В общем виде значение контактной силы представляется функцией следующих параметров:

где величина K – коэффициент, зависящий от формы заготовки (K1) и толщины заготовки (K2).
Контактная сила Рконт является допустимой для данного покрытия. Перенося значение допустимой контактной силы на процесс профилирования при тех же условиях, можно определить предельные геометрические и технологические параметры процесса профилирования.
В случае, когда величина сдира Sсд в моделируемом и реальном процессе при прочих равных условиях (величинах НП и толщине материала) одна и таже, можно определить только значение параметра F/R (удельной силы). Тогда общий вид уравнения может быть представлен в следующем виде:

Для моделирования взаимодействия шарового индентора с заготовкой спроектировано и изготовлено устройство для испытания покрытия на отслоение (рис. 1, 2), которое состоит из сварного каркаса 1, к которому крепится неподвижная пластина 2 с приваренными направляющими уголками 3 и направляющие планки 4. По направляющим уголкам 3 может перемещаться в вертикальном направлении пластина 5, на которой закреплена оправка 6 с шаровым индентором 7. Прижим индентора к испытуемой заготовке с покрытием 8 обеспечивает пружина 9 по шпильке 10 гайкой 11. Величину сжатия пружины отмечают по индикаторной головке 12, которая связана с гайкой 11 посредством шайбы 13. Заготовка с покрытием крепится на подвижной пластине 14, которая имеет возможность перемещаться в горизонтальном направлении посредством рукоятки 15 по направляющим планкам 4.
Устройство работает следующим образом. Заготовку с испытуемым покрытием закрепляют на подвижной пластине 14. Вращая гайку 11, определяют положение, при котором шарик 7 коснется заготовки 8; отмечают нулевую точку отсчета по индикатору 12. Далее, вращая гайку 11, создают некоторую силу со стороны шарика на заготовку и отмечают значение перемещения гайки по индикатору 12. Разница между данным и нулевым значением будет величиной сжатия пружины, а учитывая жесткость пружины, определяют силу прижатия шарика к заготовке. Вращая рукоятку 15, перемещают шарик по покрытию на некоторое расстояние (5-10)R. Далее, увеличивая степень сжатия пружины, определяют силу сжатия и вновь перемещают шарик. Материал всех элементов устройства (кроме пружин и инденторов) - сталь 3 или сталь 10; материал шариков инденторов - ШХ15 (рис. 3). После окончания эксперимента измеряют глубину нарушения покрытия (Sсд) и строят график зависимости относительной величины сдира покрытия (Kсд = Sсд/Sп) от силы прижима Fсж.


Рис. 1. Общий вид устройства для испытания покрытия на отслоение (Патент№37221)

Рис. 2. Фотография устройства для испытания покрытия на отслоение

Рис. 3. Оправки с шариками-инденторами
На основе полученных результатов определяют допустимые значения параметра F/R на различных видах покрытия при величине сдира 20, 50 и 100% (табл. 1).
Таблица 1 - Допустимые значения параметра Pконт (Sсд) = F/R при контакте заготовки с шаровым индентором

* - отмечено уменьшение значения при увеличении радиуса шарового индентора