OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 2 2026 147 EQUIPMENT. INSTRUMENTS профиля. В результате этого глубина упрочненного слоя и уровень накопленных остаточных напряжений сжатия при использовании профильного ролика оказываются относительно меньшими. Эта особенность указывает на то, что выбор профильного ролика является рациональным в тех случаях, когда приоритет отдается производительности и минимизации шероховатости, в то время как для получения максимальной глубины упрочнения могут потребоваться иные схемные решения. Выбор и обоснование параметров ролика с прямолинейной рабочей поверхностью (вариант III). Данный инструмент характеризуется линейным контактом (рис. 1, г), что теоретически позволяет существенно увеличить величину круговой подачи êð S для исследования потенциала дальнейшего повышения производительности упрочнения. Однако на практике реализация схемы с прямолинейной образующей сопряжена с возникновением специфических краевых эффектов (концентрации напряжений на торцах инструмента), требующих детального изучения. Анализ напряженно-деформированного состояния при использовании гладкого цилиндрического профиля èí (D = 40 мм, B = 10 мм) выявил значительную неоднородность силового поля. Острые кромки инструмента (90°) вызывают эффект сингулярности, при котором пиковые напряжения (830…835 МПа) существенно превышают предел прочности материала [23]. Это провоцирует микроразрушение поверхности и интенсивное боковое течение металла с образованием высоких наплывов, тогда как в центре зоны контакта интенсивность напряжений снижается до 550 МПа, формируя нежелательный «седлообразный» профиль давления (рис. 9, а). Для стабилизации процесса предложен модифицированный цилиндрический ролик шириной B = 10 мм, конструктивные параметры которого приведены на рис. 10. Инструмент оснащен центральным цилиндрическим участком шириной l = 3 мм, плавно переходящим через галтели в боковые участки с углом наклона 1 α ≈ °(радиальное понижение Δh = 0,05 мм). Галтельные переходы создают эффект управляемого стеснения в зоне контакта. Плавно ограничивая боковое течение металла, они направляют деформацию вглубь заготовки [24]. В результате краевые пики напряжений полностью нивелируются, а в центре (под центральным цилиндрическим участком) формируется равномерное поле временных сжимающих напряжений с оптимальными значениями 540…568,7 МПа (рис. 9, б). Различия в распределении действующих напряжений (рис. 9) закономерно предопределяют макрогеометрию очага деформации и характер формирования упрочненного слоя. Для наглядного представления исследуемых физико-механических параметров и их локализации в поперечном сечении контакта построены расчетные профили поверхности, представленные на рис. 11. Количественные показатели, отражающие влияние профиля инструмента на качество поверхностного слоя, обобщены в табл. 3. а б Рис. 9. Поля распределения интенсивности временных напряжений ( ) âð σ i в поперечном сечении заготовки: а – гладкий цилиндрический профиль; б – модифицированный цилиндрический профиль Fig. 9. Distribution fi elds of transient stress magnitude ( ) σtr i in the cross-section of the workpiece: a – smooth cylindrical profi le; б – modifi ed cylindrical profi le
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1