ОБРАЗЕЦ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ ПРОФИЛЬНЫЙ ДЛЯ МАЯТНИКОВОГО СКРАЙБИРОВАНИЯ

Решение относится к образцам, предназначенным для оценки физико-механических свойств их материала путем индентирования.
Известно [1, 2, 3] решение, в котором образец (изделие) при исследовании физико-механических характеристик его материала методом маятникового скрайбирования представляет собой преимущественно плоское тело, одна, как минимум, поверхность (в данном случае это сторона, являющаяся плоскостью) которого выполнена плоской. Именно эта сторона обращена к индентору, перемещающемуся по дуге качающегося маятника. Это позволяет индентору по мере своего движения вначале постепенно заглубляться в тело образца, затем достичь максимальной глубины заглубления, и затем постепенно выходить из тела образца. Недостатком такого решения является его ограниченные возможности, а именно невозможность настройки такого положения образца на предметном столике прибора для маятникового скрайбирования, которое бы обеспечивало получение следов скрайбирования с различными глубинами на входе и на выходе индентора. Создание таких следов маятниковым скрайбированием необходимо для решения ряда исследовательских задач, например, при моделировании условий нагружения, типичных для контурного фрезерования, зубофрезерования и т.д..
Техническим результатом заявляемого решения является расширение технологических возможностей маятникового скрайбирования.
Технический результат достигается за счет того, что образец выполнен цилиндрическим с профилем в виде продольных пазов, при этом форма профиля и его размеры в теле образца обеспечивают при качательном движении индентора с заданной глубиной внедрения формирование следа маятникового скрайбирования с разной глубиной на входе и на выходе индентора из тела образца.
Таким образом, в заявляемом объекте, как и прототипе [1], тело образца содержит поверхность для исследований путем нанесения следов индентором, движущимся по дуге качания маятника. Однако заявляемый объект отличается тем, что тело образца выполнено цилиндрическим с профилем в виде продольных пазов, при этом форма профиля и его размеры в теле образца обеспечивают при качательном движении индентора с заданной глубиной внедрения формирование следа маятникового скрайбирования с разной глубиной на входе и на выходе индентора из тела образца.
На фиг. 1 показано принципиальное устройство прибора для маятникового скрайбирования. На фиг. 2 показано устройство образца. На фиг. 3 условно показано изменение размеров и формы слоев, срезаемых зубьями червячной фрезы при зубофрезеровании зубчатых колес.
Заявляемый объект устроен следующим образом. В теле цилиндрического образца 1 выполнен профильный паз 2. Размеры паза обеспечивают свободное перемещение индентора 3, закрепленного на маятнике 4, вне материала образца. Форма паза может быть различной (криволинейной 2, треугольной 2/1, прямоугольной 2/2 и т.д.) для воссоздания требующихся при исследовании условий нагружения индентора или образца.
вх
вых1
вх
вых
вых2
Использование заявляемого объекта рассмотрим на одном из возможных вариантов исследования. Пусть требуется исследовать особенности нагружения материала индентора или образца при моделировании процесса зубофрезерования методом маятникового скрайбирования. Последовательность резов зубьев фрезы материала зубчатого колеса во впадине между зубьями колеса условно показана на фиг. 3. Из фигуры 3 видно, что параметры срезаемых слоев отличаются существенно. В начале процесса резания срезы короткие, их форма криволинейная, толщины срезов на входе b зуба фрезы и на выходе bразличны. В остальной части процесса зубофрезерования срезаются слои криволинейной формы с нулевой толщиной на входе b=0 и некоторой толщиной b на выходе. Во время окончания процесса зубофрезерования колеса длина срезаемых слоев уменьшается и толщина b срезаемого слоя измеряется в другом направлении.
Пусть необходимо при маятниковом скрайбировании моделировать процесс образования среза, обозначенного буквами АБС на фиг. 3. Характерные параметры среза следующие: толщина на входе равна нулю, толщина на выходе больше нуля (равна величине подачи S при зубофрезеровании), криволинейность среза предопределена диаметром червячной фрезы.
вых
Моделирование при маятниковом скрайбировании осуществляется следующим образом. Диаметр цилиндра образца выбирают максимальным исходя из геометрических параметров прибора для маятникового скрайбирования. Радиус маятника 4 выбирают близким (равным) диаметру червячной фрезы. Положение цилиндрической поверхности образца относительно траектории В качания вокруг оси 5 индентора 3 настраивают так, чтобы глубина h внедрения индентора соответствовала толщине b среза на выходе. Образец закрепляют на столе прибора для маятникового скрайбирования, маятник отводят в исходное положение, задают движение В, индентор взаимодействует с материалом образца и выходит из него, индентор фиксируют, исследуют параметры следа маятникового скрайбирования, смещают стол прибора вдоль оси образца, индентор возвращают в исходное положение, цикл повторяют.
Описание устройства и использования образца доказывает достижение технического результата.
Литература
1. Патент РФ №2555207 на изобретение «Способ сравнительной оценки свойств материалов по площади следа маятникового скрайбирования», заявка №2013158613 от 28.02.2014, опубл. 10.07.2015, Бюл. №19.
2. Мокрицкий Б.Я., Верхотуров А.Д., Пустовалов Д.А., Верещака А.А., Евстигнеев А.И., Кравченко Е.Г. Выбор эффективного материала инструмента по параметрам следа скрайбирования// Заводская лаборатория. Диагностика материалов, №9, 2015, 45-49 с.
3. Пустовалов Д.А., Мокрицкий Б.Я., Коннова Г.В., Алтухова В.В., Виноградов К.В. Сравнительная оценка свойств инструментальных материалов по критерию отношения длины следа индентора к его ширине при маятниковом скрайбировании// Металлообработка, №4, 2015, 44-47 с.