Obrabotka Metallov 2012 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (56) 2012 113 ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ФЦП Установлено, что после обработки обоими спо- собами с увеличением действительного натяга ро- ликов сжимающие осевые остаточные напряжения на поверхности детали увеличиваются, что соот- ветствует экспериментальным данным, которые получены для ППД другими авторами (рис. 2 и 3). Однако при обработке РСО при дальнейшем увели- чении натяга наблюдается снижение сжимающих ОН, несмотря на значительно большие величины натяга роликов, свойственные этому способу. Это вызвано значительно возрастающей тепловой раз- грузкой, в то время как осевые сжимающие напря- жения в первом экстремуме продолжают возрастать (см. рис. 2 и 3). Максимальные сжимающие осевые остаточные напряжения на поверхности детали при обработке ППД (до –400 МПа) примерно в два раза превышают значения, достигаемые для РСО (до –200 МПа). Од- нако можно отметить, что при максимально допусти- мых для каждого способа значениях действительного натяга сжимающие ОН на поверхности (для ППД) и в 1-м подповерхностном экстремуме (для РСО) име- ют схожие значения, близкие к пределу текучести упрочненного металла. Полученные результаты хорошо согласуются с результатами работ В.М. Смелянского и его учени- ков, согласно которым увеличение усилия обкатыва- ния при ППД по упругой схеме либо натяга ролика при обработке ППД по жесткой схеме или РСО при- водит к росту сжимающих ОН [5]. C увеличением действительного натяга глубина распространения осевых сжимающих ОН ( h σ x 0 ) по- сле ППД практически не изменяется, а после РСО увеличивается, достигая значений 10 мм при R пр = = 3 мм и h д = 0,8 мм. При изменении профильного радиуса ролика при обработке обоими способами обнаруживается неко- торый экстремум – значения, при которых сжимаю- щие осевые ОН на поверхности имеют максималь- ные значения (рис. 4). Положение такого экстремума определяется ключевым для каждого из рассматрива- емых способов параметром режима обработки – дей- ствительным натягом роликов ( h д ), а также специфи- ческим параметром режима, свойственного только РСО, – действительным зазором резца ( a д ). Качественное сравнение компонентов тензоров ОН для обоих способов приведено в табл. 3. В сравнении с ОН после упрочняющей обработ- ки ППД тензор ОН при РСО в целом имеет похожий характер распределения и характеризуется: – значительно большей глубиной распростране- ния сжимающих напряжений, достигающей 10 мм, против 1–3 мм при традиционном ППД; – меньшими (до –250 МПа) значениями сжимаю- щих остаточных напряжений на поверхности (при ППД величина таких напряжений приближается к пределу текучести упрочненного металла); – меньшими (до 270 МПа) значениями растягива- ющих остаточных напряжений во втором экстремуме Рис. 2 . Зависимости осевых остаточных напряжений на поверхности (σ xA ) и в первом экстремуме под поверхностью детали (σ xB ) от действительного натяга роликов h д после обработки ППД и РСО ( R пр = 3 мм) Рис. 3 . Зависимости осевых остаточных напряжений на поверхности детали (σ xA ) от действительного натяга роликов h д после обработки ППД и РСО ( R пр = 5..10 мм) Рис. 4. Зависимости осевых ОН на поверхности (σ xA ) от профильного радиуса роликов R пр после обработки ППД и РСО ( h д = 0,1 мм)