Спосіб визначення технологічних мастил для обробки металів тиском

Реферат: Спосіб визначення ефективності технологічних мастил для обробки металів тиском включає деформування заготовки інструментом з шаром мастила між ними, вимірювання геометричних розмірів заготовки до та після деформування та визначення ефективності технологічного мастила за показником зміни розмірів заготовки, причому використовують заготовку, яка в перерізі, паралельному поверхні мастила, має різні внутрішні розміри, деформування заготовки виконують у напрямі поверхні з нанесеним мастилом і за зміною зовнішніх та внутрішніх розмірів визначають показник ефективності мастила відповідно до виразу:  зов н. k ,  в ну тр . де  зов н. та  в ну тр - суми відносних змін відповідно зовнішніх та внутрішніх розмірів ділянок . перерізу заготовки у напрямі поверхні мастила, причому більшій ефективності мастила відповідає більше значення коефіцієнта k . UA 115980 U (12) UA 115980 U UA 115980 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Корисна модель належить до галузі обробки металів тиском, а саме: до визначення ефективності технологічних властивостей мастил. Відомий спосіб визначення ефективності технологічних мастил для листового штампування шляхом витяжки пуансоном листової заготовки з переміщенням її фланцю відносно притиску, між якими нанесено мастило, фіксацію максимального тиску притиску, при якому відсутній ріст тиску витяжки, та визначення ефективності мастила за принципом: чим більший тиск притиску, тим ефективніше мастило (пат РФ № 2397475, МПК G01N 19/02, Бюл. № 23, 2010 р.). Недоліком способу є необхідність використання преса подвійної дії для притиску фланця заготовки та її витяжки, а також штампу для витяжки. Відомий спосіб визначення ефективності технологічних мастил для обробки металів тиском, включає видавлювання у відкритому штампі заготовки інструментом з шаром мастила між ними, вимірювання довжини відростка, що видавлений, попередній теоретичний розрахунок напружено-деформованого стану "заготовка-інструмент", побудову діаграми "відростоккоефіцієнт тертя" з урахуванням результатів видавлювання та теоретичних розрахунків, причому за показник ефективності мастила вибирається значення коефіцієнта тертя: чим від менше, тим ефективніше мастило (пат. РФ № 2429464, МПК G01N 19/02, Бюл. № 26, 2011 р.). Недоліком способу є його велика трудомісткість (численне моделювання напруженодеформованого стану, побудова діаграм, експерименти) та металоємність (потреба в штампі для видавлювання). Як прототип вибраний спосіб визначення ефективності технологічних мастил для обробки металів тиском, який містить деформування прямим видавлюванням поковки з головкою та стрижневою частиною із заготовки за допомогою інструмента, між поверхнею якого та заготовкою розташований шар мастила між ними, вимірювання довжини стрижневої частини поковки та визначення ефективності технологічного мастила за принципом: чим довша стрижнева частина, тим ефективніше мастило (пат. РФ № 1804941, МПК G01N 33/26, Бюл. № 12, 1993 р.). Недоліком способу є невисока чутливість до ефективності мастил і великий розкид результатів випробувань. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалити спосіб визначення ефективності технологічних мастил для обробки металів тиском за рахунок зміни умов його реалізації і в наслідок цього підвищити чутливість до ефективності мастил та зменшити розкид результатів випробувань. Для рішення поставленої задачі у способі визначення ефективності технологічних мастил для обробки металів тиском, який включає деформування заготовки інструментом з шаром мастила між ними, вимірювання геометричних розмірів заготовки до та після деформування та визначення ефективності технологічного мастила за показником зміни розмірів заготовки, в якому, згідно з корисною моделлю, використовують заготовку, яка в перерізі, паралельному поверхні мастила, має різні внутрішні розміри, деформування заготовки виконують у напрямі поверхні з нанесеним мастилом і за зміною зовнішніх та внутрішніх розмірів визначають показник ефективності мастила відповідно до виразу: k 45 50 55  зов н. ,  в ну тр . де  зов н. та  в ну тр - суми відносних змін відповідно зовнішніх та внутрішніх розмірів . ділянок перерізу заготовки у напрямі поверхні мастила, причому більшій ефективності мастила відповідає більше значення коефіцієнта k . Чутливість способу підвищується за рахунок того, що при одному експерименті враховуються одразу кілька відносних змін перерізу заготовки, число яких дорівнює подвійній кількості ділянок перерізу заготовки. Спрощена схема деформування заготовки (осаджування замість видавлювання) зменшує розкид результатів експериментів. На фіг. 1, 2 зображений переріз заготовки у напрямі поверхні мастила (паралельно площині торців заготовки) до та після деформування осаджуванням у торець. Спосіб реалізують наступним чином. Виготовляють заготовку переважно для наступного осаджування, тобто зі співвідношенням висоти до наведеного діаметра торця не більш, ніж 2,5. В перерізі, який є перпендикулярним до осі заготовки, а отже, паралельним її торцю і поверхні мастила на торці, повинна бути форма, яка характеризується щонайменше двома внутрішніми 1 UA 115980 U 5 розмірами. Наприклад, заготовка має П-подібну форму в перерізі, тобто складається з трьох дільниць (полиці та двох стінок) та має два внутрішні розміри А0 та Е0. Заготовку встановлюють між поверхнями інструменту, що деформують. Між торцями заготовки та поверхнями інструменту розташовують шар мастила. Осаджують заготовку на фіксований ступінь деформації по висоті та розраховують відносну зміну зовнішніх та внутрішніх розмірів ділянок перерізу заготовки у напрямі поверхні мастила за формулами: A  10 15 A 0  A1 B  B1 C  C1 D  D1 E  E1 , B  0 , C  0 , D  0 , E  0 , C0 A0 B0 D0 E0 де A 0 , B0 , C0 , A 1 , B1 , C1 , осаджуванням;  A , B ,  C , розраховують суми D0 , E0 - вихідні розміри ділянок перерізу заготовки; D1 , E1 - розміри ділянок перерізу заготовки після деформування D , E - відносні зміни відповідних розмірів ділянок перерізу. Далі відносних змін відповідно зовнішніх  зов н. та внутрішніх  в ну тр розмірів . ділянок перерізу заготовки у напрямі поверхні мастила за формулами:  в ну тр   A  E ,  зовн.  B  C  D . . 20 Ефективність мастила, яке розташоване між торцями заготовки та інструментом, визначають показником (коефіцієнтом) k за формулою: k 25 30 35 40  зов н. .  в ну тр . Мастило тим ефективніше для обробки металів тиском, чим більше k . Спосіб дозволяє отримувати одразу не менш ніж п'ять показників, що характеризують ефективність мастила, замість одного за способом-прототипом. Ці показники дають інформацію про пластичну деформацію при наявності мастила у всіх напрямках в площині, що паралельна поверхні мастила. Таким чином збільшується чутливість способу до визначення ефективності мастила. Деформування вільним осаджуванням замість прямого видавлювання та велика кількість показників, що отримуються і підсумовуються після кожного експерименту, забезпечують зменшення розкиду результатів осаджування. Приклад. Визначали ефективність технологічних мастил "Укрінол 7" та ГФПО. Вихідні заготовки зі сталі 40X9С2 мали висоту 40 мм та П-подібну форму в поперечному перерізі. Товщина полиці дорівнювала 6 мм, двох стінок - по 5 мм. Довжина стінок складала 20 мм, довжина полиці між ними - 12 мм. Мастила наносили на робочу поверхню інструмента (плит для осаджування). Заготовку нагрівали до 1000 °C та осаджували між плитами інструмента до ступеня деформації 50 %, після чого вимірювали зовнішні та внутрішні розміри полиці та стінок і визначали показник k. Для мастила "Укрінол 7" цей показник склав 1,28, для мастила ГФПО 1,24. За способом-прототипом довжина видавленого стрижня з використанням обох мастил була однаковою і складала 130 мм, що доказує більшу чутливість способу, який пропонується. Спосіб дозволяє отримувати більше інформації при проведенні експериментів, що забезпечує більшу чутливість визначення ефективності мастил. 2 UA 115980 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 Спосіб визначення ефективності технологічних мастил для обробки металів тиском, що включає деформування заготовки інструментом з шаром мастила між ними, вимірювання геометричних розмірів заготовки до та після деформування та визначення ефективності технологічного мастила за показником зміни розмірів заготовки, який відрізняється тим, що використовують заготовку, яка в перерізі, паралельному поверхні мастила, має різні внутрішні розміри, деформування заготовки виконують у напрямі поверхні з нанесеним мастилом і за зміною зовнішніх та внутрішніх розмірів визначають показник ефективності мастила відповідно до виразу:  зов н. , k  в ну тр . де  зов н. та  в ну тр - суми відносних змін відповідно зовнішніх та внутрішніх розмірів ділянок . перерізу заготовки у напрямі поверхні мастила, причому більшій ефективності мастила відповідає більше значення коефіцієнта k . 3 UA 115980 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 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 4