Obrabotka Metallov 2009 No. 4

Рис. 1. Постановка задачи моделирования остаточных напряжений (ОН) (схема расположения характерных и распределения компонентов тензора ОН по глубине поверхностного слоя) Особенностями формирования результирующего тензора ОН являются (рис. 1): 1) воздействие тепловой разгрузки значительно уменьшает значения экстремума остаточных напря- жений и смещает его в глубину поверхностного слоя; 2) наибольшими сжимающими значениями на- пряжений характеризуется осевой компонент σ x ; 3) в целом тензор ОН имеет аналогичный ППД характер распределения, однако характеризуется большей глубиной распространения сжимающих на- пряжений, достигающей 10 мм против 2 – 3 мм при традиционном ППД. Представленная картина формирования ОН хорошо согласуется с результатами Д.Д. Папше- ва, полученными для обработки ППД шариком. Автор подчеркивает возможность образования экстремума сжимающих ОН как на поверхно- сти детали, так и на некоторой глубине в зави- симости от степени воздействия тепловой раз- грузки. Для обеспечения заданной ЦД в условиях приложения эксплуатационных нагрузок необ- ходимо установить не только влияние остаточ- ных напряжений на эксплуатационную долго- вечность, но и взаимосвязи ОН с режимами обработки. С этой целью размерным совмещенным обкатыванием были обработаны образцы из стали 45 (ГОСТ 1050-88 HV 160 – 180) по режимам, которые варьировались в следую- щих пределах: профильный радиус ролика R пр = 2…10 мм, действительный натяг h д = = 0,05…0,8 мм и действительный зазор а д = = 0,05…0,4 мм. Проверка адекватности каждой модели осу- ществлялась путем экспериментальной обра- ботки РСО образцов с идентичными построен- ным моделям параметрами режима. Для выявления взаимосвязей ОН с параме- трами режима проведено описание эпюр компо- нент в категориях координат характерных точек (рис. 1). Установлено, что компоненты тензора ОН в наибольшей степени зависят от профильного радиуса и действительного натяга ролика. Наибольшие осевые сжимающие напряже- ния на поверхности (точка A , рис. 1) наблю- даются при значениях натяга роликов около 0,25 мм. Их дальнейшее уменьшение при воз- растании действительного натяга вызвано зна- чительно возрастающей тепловой разгрузкой, в то время как осевые сжимающие напряжения в 1-м экстремуме (точка B, рис. 1) продолжают возрастать. Анализируя полученные взаимосвязи и сравнивая их с результатами других авторов, можно отметить, что увеличение натяга при РСО приводит к увеличению глубины распро- странения сжимающих напряжений, увеличе- нию сжимающих напряжений в первом экс- тремуме, однако смещает экстремум в глубину поверхностного слоя. Увеличение профильно- го радиуса ролика также вызывает увеличение ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ТРУДЫ КОНФЕРЕНЦИИ № 4 (45) 2009 34