Способ определения коэффициента контактного трения при пластическом деформировании заготовки Советский патент 1987 года по МПК G01N19/02 G01N3/58 

1

Изобретение относится к обработк металлов давлением и может быть использовано для определения среднего .коэффициента контактного трения при различных операциях листовой штампов ки польк, осесимметричных заготовок - дорновании в жесткой и упругой обойме, вытяжке с утонением, редуцировании и волочении труб на оправке, а также для комбинированньпс 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 конкре ных условий обработки. Дерн перемещают до момента стабилизации осевог усилия, которое фиксируют с помощью

записанной диаграммы сила-путь. Сообщают инструменту вращение с окружной скоростью, равной скорости осевого перемещения, и измеряют крутящий момент. Охватьшают 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 калиб

руюп;его инструмента перед остановкой. При этом скорость рассчитьшается 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

М . . (К-Т) М coso.)R

где М и М - крутящий момент на калибрующем инструменте;

и Р - соответственно, крутящий момент и осевое усилие на деформируемом инструменте; К - коэффициент пропорциональности, соответствующий изменению длины деформированной части заготовки за время между измерениями М , и М,;

г - средний радиус очага деформации с внутренней стороны заготовки; R - радиус калибрующего

инструмента;

oL - угол заходного конуса деформирующего инструмента.

Пример осуществления способа. Определяли коэффициент контактного трения для операции дорнования в жесткой обойме со смазкой петрола- тум (ГОСТ 4096-62).

Параметры экспериментальных образцов: исходный радиус наружной поверхности детали (Rj,) 24,8; исходный радиус внутренней поверхности (Гр) - 20 мм; длина - 75 мм; мате- риал - латунь Л62.

Параметры дорна (деформирующий инструмент): радиус калибрующего участка - (г) - 20,4 мм, угол .заходного конуса (ol) - 5° ; шерохова- тость поверхности по Ra 0,032 мкм в разных направлениях (изотропная); материал - твердый сплав БК8.

Параметры обоймь (калибрующий инструмент): радиус наружной поверх- ности - 50 мм, радиус отверстия (RJ) 25 мм; материал - сталь У7А; длина обоймы 80 мм; шероховатость рабочей поверхности (отверстия) по Ra 0,054 мкм в разных направлени45 ях (изотропная).

Эксперименты проводились на испытательной машине, позволяющей производить дорнование при одновремен50 ном поступательном и вращательном движении инструмента, а также включать и выключать привод вращения по ходу обработки. Машина оснащалась специальным приспособлением, позво55 ляющим независимо прикладывать крутящий момент к обойме (калибрующему инструменту) и к дорну (деформирующему инструменту). Запись осевой силы и крутящих моментов производилась

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 Р 16800Н (1680 кг).

Затем дррну задавалось вращение со скоростью, равной скорости осе- в ого перемещения, что в пересчете н числа оборотов, отнесенных к среднему радиусу (г 20, 2 мм) очага деформации с внутренней стороны составило 2,5 (V - V 50 мм/мин

При этом фиксировалась величина кру тящего момента - М 145 Нм (14,5 кгм). После чего вращение деформирующего инструмента было остановлено и задано вращение калибрующему инструменту (обойме) со скоростью, равной скорости осевого скольжения деформированной части заготовки относительно обоймы 3-,4 ( 46, 5 мм/мин. В это жа время фиксировался момент кручения на обойме М 333 Нм (33,3кг причем длина продеформированной части за.готовки составил а а, 20 мм.

Затем производилось вторичное измерение момента М 360 Нм (36 кгм а .длина заготовки составила QQ 50 мм. Следовательно, К 2,5. Величина коэффициента трения при этом составила М 0,114.

Формула изобретения

45

Способ определения коэффициента контактного трения при пластическом- деформировании заготовки, заключающийся JB том, что перемещают с постоянной осевой скоростью вдоль отверстия заготовки деформирующий инструмент с изотропной шероховатой поверхностью, фиксируют осевое усилие.

Составитель В.Да

Редактор А.Долинич Техред М.Ходанич

Заказ 1300/43 Тираж 777 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 1.13035, Москва, Ж-3 5, Раушская наб ., д. 4/5

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

25

20

039034

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 ю- щ и и с я тем, что, с целью повышения достоверности, охватывают заготовку калибрующим инструментом с

JO изотропной шероховатой поверхностью, который располагают в рабочей зоне деформирующего инструмента, измеряют крутящий момент на деформирующем инструменте и останавливают последний

5 при стабилизации силы сопротивления заготовки деформирующему элементу, приводят во вращение калибрующий инструмент со скоростью, равной осевой 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

0

0

0

5

J-i S ijD r sinoi) (К-1У(Рг. - M cosoO R

где М и М - крутящий момент на калибрующем инструменте;

М - крутящий момент на деформирующем инструменте;

Р - осевое усилие на деформирующем инструменте;

К - коэффициент пропорциональности, соответствующий изменению длины деформированной части заготовки - за время между измерениями М и М,;

г - средний радиус очага деформации с внутренней стороны заготовки;

R - радиус калибрующего инструмента;

d- - угол заходного конуса деформирующего инструмента.

Корректор М.Демчик

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