CC BY
96
исчислению. М.: Высшая школа, 1965. 232 с.
G. V. Panfilov, S. V. Nedoshivin, P. V. Sudakov
BASIS FOR INTEGRATION ALGORITHM ALONG THE BOUNDARY STRESSES SLIP LINES IN PLASTICITY THEORY’S AXISYMMETRIC PROBLEMS
There is developed algorithm integrating the normal and tangential stresses along the boundary slip lines in determining the power projection in required direction by using current radial coordinate, which is used as the corresponding projections of the boundary slip lines themselves.
Key words: slip line field, axisymmetric problem, the analytical method, the power
analysis.
Получено 20.01.12
УДК 621.833
Я. А. Соболев д-р техн. наук, проф., (495) 223-05-23, доб. 1393, [email protected] (Россия, Москва, МГТУ «МАМИ»),
Ю.К. Филиппов, д-р техн. наук, проф., (495) 223-05-23, доб. 1393, [email protected] (Россия, Москва, МГТУ «МАМИ»),
А.В. Рагулин, канд. техн. наук (495) 993-44-14, [email protected] (Россия, Москва, МГТУ «МАМИ»),
А.В. Молодов, аспирант, (495) 223-05-23, доб. 1340, [email protected] (Россия, Москва, МГТУ «МАМИ»)
ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ СМАЗКИ ПРИ ХОЛОДНОМ ОБРАТНОМ ВЫДАВЛИВАНИИ
Исследованыразличные смазывающие материалы при холодном обратном выдавливании. Приводятся исходные данные и полученные результаты в ходе эксперимента.
Ключевые слова: обработа металлов давлением, холодная штамповка, выдавливание.
В связи с повышением требований к качеству продукции, совершенствованием технологий производства, изменением сырьевой базы, учетом экологических факторов и по другим причинам идет непрерывный процесс замены одних смазок другими, более эффективными и менее де-фиттитными. В настоящее время в качестве технологических смазок используют сотни различных веществ. Трудность выбора оптимального состава смазки для каждого конкретного процесса обработки заключается в
том, что она должна одновременно удовлетворять целому ряду требований, некоторые из которых трудносовместимы.
При выборе той или иной смазки для холодной объемной штамповки исходят из следующих требований: смазка должна иметь хорошую адгезию с заготовкой, обеспечивать долговечность рабочих частей инструмента, сохранять высокую чистоту поверхности, быть технологичной и не дорогой.
В МГТУ "МАМИ" было проведено исследование некоторых видов смазок для холодной объемной штамповки, которые актуальны на сегодняшнем рынке, а именно: Bonderlube 623, Bonderlube 741, Bonderlube 742 фирмы Henkel; Lubrizol 5345, Lubrihol 40 фирмы Lubrizol. В качестве экспериментальной схемы был выбран процесс холодного обратного выдавливания в цилиндрической матрице, показанный на рис. 1.
Смазка фирмы Henkel, превышающая плотность воды, непрозрачная, белого цвета, представляет собой высокомолекулярный гликоль в жидком виде. После нанесения смазки на образец она приобретает твердую прозрачную структуру.
Процесс нанесения смазки на образцы подразделяется на четыре
этапа:
1. Травление образцов в ванне со щелочным раствором;
2. Промывание образцов в дистиллированной воде;
3. Перемещение образцов в ванну с одним из видов смазки Bonderlube;
4. Сушка в печи при температуре 110.
Р
Рис. 1. Принципиальная схема обратного выдавливания: 1-пуансон; 2-пуансонодержатель; 3-упор; 4-матрицедержатель; 5-образец; 6-смазочный материал
Смазка фирмы Lubrizol имеет в своем составе хлорсодержащий па-
167
рафин ^иЬгїЬоІ 40) и хлорсодержащий парафин с серой (Lubrizol 5345), представляет собой жидкую прозрачную или полупрозрачную структуру с желтоватым оттенком. Нанесение смазки на образец происходит непосредственно перед технологической операцией. Так же Lubrizol хорошо взаимодействует с другими типами смазки, такими как мыло, парафин, дисульфид молибдена, пушечное сало, индустриальное масло и д.р. Этим самым Lubrizol имеет первоначальное преимущество перед другими испытываемыми материалами за счет наименьших финансовых и временных затрат на покрытие образцов.
Для сравнения испытываемых смазывающих материалов с уже существующими и широко применяемыми смазками было решено включить фосфатированные образцы с последующим пропитыванием мыльной эмульсией. В качестве испытаний был выбран процесс обратного выдавливания в цилиндрической матрице на гидравлическом прессе, снабженным ЭВМ. Основными оценочными параметрами служили технологическое усилие, температура и чистота поверхности заготовки, наличие дефектов.
В качестве материала рабочих частей испытательного штампа были выбраны марки сталей 9ХС и Х12М. Заготовки были получены из стали 10, всего был испытан 21 образец.
Так как смазка фирмы Lubrizol изначально имеет жидкую структуру, то для обеспечения более густой консистенции было принято решение смешивать её с другими смазывающими материалами, легкодоступными и дешевыми. Такое решение было обусловлено тем, что в процессе деформации образуется большая контактная поверхность пуансона с заготовкой, что влечет за собой частичное или полное выдавливание смазки из зоны деформации. При недостаточном количестве смазки на контактной поверхности в ходе эксперимента были выявлены такие дефекты, как задиры на пуансоне, складкообразование на внутренней поверхности образца, частичная "сварка" пуансона с образцом, невозможность отделения образца от матрицы без стороннего оборудования. В связи с этим ходе эксперимента было испорчено 10 пуансонов, из них 4 пуансона из материала 9ХС. При обработке результатов эксперимента не учитывались незначительные отклонения поведения материалов 9ХС и Х12М при обратном выдавливании. Результаты эксперимента представлены в таблице.
Из таблицы видно, что фосфатированный образец с последующим пропитыванием мыльной эмульсией показал самые стабильные свойства при холодном обратном выдавливании среди других смазок, испытанных в ходе эксперимента. При использовании данного метода требуется меньшее усилие на технологическую операцию, он способствует меньшему нагреву образца и рабочих частей штампа, чем при других типах смазки. Так же не наблюдалось проблем с отделением образца от пуансона или матрицы. Но и этот материал имеет один значительный минус - после деформации образец имеет далеко не чистую поверхность, что сильно портит то-
варный вид будущей детали (рис. 2).
Результаты эксперимента
№ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Марка 5345 5345 40 5345
Примеси 80% ИМ 75% ИМ 8% ПШ 50% ИМ 14% ПШ 48% ИМ 12% ПШ
Р, т.с. 145 147 135 144
^с 50 50 55 55
Дефект + + + +
Р, т.с. 126 123 125
^с 45 45 45
Дефект - - -
Марка 623 623 741
Р, т.с. 141 134 135
^с 55 55 50
Дефект - - -
№ 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Марка 5345 5345 5345 5345 5345 5345
Примеси 33% ХМ 33% П 50% ММ 50% ПШ 50% ПШ 25% КС 50% ИМ 25% КС, 50% ИМ
Р, т.с. 140 138 137 144 137 145 136 149
^с 60 60 55 60 50 55 50 55
Дефект + + + + - + - +
Р, т.с. 126
^с 45
Дефект -
Марка 742
Р, т.с. 146
^с 50
Дефект -
Условные сокращения в таблице:
ИМ - индустриальное масло; ПШ - пушечное сало; ХМ - хозяйственное мыло; П - парафин; ММ - моторное масло 15W40; КС - консистентная смазка.
Рис. 2. Образцы после деформации:
Слева направо: образец №17 Henkel; образец №18 Lubrizol; образец №15
фосватированный образец с последующим пропитыванием
мыльной эмульсией
О проблемах смазки фирмы Lubrizol можно сказать следующее: в чистом виде смазочный материал выдавливается из зоны деформации, поэтому рекомендуется использовать его как присадку, смешивая с другими, более вязкими и обладающими хорошей адгезией смазывающими материалами. Хочется отметить, что образцы 18 и 20 показали наилучшую чистоту поверхности заготовки после деформации, которую можно сравнить с зеркальной или полированной поверхностью. Фирма Lubrizol показала средние результаты среди испытанных материалов, но для холодного обратного выдавливания идеальный состав смазки, в который входит Lubri-zol как присадка, на сегодняшний день не найден.
Фирма Henkel по тепловым показателям и по технологическому усилию показала самый плохой результат, однако смазка фирмы Henkel хорошо ведет себя при холодном обратном выдавливании и не портит рабочий инструмент. Образец 17 по чистоте поверхности близок к образцам 18 и 20.
Список литературы
1. Куксенова Л.И., Лаптева В.Г., Колмаков А.Г. Методы испытания на трение и износ: справ. изд. М.: Интермет Инжереринг, 2001.
Y.A Sobolev, U.K. Filippov, A. V.Ragulin, A. V. Molodov.
RESEARCH OF VARIOUS TYPES OF GREASING AT COLD FORMING.
Various greasing materials were exposed to research at cold forming. We cited the initial data and received results are during experiment.
Key words: cold volume forming, greasing.
Получено 20.01.12
