Tool profile stationarity while simulating surface plastic deformation by rolling as a process of flat periodically reproducible deformation

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 23 № 2 2021 54 ОБОРУДОВАНИЕ . ИНСТРУМЕНТЫ Стационарность профиля инструмента при моделировании поверхностного пластического деформирования обкатыванием как процесса плоской дробной деформации Андрей Кречетов a, * Кузбасский государственный технический университет им . Т . Ф . Горбачева , ул . Весенняя , 28, г . Кемерово , 650000, Россия a https://orcid.org/0000-0002-7569-7362, krechetovaa@kuzstu.ru Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ). 2021 Том 23 № 2 с . 54–65 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2021-23.2-54-65 Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ) Сайт журнала : http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение Одним из эффективных методов повышения эксплуатационных свойств деталей машин , осо - бенно с точки зрения повышения характеристик усталостной прочности , является поверхност - ное пластическое деформирование . Упрочнение ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.787 История статьи : Поступила : 03 марта 2021 Рецензирование : 16 марта 2021 Принята к печати : 03 апреля 2021 Доступно онлайн : 15 июня 2021 Ключевые слова : Поверхностное пластическое де - формирование обкатыванием Механика технологического насле - дования Моделирование накопления дефор - маций и поврежденности металла Финансирование : Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 20-08- 00587. АННОТАЦИЯ Введение . Поверхностное пластическое деформирование , в том числе обкатывание , является эффек - тивным способом повышения эксплуатационных свойств деталей машин . Одним из перспективных под - ходов к проектированию упрочняющих технологических процессов является механика технологического наследования . Для расчета наследственных параметров , характеризующих накопленную деформацию и по - врежденность металла , возможно моделирование обкатывания как процесса плоской дробной деформации , что позволяет существенно сократить сроки моделирования процесса . Однако при вращении плоскости , в которой рассматривается напряженно - деформированное состояние , происходит изменение профиля ролика . Целью работы является оценка величины изменения профиля ролика в плоскости деформации в процессе деформирования как важного фактора , обеспечивающего точность получаемого решения . Методы исследо - вания . Профиль ролика в плоскости деформации определяется линией пересечения поверхности ролика и этой плоскости . В работе приведен порядок расчета координат точек линий пересечения , представляющих собой кривые четвертого порядка , в зависимости от геометрических размеров ролика и детали , а также угла наклона плоскости деформации . Результаты и обсуждение . Для оценки величины изменения профиля ро - лика были определены координаты точек линий пересечения поверхности ролика и плоскости деформации для режимов обкатывания , соответствующих достаточно развитой пластической деформации , проведена аппроксимация полученных линий в системе координат , связанной с плоскостью деформации , и оценено относительное изменение координат линий пересечения при повороте плоскости деформации . В результате проведенных аналитических исследований установлено , что даже при развитой пластической деформации относительное изменение координат точек линий пересечения не превышает 0,1 %. Это свидетельствует о возможности использования при моделировании обкатывания с использованием модели плоской дробной деформации стационарного профиля ролика . Для цитирования : Кречетов А . А . Стационарность профиля инструмента при моделировании поверхностного пластического деформирования обкатыванием как процесса плоской дробной деформации // Обработка металлов ( технология , оборудование , инструменты ). – 2021. – Т . 23, № 2. – С . 54–65. – DOI 10.17212/1994-6309-2021-23.2-54-65. ______ * Адрес для переписки Кречетов Андрей Александрович , к . т . н ., доцент Кузбасский государственный технический университет им . Т . Ф . Горбачева , ул . Весенняя , 28, 650000, г . Кемерово , Россия Тел .: 8 (3842) 39-63-75, e-mail: krechetovaa@kuzstu.ru поверхностного слоя , уменьшение шероховато - сти , формирование благоприятных сжимающих остаточных напряжений позволяют значительно повысить предел выносливости и циклическую долговечность деталей [1–7]. Поверхностным пластическим деформированием обрабатывают как поверхности , имеющие относительно про - стые формы ( например , наружные и внутренние цилиндрические поверхности ), так и сложные криволинейные поверхности ( например , поверх - ности лопаток реактивных двигателей ) [8]. Степень и глубина упрочнения поверхност - ного слоя , качество поверхности , распределение