Пристрій для дослідження умов пластичного деформування

Реферат: UA 104517 U UA 104517 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі техніки, а саме до обробки металів тиском і може знайти застосування для дослідження умов пластичного деформування шляхом вимірювання зусиль контактного тертя при деформуванні виробів. Відомий пристрій (штамп для видавлювання) для дослідження умов деформування штампуванням, що містить пуансон, оправку у вигляді стрижня, напівматриці та месдозу з'єднану з реєструючим пристроєм [1]. Найбільш близьким аналогом пристрою, що заявляється, є пристрій для дослідження умов пластичного деформування, який вміщує кільцевий пуансон, оправку у вигляді стрижня з циліндричною робочою поверхнею і хвостовиком, нерухомий контейнер, змонтовані в ньому напівматриці та месдозу, яка встановлена з можливістю взаємодії з хвостовиком оправки і з'єднана з реєструючим пристроєм [2]. Загальними істотними ознаками відомого пристрою та пристрою, що заявляється, є кільцевий деформуючий пуансон, оправку у вигляді стрижня з хвостовиком, контейнер із верхньою і нижньою напівматрицями та месдоза, що з'єднана з реєструючим пристроєм. Недоліками відомого пристрою є те, що верхня напівматриця і оправка утворюють вертикальну прийомну порожнину постійного поперечного перерізу, в якій вихідна трубчата заготівка в процесі штамповки практично не деформується. Ця обставина суттєво знижує діапазон досліджуваних параметрів, так як матеріал заготівки не зміцнюється, а її поверхня не оновлюється. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення відомого пристрою шляхом підвищення точності визначення характеристик контактного тертя при деформуванні металевих заготівок та розширення діапазону параметрів, що досліджуються. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що верхня напівматриця має вертикальну звужуючу до низу прийомну порожнину, утворену в поєднанні з оправкою у вигляді циліндричного стрижня з хвостовиком. Забезпечення деформування заготівки у вертикальній звуженій до низу прийомній порожнині суттєво розширює діапазон параметрів, що впливають на досліджуваний фактор контактного пластичного тертя. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому зображено пристрій для дослідження умов пластичного деформування. Пристрій для дослідження умов пластичного деформування вміщує кільцевий деформуючий пуансон 1, закріплений до верхньої плити 2 і змонтований на нижній плиті 3 контейнер 4, в якому одна на одну встановлені верхня напівматриця 5, з вертикальною звужуючою до низу прийомною порожниною 6, утворену в поєднанні з оправкою 7 циліндричної форми у вигляді стрижня з хвостовиком, нижню напівматрицю 8 з круговою радіальною порожниною 9, висота якої регулюється за допомогою змінних кілець 10, в нижній напівматриці виконано отвір 11, в якому на ковзаючій посадці встановлено оправку 7 циліндричної форми у вигляді стрижня з хвостовиком, яка сприяє входженню в отвір кільцевому деформуючому пуансону 1, під нижнім (опорним) торцем 12 циліндричної оправки 7 розміщена месдоза 13, що зв'язана з реєструючим пристроєм (на фіг. 1 не зазначено). Між напівматрицями 5 і 8 передбачено зазор - кругова радіальна порожнина 9, що призначена для прийому видавленого металу, висота якої регулюється за допомогою змінних кілець 10. Напівматриця 5 в поєднанні з оправкою 7 циліндричної форми у вигляді стрижня з хвостовиком, утворюють вертикальну прийомну порожнину 6 звужену до низу, призначену для встановлення вихідної трубчатої заготівки 14 (досліджуваного зразка). Порожнина 6 має змінний поперечний переріз, тобто виконана звужуючою до низу. Для цього поверхня отвору напівматриці 5 в робочій зоні виконана конічною під кутом нахилу . Значення кута  обирається в залежності від необхідного ступеня деформації обтиснення заготівки і знаходяться переважно в інтервалі 3…12°. Верхній торець нижньої напівматриці 8 виконаний у вигляді зрізаного конуса з кутом нахилу β, який рівний куту природної радіальної течії металу. Максимальне значення діаметра меншої основи не перевищує діаметр отвору (порожнини) верхньої напівматриці 5. Пристрій для дослідження умов пластичного деформування працює наступним чином. Трубчата заготівка 14 (підготовлений для випробування зразок) укладається у вертикальну прийомну порожнину 6, тобто в отвір напівматриці 5 на оправку 7 циліндричної форми у вигляді стрижня з хвостовиком. При робочому ході пресу кільцевий деформуючий пуансон 1 деформує заготівку 14. На початку заготівка 14 обтискається у вертикальній порожнині 6, а потім метал видавлюється в радіальну кругову порожнину 9, в якій формується фланець. Сила пластичного тертя, що виникає між заготівкою 14 і контактною робочою поверхнею оправки 7 в процесі деформування повністю передається на месдозу 13, а остання за допомогою реєструючого пристрою точно фіксує цю силу і характер її зміни. 1 UA 104517 U 5 10 15 20 25 Величина питомої сили контактного тертя визначається за формулою: Pт=Pm/F0, де Pт - величина питомої сили пластичного тертя; Pm - зусилля за показниками месдози - пристроїв (сила пластичного тертя); F0 - площа робочої контактної поверхні оправки Позитивною особливістю деформування шляхом поперечного радіального видавлювання металу, що сприяє уточненню результатів вимірювання пластичного тертя, є те, що при течії металу в кутову зону, прилеглої до кромки отвору 11 в напівматриці 8, утворюється не заповнена металом ділянка (пустота), і відбувається "роздача" отвору трубчастої заготівки зі сторони нижнього торця у відповідності до форми осередку деформації (фіг. 1). Деформація в прийомну порожнину навіть зі степеню 5-10 % сприяє помітному зміцненню металу заготівки, підвищенню гідростатичного тиску в пластичній зоні і розширює діапазон досліджуваних параметрів, що надають вплив на величину контактного тертя. Змінюючи значення висоти порожнини 6 і вихідної заготівки 15, матриці 5, а також умов тертя або виду технологічного мастила, можливо визначати залежність між питомим зусиллям видавлювання і питомою силою контактного тертя, а також характер зміни сил тертя по ходу протікання процесу. Застосування пропонованої корисної моделі забезпечує вивчення фактору контактного тертя в процесі холодного об'ємного деформування металів і сплавів при відпрацюванні технологій, їх моделюванні і розробки нових процесів деформування. Джерела інформації: 1. Алиева Л.И. Совершенствование процессов холодного выдавливания осесимметричных деталей с фланцем: дис. канд. техн. наук, Краматорск: ДГМА, 2006. рис. 2.6. 2. А.с. 854450 СССР, МКИ В21Л 3/02. Штамп для выдавливания полых изделий с внешним торцовым фланцем /И.С. Алиев, Карстен Крюгер. № 2763763/25-27. Заявл. 11.05.79 //Открытия. Изобретения. 1981. № 30. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 Пристрій для дослідження умов пластичного деформування, який містить кільцевий деформуючий пуансон, оправку у вигляді стрижня з хвостовиком, контейнер із верхньою і нижньою напівматрицями та месдозу, що з'єднана з реєструючим пристроєм, який відрізняється тим, що верхня напівматриця має вертикальну звужуючу до низу прийомну порожнину, утворену в поєднанні з оправкою у вигляді циліндричного стрижня з хвостовиком. 2 UA 104517 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3