении тельное обжатие раэцов конечная, 1, ние

0 О цон исходная, h мм

О мм доли

?.4

15,1

0137

1,5

0 ()2

0,7

Керновые отпечатки

TO 7te

0,42

0,46

0,46

0137

0,35

0,48

0,37

0,46

0,46

0,46

0,46 (>,()2

0,()2

01()?

0,02

0, ()?

0,02

0,03 (),()2 () 1(/5

0 „(i6 ()102

1,8

2,() ! г

2,0

i 15

2,0

1,4

2,2 ! с

1,5

1,5

Спираль Архимеда таблица 2

Рену>!ьтнт>! испмтннн(> варин»тон способа оценки збс сктинности технологических смазок: лнгносуль>ьонз (А} н Mac/ta с гра>!»том /н}

Относительное

Лннметр торин, В (мм) образцов после оселки со смазками

Лиаметр бочки

0 (мм) пос- ле о алки со смазками

Рнли) с зоил! прил»панна, мм

Показатель - >À

>ьектипности смнзок(" срелнее контактное ланлевие, нl е изменение з>ь

>ьектин ïð зкса

А

I ер (Еор

А Б ности смазох, Х

О,/О о, I t)

0,!9

0,)Ч/

0,197.

0,23

0>17

0,207

0>IH

0,19 и I ЙЗ

0>1Ч4

П р и и е ч н н н it: лля способа - Ktlз»4>! цпеl>Y т.:I пнн, 43 0

45 0

46,8

47,1

43,3

48,5

43 3

47,1

47,1

47 1

43 > 4

45>S

47>4

47,8

43.7

43 2

49,3

43,7

46>3

47,8

4 /,8

4> >В

0,7

0,7

0,7

0,.7

0,7

0,7

0,7

0,7

1,8

2,!

0 7 7>

49, i

51,2

Sl,1

47,1

46,Ч ьг,i

48,5

48 8

5i,!

51,

5 i, I чЬ,В

49,0

50,/

50,4

46,/

46>5

5),3

48 I

48 3

50,4

St), 4

5(2, 4

18

24 !

24

> 8

26

16

24

24

I 1,7. ! 0,5

l0,5

I I,2

l0iS ! 2> 6

11>Ч

10,8

10, >

11,4

9 1

8,4

8,4

9>)

8,4

I1,2

7 7

9,8

/,7

9 0

И>4

9,3

0,23 ()> 227

0, 27.

0,7.23

0,23

О> /

0,20

0,24

0>207

О> ..!

0 ° 71

0 i 7;i i

11 f

9,7

13,0 !

1,9

15,6 () „4

16,4

8,6 ! 310

13,0

13,0

I S,A

19 4

15,8

14,6

10,7

1 7, 4.

i7,6

15,0

)5,0

l5 8

14,8

I6,0

96„3

)г0,6

138>2

)г?,0

)0В,3

90 5

140, 5

ctS 5

I47,9

127>0

122,0

)22>0

86,7

)06,0

123,5!

10,6

96,?

82,3

130,0

Во,i

I2I>S

I! n,6

1)0,6

110,6

>!

ll

>!

ll

ll

II

>!

I!

93,?

1 17,4

135,4

116,7

105>9 о.7,Я!

33,0

9?,i!

38,7

1!6,?

113,9

)17,4

В9,7 !

ПВ,7 !

?5,1 !

10,4>

07 0

o?

177, вв,i

1?8, 1(О,Н

108

110