Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 2

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 21 No. 2 2019 115 MATERIAL SCIENCE Для выявления взаимосвязей полученного тензора ОН с технологическими режимами было использовано описание каждого из полученных компонентов тензора в категориях координат характерных точек (на примере  x ) [25, стр. 54, рис. 4]: 1) напряжения на поверхности детали (точ- ка А –  xA ; 2) напряжения в первом экстремуме (точ- ка В –  xB ; 3) глубина расположения первого экстрему- ма (точка В ) – h  xB ; 4) глубина распространения сжимающих на- пряжений (точка С ) – h  xC ; 5) напряжения во втором экстремуме (точ- ка D ) –  xD ; 6) глубина расположения второго экстрему- ма (точка D ) – h  xD ; 7) глубина распространения ОН (точка E ) – h  xE . По данным работы [10], основное влияние на величину и глубину распространения остаточ- ных напряжений оказывают натяг h з , профиль- ный радиус R пр ролика. В результате решения моделей с различны- ми значениями этих факторов наряду с другими компонентами выявлена тенденция изменения осевого компонента тензора ОН (рис. 2–5). Модели с натягом h з = 0,03 мм имеют макси- мальные осевые сжимающие напряжения на по- верхности детали ( y = 0 мм). При увеличении h з существует тенденция к увеличению максимальных значений сжимаю- щих напряжений, однако этот экстремум смеща- Т а б л и ц а 2 Ta b l e 2 Значения компонентов тензора остаточных напряжений The values of the residual stress tensor components Компонент С учетом ЭУТ Без учета ЭУТ Размах значений min max min max с ЭУТ без ЭУТ Осевой  x , МПа –600 74 –400 43 674 443 Радиальный  y , МПа –50 30 –22 17 80 39 Окружной  z , МПа –523 29 –248 13 552 261 Касательный  xy , МПа –24 70 –41 40 94 81 ется от поверхности в глубину до 0,5 мм и приво- дит к формированию в тонком приповерхностном слое растягивающих ОН небольшой величины. Изменение эпюры осевых ОН при изменении профильного радиуса ролика позволяет сделать вывод о том, что для достижения наилучшего распределения по глубине каждому значению натяга должно соответствовать некоторое опти- мальное значение профильного радиуса ролика: соотношение указанных величин лежит в диапа- зоне: ç ïð 0, 007 0, 015 h R   . Полученные результаты согласуются с ре- зультатами работ [9, 10, 24, 26–28], где показано, что увеличение усилия обкатывания по упругой схеме (либо натяга ролика по жесткой схеме) при ППД увеличивает ОН сжатия на поверхно- сти и в первом экстремуме, а также глубину его расположения. Увеличение профильного радиуса ролика сни- жает максимальные сжимающие напряжения, что в целом соответствует результатам работы [10]. Однако результаты исследований ОН при ППД, представленные, например, в работах [27, 28], по- казывают, что при увеличении R пр , несмотря на снижение сжимающих ОН на поверхности, про- исходит увеличение осевых и окружных ОН в первом подповерхностном экстремуме. Глубина распространения сжимающих ОН ( h σ x C ) и расположения второго (положи- тельного) экстремума ( h σ xD ) увеличиваются с увеличением обоих варьируемых параметров (рис. 5). С ростом h з от 0,05 до 0,07 мм увеличе- ние этих глубин несколько интенсивнее.