Способ оценки качества технологической смазки при волочении

 

СПОСОБ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СМАЗКИ ПРИ ВОЛОЧЕНИИ, включающий нанесение смаэKB на заготовку, волочение и опрецепение феднего значения усилия волочения, отличающийся тем, что, с цепью повышения точности и цостоверноо тн оценки путем учета влияния колебаний проволоки в смазочной зоне волоки на стабильность действия смазок, заготовку перец нанесением смазки правят и в {фоцессе . вопочения придают ей гармоническое колебательное движение с углом отклонения от оси волочения на входе в деформационную зону волоки, равным полууглу смазочной зоны волоки, и с частотой, равной 4-9-кратному отношению скорости волочения к протяженности зоны нанесения смазки на заготовку до волоки, затем определяют среднее квадратическое отклонение усилия волочения от среднего его значения, а о каиестве смазки суцягг по величине показателя качества смазки ц , определяемого по формуле , - Рэт-. Рисп-и б,,, Ю (Л где . - средние значения усилия волочения с эталонной и испытуемой смазками соответственно; „.6 -средние квадратические ЭТ ИСП отклонения усилия волоче ния от его среднего зна:D чения для эталонной и 00 Ей испытуемой смазок соответственно; и -квантиль нормированного нормального распределиния .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ЯМф1АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

9яи

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ppÝT 66 а -и6

«П

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3548290/22-02 (22) 07.02.83 (46) 15.03.84, Бюп. ¹ 10 (72) А. П. Груцев, А. М. Допжанский

Ю. Б. Сигапов и Г. Ю. Макпаков (71) днепропетровский метаппургичес кий институт им. Л. И. Брежнева (53) 621.778.02:620.1.78 (088.8) (56) 1. Перпин И. Л. и Ерманок М. 3.

Теория вопочения. М., Метаплургия, 1971, с. 447.

2. Авторское свицетепьство СССР № 842501, кп. С Ol N 19/02, 1979.

3. Чертавских А. К. и цр. Теория и технопогическая смазка цри обработке метаппов цавпением. М., "Метаппургия, 1968, с. 171. (54)(57) СПОСОБ ОИЕНКИ КАЧЕСТВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СМАЗКИ ПРИ

ВОЛОЧЕНИИ, вкпючающий нанесение смаэкн на заготовку, вопочение и опрецепение среднего значения усипия вопочения, о т п и ч а ю шийся тем, что, с цепью повышения точности и цостоверности оценки путем учета впияния копебаннй провопоки в смазочной зоне вопоки на стабипьность цействия смазок, заготовку перец нанесением смазки правят и в процессе . вопочения прицают ей гармоническое копебатепьное цвижение

g(5g В 21 С 9/00; Cj 01 N 19/02 с угпом откпонения от оси вопочения на вхоце в цеформационную зону вопоки, равным понуугпу смазочной зоны вопоки, и с частотой, равной 4-9-кратному огношению скорости вопочения к протяженности зоны нанесения смазки на заготовку цо волоки, затем опрецепяют срецнее квацратическое откпонение усилия вопочения от срецнего его значения, а о км естве смазки суцят по вепичине показатепя качества смазки и, опрецепяемого по формупе гце P T,P«„- срецние значения усипия вопочения с эталонной и испытуемой смазками соответственно;

- срецние квадратические эт исп откпонения усипия волоч ния от его срецнего значения цпя этапонной и испытуемой смазок соответственно;

U - квантипь нормированного

1 нормапьного распрецепения.

1 1079

Изобретение относится к вопочипьному произвоцству, в частности к технике испытаний смазки при вопочении.

Известен способ опенки качества технологической смазки, согласно которому о качестве смазки суцят по срецнему значению усипия вопочения, которое срав.нивают со срецннм значением усилия разрыва волоченой проволоки (1 3 .

В случае, когда среднее значение усилия вопочения не превышает срецнее значение разрывного усилия цровопоки, процесс воночения считают безобрывным (обычно на практике сравнивают напряжение вопочения и предел прочности soпоченой проволоки)..

Оцнако вспецствие нестабильности цействий технологической смазки в реаль ных условиях цеформироввния метаппа из-за нестабиньности антифрикцнонных и ацгезионных свойств смазки, разрушения слоя смазки на заготовке при истирвнии его в предочаговой зоне текущая вепичина усилия вопочения может превысить среднюю его величину. Как спецст вие, возрастает обрывность при вопочении.

Поэтому при поцборе и разработке технопогических смаэок необхоцимо учитывать разброс (стохвстические характеристики) усилия вопочения, опрецепяезо мый свойствами смазки и условиями вопочения.

Известен способ оценки качества технопогических смазок при пистовой штамповке-вытяжке, согпасно которому на оцну часть инструмента наносят этапонную смазку, на другую часть инструмента - испытуемую смазку, цеформируют заготовку и замеряют параметры цеформации. О качестве смазки судят по разнице параметров цеформации с эталонной и испытуемой смазкой (.2).

Существенным нецостатком известного способа в применении к вопочению яв ляется то, что усповия испытаний отличаются от реальных условий цеформации 45 метаппа (обычно цеформирование произ воцится с оцной технопогической смазкой) и отсутствует возможность учета влияния нестабипьности цействия смазки на усипие вопочения и, спецоватепьно, на оценку ее качества.

Наибопее бпизким техническим реше кием к прецпоженному явпяется спо( соб оценки качества технопогической смазки при. вопочении,согласно которому на заготовку наносят технопогическую смазку, деформируют (BolIoчат) заготовку и опрецепяют срецнее значение усилия

331 2 воночения, но которому судят о качестве смазки P3) .

Существенным недостатком известного сносочка является то,что нри его использовании случайная величина амппитуцы отклонения формы заготовки от прямолинейной (амппитуца вопнистости заготовки) может обусловить истирание смазки о поверхность смазочной зоны волоки, а может и не обеспечить контакт заготов» ки и поверхности смазочной зоны волоки.

Кроме того, случайная ампцитуцв и чао- . тота волнистости заготовки обуславливает различные усповия волочения и, слецоватепьно, цействия разных смазок.

В результате получаются несопоставимые (недостоверные) и неточные цпя разных смазок результаты оценки их качества, Известный способ также не позволяет оценить качество технологической смазки с точки зрения стабильности ее цействия, так как прец онагает опрецепение только срецнего значения усипия воночения.

Цепью изобретения явпяется повышение точности и цостоверности оценки качества технологической смазки путем учета впияния колебаний нровопоки в смазочной зоне волоки на стабильность цействия смазок.

Указанная цепь цостигается тем, что согласно способу оценки качества технопогической смазки при вопочении, вкпю чающему нанесение смазки на эаготов ку, вопочение и опрецеление среднего значения усипия вопочения, заготовку перец нанесением технологической смазки правят и в процессе волочения прицают ей гармоническое копебатепьное цвижение с угпом отклонения от оси вопочения на вхоце в цеформационную зону волокна, равным попуугпу смазочной эоны вопоки, и с частотой, равной 4

9-кратному отношению скорости воцочения к протяженности зоны нанесения смаэки на заготовку цо волоки, затем опрецепяют срецнее кввцратическое отклонение усилия вопочения от среднего его значения, а о качестве смазки суцят цо величине показатепя качества смазки л, опрецепяемого по формупе

Эт 1 Эт (<) исл+ крисп гце Р, Р - средние значения усипия

ЭТ исп вопочения с эталонной

31 4 собе предусматривается обеспечение

4» 9 копебаний заготовки за время 7=5/V, Учитывая, что периоц копебаний, т.е. время оцного копебания обратно пропорционапен частоте колебаний, то попучаем

Ю= (4.. ° 9)— (3)

Менее четырех копебаний заготовки за время Т не обеспечивает цостаточную точность опрецепения их впияния на стабипьность цействия смазки.

Более цевятн копебаний заготовки эа время Сне повышает точность опрецепения впияния копебаний заготовки на стабипьность цействия смазки.

В реэупьтате опрецепения срецнего квацратического отклонения 6 усипия вопочения Р; от срецнего его значения Р учитывается нестабипьность цействия смазки в очаге цеформации с учетом ее истирания в прецочаговой зоне (в смазочной зоне вопоки).

Величина 6 ..опрецепяется по форму3 1079З и испытуемой смазками соответственно.

6 — срецние квацратические т исп откпонения усипия вопочения цпя эталонной и испы туемой смазок соответст. венно;

0 — квантипь нормированного нормапьного распрецепения. 0

Правка нецеформированной части заготовки go вхоца ее в цеформационную зону необхоцима цля искпю-ения впияния ее исхоцной вопнистости (т.е. неконтропируемых откпонений формы заготовки от 15 лрямопинейной) íà цейстВне смазки.

Прицание гармонического копебатепьного цвижения заготовке с угпом откпонэния от оси волочения на вхоце в цеформицнонную ЗОну Вопоки> раВным попуугпу 20

/3 смазочной зоны вопоки, и с частотой, К, равной 4 — 9-кратному Отношению скорости вопочения ч к протяженности зоны S нанесения смазки на заготовку цо вопоки, т.е. а а9 — (21

Ч

S необхоцимо цпя имитации имеющего место в реапьных усповиях истирания смазки на заготовке при контакте кривопинейных участков исхоцной заготовки о поверхность смазочной зоны вопоки.

Угоп откпонения заготовки от оси вопочения на вхоце в цеформационную вону вопоки меньше попуугпа смазочной эоны вопоки не обеспечит контакта заготовки и повер-ности смазочной зоны вопоки, вспецствие чего не получают информацию о влиянии истирания смазки в смазочной зоне вопоки на стабипьность ее цействия.

Угол откпонения заготовки от оси вопочения на вхоце в цеформационную зону вопоки бопьший попуугпа смазочной эоны вопоки не изменяет протяженность и стабильность контакта заготовки с поверхностью смазочной зоны и не цает цопопнитепьной информации о впиянии истирания смазки в смазочной зоне вопоки на стабипьность ее цействия.

Отношение Y = 5 Ч опрецепяет время прохожцения произвопьной точки заготовки через участок нанесения технапогической смазки на заготовку Qo смазочной зоны вопоки.

Дпя повышения точности оценки впияния копебания заготовки в смазочной зоне вопоки в прецпагаемом спогце и — количество измерений усипия

30 вопочения в процессе оцной протяжки.

С точки зрения оценки качества тех нопогических смак к при вопочении прецставпяет интерес вепичина статистически цостоверного максимапьного усипия .вопочения Р„акс.

С учетом срецнего уровня антифрик ционной эффективности смазки (которая характеризуется срецним значением уси40 пня вопочения Р) и стабипьности анти-» фрикционной эффективности смазки (кото рая характеризуется вепичиной 4 ), миксимапьное значение усипия вопочения опре цепяется по формупе

=Р+О (, (51 гце U< - квантиль нормированйого распрецепения спучайной вепичи

50 ны Р„.

Дпя нормапьного распрецепения (Гиуо совского), которому поцчиняется бопьшинство технологических спучайных вепичин, в частности усипие вопочения Р;, ss при вероятности 0,95U< 2(V<- табупи рованная вепичина, которая опрецепявтся в зависимости от вероятности, выбран ной экспериментатором).

1079331 эт 1 9т

P +У исп 1 исп

25

Дпя относитепьной оценки качества каждой испытуемой смазки в сравнении с эталонной. смазкой при одинакоВых вероятности и значении U, исходя из уравнения (4), показатепь качества смазки опредепяется уравнением (1) Исходя и э формуны (1 ) меньшему значению максимального усилия вопочения Р,,с, =Р+0 6 дпя испытуемой смазки (по сравнению с этапонной ) соответствует бопьшее значение показатепя ка- 15 чества 1, пучшее качество технопогической смазки с точки зрения стабипьности ее действия и антифрикционной эффективности. Оценка качества смазки на вепичине показатепя качества у пока- 20 зывает точность и достоверность соответствующего опрецепения.

На чертеже изображено устройство, с помощью которого реапизуется прецпоженный способ одеьки качества технологических смазок при вопочении.

Устройство вкпючает вопоку 1 с попуугпом Э, распопоженное перец ней ропиковое прввипьное устройство 2 и направпяющие ропики 3, размещенное за правипьным устройством 2 средство дпя при дания провопоке колебаний, выполненное в виде приводного кривошипно-шатунного .механизма 4, сипоиэмеритепь 5, раопопоженный за вопокой, Способ осуществпяют следующим об- . разом.

Перец нанесением смазки на заготовку 6 осуществляют ее правку в правипьиом роликовом устройстве 2, за.тем заготовке посредством кривошипношатунного механизма 4 сообщают колебание с угпом откпонения от оси вопочения иа входе в деформадионную зону вопоки равным попуугпу конуса смазочной эоны вопоки 8 и частотой, равной

4 9-кратному отношению скорости водочения к протяженности зоны нанесения смазки на заготовку до вопоки.

На выходе из вопоки 1 сипоизмерите лем 5 измеряют усипие вопочения Р;, дапее опредепяют среднее значение P усипия вопочения и среднее квадратическое откпонение К усипия волочения Р; от среднего значения P по формуле (4) с учетом нескопьких, nopsqка 20-25 значений усипия вопочения Р в течение каждого прохода. Затем, приняв U 2 дпя вероятности 0,95 и выбрав этапонную смазку при опрецепенной частоте, например, Е = 9, олрецепяю ч

5 значение покаэатепя качества смазки по формупе (1).

Проводят анапогичные испытания цпя другой смазки и опредепяют значение показатепя качества смазки . Бопьшему значению этого покаэатепя соответст вует бопее качественная смазка.

Пример . Протягивают катанку из стапи ОМ с исходным циак этром

6,5 мм на конечный размер 5,45 мм на цепном вопочипьном стане со скоростью протяжки 0,2 м/с. В качестве вопочип ного инструмента испопьзуют одинарные вопоки формы Д на ГОСТ 9453-60 из сппава ВК6 по ГОСТ 3882-61 с двойным угпом смазочного конуса 2 P =

= 50 . Угоп рабочего конуса составпяет 10 . Перец вопочением заготовку о правят, наносят технопогическую смазку.

В процессе вопочения нецеформированный конец заготовки перемещают перпендикулярно оси вопочения с углом на входе в рабочую зону вопоки, равным углу смазочной зоны волоки (25О).

Частоту колебаний заготовки устанавпивают путем изменения скорости вращения привода кривошипно-шатунного механизма. При скорости V =О,2 м/с и протяженности участка нанесения смазки

S -= 0,,2 м частота копебаний E = 3;

4; 6; 9; 10 Гц. Эта вепичина чиспенно равна копичеству копебаний заготовки за время прохождения ее точек через участок нанесения смазки. Усипие вопоченпя Р измеряют упругой тенэометри1 ческой рессорой с записью на светопучввой осциппограф. Далее определяют среднее значение P усипия вопочения и сред» нее квадратическое откпонение 5 усипия вопочения Р от среднего его значе1 ния Р по формупе (4) с учетом 20-25 значений усипия вопочения Р; (п = 2025) в течение каждой протяжки. Затем, приняв 0 = 2 для вероятности 0,95 и мыпьный порошок в качестве этапонной смазки при частоте копебаний заготовкч f 9 (что составпяет 9 Гц), рассчитывают значение показатепя качества смазки g по формупе (1), Параппельно проводят оценку качесч ва технопогических смазок согласно прото типу: заготовка исходной формы (без правки) деформировапась в той же вопське с той же скоростью, что и по предпьженному способу. При этом опредепяют среднее значение усилия вопочения.

1079331

4,98

3-4

5,03

5,04

5,07

9 (этапон) 5,10

5,10

Мп с изв. 4 53

4,60

4,62

4,66

4,70

4,70

В качестве технологических смазок испи1ьзуют мыпьный порошок (МП) > . термообработанную смесь мыпа с 157 извести (МП с изв.), алюминиевую сопь синтетической жирной киспоты фракции С -С (АР -сопь СЖК), попи20 25 меризованное хпопковое маспо с 15% мы ла (ПХМ с М П) .

Результаты испытаний прецставпены в табпице, в частности привецена очерец- 10 ность смазок с точки зрения пучшего качества (место смазки в ряцу качества).

Прецставпенные цанные свицетепьствуют о том, что усповия испытания качества смазок по прецпоженному способу 15 боп е жесткие, чем при испопьзовании прототипа. Количество копебаний заготовки менее четырех не позвопяет получить новую информацию о качестве испопьэованных смазок по сравнению с 20 прототипом.

В спучае использования мыльного порошка и апюминиевой сопи СЖК прецложенный способ (в отпичие от прото типа) при напичии 4 -9 копебаний за- 25 готовки позвопяет выявить бопее качественную технопогическую смазку. При этом, несмотря на меньшее срецнее значение усипия волочения у мыпьного порошка, чем у апюминиевой сопи СЖК, поспецнюю необхоцимо признать бопее качественной, так как с учетом срецнего квацратического откпонения усипия вопочения его максимапьная вепичина мень. ше, а стабипьность срецнего — выше, чем копичественно отражается бопьшим значением показатепя качества у при равных частотах копебаний нецеформированной части заготовки.

При копичестве копебаний заготовки бопее 9 не изменяется срецнее зиачение усипия вопочения и его стабипьность в связи с цостижением стабипьных усповий вопочения со смазкой.

При поспецоватепьных испытаниях ряца технопогических смазок, испопьэуя прецпоженный способ, по величине покаэь тепя качества смазки (в отпичие от прототипа) можно выбрать наибопее эф фективную технопогическую смазку с точки зрения снижения усипия вопочения и стабипьности смазочного цействия.

Таким образом, прецпоженный способ позвопяет бопее точно и цостоверно оценивать качество технопогической смазки при вопочении по сравнению с прото .ином.

1079331

Продолжение таблицы

Смазка

Частота колебаний заготовки, Гц

Af -соль СЖК 4,98

5,08

5,10

5,13

5,17

5,17

ПХМ с МП, 4,40

4,57

0,23

4,59

0,25

4,59

0,25

Продолжение таблицы

МП

0,25

1,09

0,35

1,04

0,41

1,01

0,43.

0,43

0,16

1,21

0,23

1,17

0,26

1,15

0,29

1,13

0,29

1,13. Мп с изв.

Среднее значение усилия волочения, кН

Пр от отип

Место смазки в ряду качества

4,55

4,55

Среднее значение усилия волочения, кН

0,14

0,20

1079331

А1-соль СЖК

1,09

0,20

1,05

1,04

1,03

0,32

1,03 ПХМ с МП

1,23

1,20

1,18

1,17

1,17

0,28

0,31

0,32

Дсфориациом- ду щц

АР Зона Оома Йони

Innn u

ВНИИПИ Заказ 121 3/8

Тираж 796 . Подписное филиал ППП Патент, Г. Уж Г орой, ул. Проейтн&я, 4