ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 2 2026 136 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ Выбор и обоснование геометрических параметров контактной поверхности ролика для строчного поверхностного пластического деформирования Семен Зайдес a, Тхань Тьунг Ле b, * Иркутский национальный исследовательский технический университет, ул. Лермонтова, 83, г. Иркутск, 664074, Россия a http://orcid.org/0000-0001-9416-7749, zsa@ex.istu.edu; b http://orcid.org/0009-0003-2787-1746, lechung275@gmail.com Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2026 Том 28 № 2 с. 136–156 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2026-28.2-136-156 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение Обеспечение эксплуатационной надежности ответственных деталей машин, работающих в условиях циклического нагружения и износа, неразрывно связано с качеством их поверхностного слоя [1, 2]. В ряду технологических ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.787.4 История статьи: Поступила: 03 марта 2026 Рецензирование: 16 марта 2026 Принята к печати: 21 мар та 2026 Доступно онлайн: 15 июня 2026 Ключевые слова: Поверхностное пластическое деформирование Строчная обработка Кольцевой ролик Геометрия контактной поверхности Метод конечных элементов Остаточные напряжения Глубина упрочнения Микрорельеф Управляемое стеснение деформации Модифицированный профиль АННОТАЦИЯ Введение. Статья посвящена выбору и обоснованию рациональных геометрических параметров контактной поверхности кольцевого ролика для строчного поверхностного пластического деформирования (ППД). Актуальность работы обусловлена необходимостью повышения эксплуатационных характеристик деталей машин при одновременном обеспечении высокого качества поверхности и производительности обработки. Целью исследования является определение такой геометрии рабочего профиля инструмента, которая обеспечивает максимальную глубину упрочнения и уровень сжимающих остаточных напряжений при минимальных искажениях микрогеометрии поверхности в условиях перекрытия единичных следов деформирования. Методы. Для решения поставленной задачи использован метод конечных элементов, реализованный в программном комплексе ANSYS Workbench (модуль Transient Structural) с применением модели билинейного изотропного упрочнения для стали 45. Выполнен сравнительный анализ трех типов профиля ролика: выпуклого (тороидального), вогнутого (профильного) и прямолинейного (цилиндрического). В ходе вычислительного эксперимента варьировались радиус профиля инструмента и шаг круговой подачи. Оценка эффективности проводилась по критериям глубины упрочненного слоя, интенсивности остаточных напряжений и высоты пластического наплыва на границах следов обработки. Результаты и обсуждение. Установлено, что для тороидального профиля рациональным является радиус профиля Rпр = 5 мм, для профильного ролика – 15,5 мм. Выявлены недостатки базовых схем: тороидальный ролик обеспечивает глубину упрочнения 1,15 мм, но требует малых подач (низкая производительность); профильный ролик позволяет увеличить подачу, однако глубина упрочнения снижается до 0,91 мм. Показано, что применение модифицированного цилиндрического профиля с галтельными переходами позволяет реализовать эффект «управляемого стеснения» пластической деформации. Данная геометрия обеспечивает формирование равномерного упрочненного слоя глубиной 1,02 мм с остаточными напряжениями 300…320 МПа и высотой микронеровностей 2…5 мкм. Выводы. Применение разработанного инструмента позволяет повысить производительность процесса ППД в пять раз по сравнению с тороидальным роликом без потери качества поверхностного слоя. Полученные результаты могут быть рекомендованы при проектировании технологической оснастки для отделочно-упрочняющей обработки ответственных деталей машин, работающих в условиях циклических нагрузок. Для цитирования: Зайдес С.А., Ле Т.Т. Выбор и обоснование геометрических параметров контактной поверхности ролика для строчного поверхностного пластического деформирования // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2026. – Т. 28, № 2. – С. 136–156. – DOI: 10.17212/1994-6309-2026-28.2-136-156. ______ *Адрес для переписки Ле Тхань Тьунг, аспирант Иркутский национальный исследовательский технический университет, ул. Лермонтова, 83, 664074, г. Иркутск, Россия тел.: +7 950 123-53-82, e-mail: lechung275@gmail.com методов повышения усталостной прочности и износостойкости особое место занимает отделочно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием (ППД) [3, 4]. Традиционно данная технология реализуется по схемам с поперечной подачей (обкатывание), где в качестве деформирующего инструмента широко применяются шарики, а также стержневые и кольцевые ролики разных типов [5]. Среди многообразия схем реализации ППД наибольшей технологической гибкостью обладает строчная обработка, осуществляемая путем по-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1