OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 2 2026 139 EQUIPMENT. INSTRUMENTS диальном направлении к продольной оси заготовки на фиксированную глубину t (радиальный натяг). 2 Этап продольного деформирования. Инструмент совершает поступательное движение вдоль продольной оси заготовки со скоростью ïð V . Важнейшим кинематическим условием является отсутствие вращения заготовки çaã ( 0) n = в процессе рабочего хода. Пассивное вращение ролика вокруг собственной оси èí ( ) n инициируется силами трения. 3. Этап окружной индексации. По завершении продольного хода осуществляется дискретный поворот заготовки на шаг круговой подачи êð S . После индексации направление вектора скорости ïð V изменяется на противоположное для выполнения рабочего хода по следующей траектории. Для оценки влияния геометрии рабочего профиля инструмента на механику деформирования рассматриваются три конструктивных варианта деформирующего ролика (рис. 1, б–г). Все рассматриваемые инструменты представляют собой тела вращения, различающиеся исключительно геометрией образующей рабочей поверхности. Вариант I – ролик с выпуклой рабочей поверхностью (тороидальный профиль, рис. 1, б): характеризуется локальным (квазиточечным) контактом, создающим максимальную концентрацию давлений в центре очага деформации. Вариант II – ролик с вогнутой рабочей поверхностью (профильный ролик, рис. 1, в): обеспечивает охватывающий контакт, который максимизирует площадь взаимодействия и ограничивает боковое течение материала (эффект стеснения деформации). Вариант III – ролик с прямолинейной рабочей поверхностью (цилиндрический профиль, рис. 1, г): Характеризуется линейным контактом, что позволяет теоретически увеличить величину круговой подачи êð S для исследования потенциала повышения производительности упрочнения. Конечно-элементная модель и граничные условия. Численная реализация задачи выполнена на основе трехмерной твердотельной модели. На рис. 2 в качестве примера представлена расчетная схема для ролика с выпуклой рабочей поверхностью (вариант I), однако методика построения сетки и наложения граничных условий идентична для всех исследуемых типов инструмента. Для дискретизации деформируемой заготовки использованы 20-узловые гексаэдральные элементы высшего порядка типа SOLID186. а б Рис. 2. Конечно-элементная модель процесса (на примере ролика с выпуклой рабочей поверхностью – вариант I): а – дискретизация расчетной области (гексаэдральная сетка на заготовке и тетраэдральная на ролике); б – граничные условия с использованием шарнира Body-Ground Fig. 2. Finite element model of the process (using a roller with a convex working surface as an example – Variant I): a – discretization of the computational domain (hexahedral mesh on the workpiece and tetrahedral mesh on the roller); б – boundary conditions using a Body-Ground joint
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1