Способ определения коэффициента контактного трения при пластическом деформировании заготовки

(19) СПУБЛИ 01 И 19/02 // С 0 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕТЕПЬСТВУ ВТОР СКОМУ(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 деформированиязаготовки, Указанная цель достигается за счет того, что деформируют заготовку по отверстию дорном (деформирующий инструмент), перемещаемым спостоянной осевой силой, после стабилизации последней вращают дорн ификсируют на нем крутящий момент.После останова дорна вращают обойму (калибрующий инструмент) и измеряют дважды крутящий момент на нем,а коэффициент контактного трения оп- Сределяют расчетным путем по приведенной в описании изобретения формуле. ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Устиновский механический институт и Физико-технический институтсо специальным конструкторским бюро и опытным производством Уральского научного центра АН СССР(56) Авторское свидетельство СССРУ 823972, кл, С О 1 И 3/58, 1981.1303903 А03903М и Р 10 время между измерениями М, и Мг - средний радиус очагадеформации с внутренней стороны заготовки;15 К - радиус калибрующегоинструмента;ы - угол заходного конусадеформирующего инструмента,20 Пример осуществления способа.Определяли коэффициент контактного трения для операции дорнования вжесткой обойме со смазкой петролатум (ГОСТ 4096-62).Параметры экспериментальных образцов: исходный радиус наружной поверхности детали (К,) 24,8; исходный радиус внутренней поверхности(г ) - 20 мм; длина - 75 мм; мате 30 риал - латунь Л 62,Параметры дорна (деформирующийинструмент): радиус калибрующегоучастка - (г) - 20,4 мм, угол заходного конуса (о) - 5; шерохова 35 тость поверхности по Ка = 0,032 мкмв разных направлениях (изотропная);материал - твердый сплав ВК 8.Параметры обоймы (калибрующийинструмент): радиус наружной поверх 40 ности - 50 мм, радиус отверстия(М, (К 1) (Р - М созсс) К где М и М - крутящий момент на каЯлибрующем инструменте; 1 13Изобретение 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 одновремен ном поступательном и вращательномдвижении инструмента, а также включать и выключать привод вращения по ходу обработки, Машина оснащалась специальным приспособлением, позво ляющю независимо прикладывать крутящий момент к обойме (калибрующему инструменту) и к дорну (деформирующему инструменту). Запись осевой силы и крутящих моментов производилась(К - 1) (Рг. - М сов о) К 40 Способ определения коэффициента контактного трения при пластическом45 деАормировании заготовки, заключающийся,в том, что перемещают с постоянной осевой скоростью вдоль отверстия заготовки деформирующий инструмент с изотропной шероховатой поверхностьи, Аиксируют осевое усилие,Составитель В.ДаниловРедактор А,Долинич Техред М.Ходанич Корректор М.Демчик Заказ 1300/43 Тираж 777 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/53 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 Ч = 50 мм/мин и достижения установившейся стадии деформирования фиксировалась величина осевого усилия Р = 16800 Н (1680 кг).Затем дорну задавалось вращение со скоростью, равной скорости осевого перемещения, что в пересчете на числа оборотов, отнесенных к среднему радиусу (г = 20;2 мм) очага деформации с внутренней стороны составило 2,5 мин(Ч - Ч= 50 мм/мин)При этом фиксировалась величина кру тящего момента - М = 145 Нм (14,5 кгм). 1 Тослечего вращение деАормирующего инструмента было остановлено и задано вращение калибрующему инструменту (обойме) со ско ростью, равной скорости осевого скольжения деАормированной части заготовки относительно обоймы 3,4 мин (Ч=Ч = 46,5 мм/мин. В это жа время фиксировался момент кру чения на обойме М, = 333 Нм (33,3 кгм), причем длина продеАормированной части заготовки составила а= 20 мм.Затем производилось вторичное измерение момента М = 360 Нм (36 кгм), 35 а .длина заготовки составила а =50 мм. Следовательно, К = 2,5. Величина коэААициента трения при этом составила М = 0,114. Формула изобретения 034одновременно 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 ющ и й с я тем, что, с целью повыше ния 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 коэАфициент контактного трения определяют по Ьормуле где М и М - крутящий момент на калибрующем инструменте;М - крутящий момент на деАормирующем инструменте;Р - осевое усилие на деформирующем инструменте;К - коэффициент пропорциональности, соответству"ющий изменению длиныдеформированной частизаготовки - за времямежду измерениями Ми Мг - средний радиус очагадеформации с внутренней стороны заготовки;К - радиус калибрующегоинструмента;с - угол заходного конусадеформирующего инструмента.