ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 2 2026 150 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ Обобщающий анализ и теоретическое обоснование эффективности контактных профилей рабочих инструментов. Сравнительный анализ технико-экономических показателей, представленных в табл. 4, выявил фундаментальные различия в механике формирования поверхностного слоя в зависимости от реализуемых условий контактирования инструмента с заготовкой. Использование разных вариантов профилирования ролика определяет специфику контактного взаимодействия – переход от точечного контакта к линейному, что напрямую влияет на напряженно-деформированное состояние металла в очаге деформации. Как показывают данные табл. 4, применение тороидального ролика = ïð ( 5 R мм) обеспечивает наибольшую глубину упрочнения (1,15 мм) и максимальный уровень остаточных напряжений ( ) σîñò max . Однако в силу специфики квазиточечного контакта эти экстремальные значения концентрируются исключительно в центре очага деформации, образуя неравномерный профиль микрорельефа. Кроме того, данная схема требует назначения малых шагов круговой подачи êð (S = 0,5 мм) для обеспечения сплошности обработки. Это неизбежно приводит к значительному увеличению количества рабочих ходов (N = 188) и делает процесс крайне низкопроизводительным. В качестве альтернативы использование профильного ролика = ïð ( 15,5 R мм) с конформным контактом позволяет кардинально повысить производительность (N = 31 ход) и достичь минимальной шероховатости ≈ … îñò ( 0, 7 1, 2 h мкм). Тем не менее распределение усилия деформирования по значительно увеличенной площади контакта неизбежно приводит к снижению удельного давления ниже критического порога, необходимого для глубокой пластической деформации. Как следствие, глубина упрочненного слоя падает до минимального значения 0,91 мм, а уровень остаточных напряжений (около 270 МПа) оказывается недостаточным для обеспечения высокой усталостной прочности тяжелонагруженных деталей. Таким образом, профильный ролик решает задачу производительности и качества поверхности, но проигрывает в обеспечении прочностных характеристик. Разрешение выявленного технологического противоречия достигается при использовании Т а б л и ц а 4 Ta b l e 4 Сводная оценка технико-экономических показателей в зависимости от профиля рабочего инструмента Summary evaluation of the technical and economic indicators depending on the working tool profi le Показатель / Indicator Тороидальный (Rпр = 5 мм) / Toroidal (Rpr = 5.0 mm) Профильный (Rпр = 15,5 мм) / Profi led (Rpr = 15.5 mm) Модифицированный профиль / Modifi ed profi le Круговая подача (Sкр) / Circular feed (Scr) 0,5 мм / 0.5 mm 3,0 мм / 3.0 mm 2,5 мм / 2.5 mm Глубина упрочнения (hу) / Hardening depth (hh) 1,15 мм / 1.15 mm 0,91 мм / 0.91 mm 1,02 мм / 1.02 mm Остаточные напряжения ( ) max σ îñò / Residual stress ( ) max res σ 365 МПа / 365 MPa 270 МПа / 270 MPa 320 МПа / 320 MPa Высота микронеровностей (hост) / Surface roughness height (hres) 4…8 мкм / 4…8 μm 0,7…1,2 мкм / 0.7…1.2 μm 2…5 мкм / 2…5 μm Количество рабочих ходов (N) / Number of passes (N) 188 31 38
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1