ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 2 2026 146 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ пересечения нормированных функций, аналогичный примененному для рис. 4. На основе этого подхода была определена рациональная точка компромисса: ïð 15,5 R = мм. Такой выбор позволяет «отойти» от опасной зоны разрушения, снизив интенсивность напряжений âð i σ до безопасного уровня (538,63 МПа), но при этом сохранить высокие показатели качества поверхностного слоя: интенсивность остаточных напряжений формируется на уровне 270 МПа, глубина упрочнения удерживается на уровне y ≈ 0, 91 h мм, а высота наплыва не превышает 0,015 мм. Как было обосновано ранее, при рациональном радиусе профиля ïð 15,5 R = мм высота наплыва í ( ) h минимизируется благодаря эффекту конформного контакта. Это создает благоприятные предпосылки для процесса обработки, так как малый объем вытесняемого металла по сторонам контакта позволяет значительно увеличить шаг круговой подачи êð S без резкого роста высоты остаточного гребешка îñò ( ) h при перекрытии следов деформации. Для научного обоснования возможности применения высоких круговых подач необходимо оценить теоретическую ширину единичного следа контакта (b). При выбранных параметрах ïð ( 15,5 R = мм, çàã R = 15 мм) и глубине внедрения t = 0,1 мм ширина пятна контакта определяется следующим геометрическим соотношением: çàã ïð ïð çàã 2 2 0,1 15 15,5 2 2 19,3 15,5 15 tR R b R R ⋅ ⋅ ⋅ ≈ ≈ ≈ − − мм. Учитывая, что теоретическая ширина контакта ≈ (b 19,3 мм) многократно превышает величину шага круговой подачи, формируются объективные предпосылки для кратного повышения производительности процесса. С целью проверки данной гипотезы было проведено моделирование в широком диапазоне круговых подач êð 1, 0 4,5 S = … мм, результаты которого по изменению высоты остаточного гребешка îñò ( ) h и количества рабочих ходов (N) представлены на рис. 8. Анализ динамики формирования микрорельефа подтверждает, что благодаря высокому геометрическому соответствию профиля инструмента и заготовки высота гребешка между смежными следами обработки остается минимальной даже при значительном удалении витков друг от друга. Результаты моделирования показывают, что даже при увеличении круговой подачи до êð S = 3,0 мм расчетная высота остаточного гребешка îñò h составляет около 0,92 мкм. Это значение существенно ниже высоты микронеровностей, характерной для тороидального профиля, работающего на значительно меньшей круговой подаче êð (S = 1,0 мм). Резкое снижение количества рабочих ходов N с 94 до 31 при переходе к подаче êð S = 3,0 мм позволяет сократить машинное время в три раза, сохраняя при этом параметры шероховатости в пределах требований к чистовой обработке. Таким образом, использование профильного ролика позволяет эффективно преодолеть кинематические ограничения базовых схем деформирования. Однако высокая конформность контакта, обеспечивающая превосходное качество поверхности и высокую производительность процесса ППД, имеет и свои технологические ограничения. Распределение усилия деформирования по широкому пятну контакта ≈ (b 19,3 мм) ведет к снижению удельного контактного давления по сравнению с точечным контактом тороидального Рис. 8. Зависимость высоты остаточного гребешка (hост) и количества рабочих ходов (N) от шага круговой подачи (Sкр) при упрочнении роликом с вогнутым профилем Fig. 8. Dependence of the residual ridge height (hres) and the number of passes (N) on the circular feed step (Scr) during hardening with a concave profi le roller
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1