ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 1 2025 78 ТЕХНОЛОГИЯ Как статические, так и динамические методы ППД могут быть значительно усовершенствованы наложением ультразвуковых колебаний на рабочий инструмент [2]. Такой технологический прием позволяет существенно повысить степень деформационного упрочнения и твердость, а также снизить шероховатость и получать регулярный микрорельеф. Интенсификация процессов ППД с помощью ультразвука применяется широко. Этому виду обработки посвящено большое количество работ, как фундаментальных [4, 8, 9], так и прикладных [14, 15, 16]. Две основные схемы обработки ультразвуковым ППД основаны на применении деформирующих элементов, жестко связанных с колебательной системой или не имеющих жесткой связи с источником колебаний [23]. В 1964 году И.И. Мухановым впервые был предложен метод обработки ультразвуковым ППД жестко связанным с колебательной системой рабочим инструментом [21]. В развитие этого метода в 1975 году И.А. Стебельков запатентовал вид обработки свободными рабочими телами [22]. Жестко связанный рабочий инструмент позволяет производить более равномерную обработку и получить меньшую шероховатость поверхности, чем при обработке свободным деформирующим элементом [3, 6]. Однако при обработке свободным деформирующим элементом удается достичь большей степени деформационного упрочнения и глубины упрочненного слоя [25]. Одним из основных направлений работ по ультразвуковому ППД является изучение влияния этого метода обработки на структуру и свойства различных материалов на основе железа [5, 7], титана, алюминия и др. [11–13]. В последнее время это направление развивается в области нанотехнологий [20, 26]. Большинство технических решений по ультразвуковому ППД основано на передаче продольных колебаний рабочему инструменту. Используемое для получения наименьшей шероховатости ультразвуковое выглаживание может быть реализовано по трем схемам обработки, представленным на рис. 1. Наибольшую сложность представляет обработка криволинейных поверхностей, в том числе полученных аддитивными технологиями [33–36]. При прямолинейном перемещении колебательной системы с инструментом вдоль криволинейной поверхности их силовое взаимодействие может значительно изменяться. Ось инструмента отклоняется от нормали к поверхности, и статическая сила прижима F раскладывается на составляющие (рис. 2). При положении оси инструмента под углом α = 90° и статической силе прижима F существует только нормальная составляющая этой силы FN, т. е. F = FN. При α ≠ 90° кроме нормальной а б в Рис. 1. Схемы обработки поверхностным пластическим деформированием: а – с нормальными колебаниями; б, в – с тангенциальными колебаниями (1 – патрон, 2 – обрабатываемая заготовка, 3 – инструмент) Fig. 1. Surface plastic deformation (SPD) processing schemes: а – with normal vibrations; б, в – with tangential vibrations (1 – chuck, 2 – workpiece, 3 – tool)
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1