ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 2 2026 144 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ малых значений круговых подач êð ( 0,3 S ≤ мм) обеспечивается минимальная шероховатость, однако это ведет к резкому росту трудоемкости (N ≈ 942 хода) и создает технологическую опасность перенаклепа поверхностного слоя. Наиболее эффективным является диапазон круговых подач êð 0,5 0, 9 S = … мм, при котором достигается 5…8-кратное снижение количества проходов при сохранении высоты микронеровностей в технологически целесообразных пределах îñò ( 0, 004 0, 008 h ≈ … мм). Дальнейшее увеличение шага круговой подачи приводит к дестабилизации процесса, что выражается в скачкообразном росте высоты гребешка до 0,062 мм при êð 1, 9 S = мм. Точка перегиба на графике находит свое физическое объяснение через сравнение шага круговой подачи с расчетной шириной единичного следа контакта (b). При выбранных параметрах обработки теоретическая ширина следа, рассчитанная по геометрической зависимости çàã ïð çàã ïð 2 2 / ( ), b tR R R R ≈ + составляет примерно 1,73 мм. Таким образом, превышение шагом круговой подачи величины b êð ( 1, 73 S > мм) становится лимитирующим фактором, приводящим к потере сплошности обработки и возникновению необработанных зон. Полученные данные подтверждают, что возможности повышения производительности схемы с тороидальным профилем ограничены условием перекрытия следов, это диктует необходимость поиска альтернативных схем деформирования с более широкой зоной контакта. Выбор и обоснование параметров ролика с вогнутой рабочей поверхностью (вариант II). Переход к профильному ролику (с вогнутой рабочей поверхностью) обоснован необходимостью реализации конформного контакта, который позволяет значительно расширить зону пластической деформации по сравнению с вариантом I. Эффективность данной схемы во многом определяется разностью радиусов инструмента и заготовки ïð çàã R R R Δ = − . Этот геометрический параметр является ключевым фактором, регулирующим характер взаимодействия поверхностей: от полнопрофильного охвата при минимальных значениях до трансформации в квазиточечный контакт при увеличении разности радиусов. При этом режим ïð çàã R R ≤ признан технически недопустимым из-за неизбежного врезания кромок инструмента в поверхность заготовки, вызывающего механическое разрушение структуры. Анализ распределения интенсивности временных напряжений âð i σ (рис. 6) показал, что при минимальной разности радиусов 0,1 R Δ = мм ïð ( 15,1 R = мм, рис. 6, а) возникает критическая концентрация напряжений, достигающая 820,96 МПа (максимальная интенсивность остаточных напряжений при этом составляет 311 МПа). Это значение существенно превышает предел прочности стали 45 ( 600 B σ = МПа), что физически объясняется эффектом жесткого стеснения упругопластической деформации в условиях высокой конформности. В таком состоянии металл, зажатый в замкнутом пространстве вогнутого профиля, лишен возможности свободного течения в стороны, что приводит к резкому росту внутренних нагрузок выше порога разрушения. Увеличение разности радиусов до 1, 0 R Δ = мм ïð ( 16, 0 R = мм, рис. 6, в) ведет к снижению интенсивности временных напряжений до 462,78 МПа, а остаточных – до 247 МПа, что нивелирует технологические преимущества профильного ролика вследствие значительного сокращения площади контакта. Рациональным признано значение 0,5 R Δ = мм ïð ( 15,5 R = мм, рис. 6, б), при котором уровень временных напряжений (538,63 МПа) достаточен для эффективного протекания интенсивной пластической деформации с формированием остаточных напряжений около 270 МПа, но остается в пределах безопасного диапазона, исключающего риск разрушения материала. Предварительный анализ напряженного состояния позволяет выделить радиус ïð 15,5 R = мм как наиболее эффективный для упрочнения деталей диаметром 30 мм. Для окончательной верификации выбора помимо анализа интенсивности временных напряжений необходимо оценить влияние радиуса профиля на ключевые характе-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1