OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 2 2026 151 EQUIPMENT. INSTRUMENTS модифицированного цилиндрического профиля êð (S = 2,5 мм). Предложенная геометрия с галтельными переходами реализует механизм деформирования в условиях «управляемого стеснения», что позволяет объединить преимущества базовых схем. При производительности, сопоставимой с профильным инструментом (N = 38 ходов), модифицированный профиль обеспечивает глубину упрочнения 1,02 мм (что всего на 10 % уступает показателям тороидального инструмента), сохраняя при этом высоту микронеровностей на низком уровне ≈ … îñò ( 2, 0 5, 0 h мкм) за счет выглаживающего действия цилиндрического участка. Ключевым научным достижением является трансформация эпюры распределения остаточных напряжений из пиковой в квазипрямоугольную форму с уровнем 320 МПа (рис. 11, б). Это свидетельствует о формировании однородного упрочненного массива («монолита»), который лишен зон локальной концентрации, свойственных тороидальной схеме, и зон недостаточной проработки, характерных для профильного ролика. Перспективным направлением дальнейших исследований является экспериментальная верификация полученных численных результатов, а также изучение чувствительности предложенной модели к вариации физико-механических свойств обрабатываемых материалов (в том числе для сталей с различным уровнем прочности). Для подтверждения адекватности разработанной математической модели планируется проведение натурных экспериментов с измерением остаточных напряжений методом рентгеновской дифрактометрии, а также с исследованием распределения микротвердости по глубине упрочненного слоя. Кроме того, предполагается оценка топографии и параметров шероховатости обработанных поверхностей с применением современных методов профилометрии. Полученные результаты позволят подтвердить достоверность теоретических выводов и уточнить параметры разработанной конечно-элементной модели. Выводы В соответствии с целью работы на основе численного моделирования и решения двухкритериальной задачи оптимизации сформулированы следующие выводы. 1. В ходе поэтапного анализа установлено, что рациональным геометрическим параметром для тороидального профиля является радиус = ïð 5 R мм, а для профильного ролика – = ïð 15,5 R мм. При этом выявлено, что гладкий цилиндрический профиль, несмотря на теоретические преимущества линейного контакта, на практике демонстрирует критический недостаток – формирование высокого пластического наплыва на кромках ≈ í ( 37, 7 h мкм) и крайне неоднородное поле напряжений. 2. Сравнительная оценка эффективности контактных профилей показала, что ни одна из базовых схем не позволяет комплексно решить технологическую задачу. В частности, схема с тороидальным профилем, выигрывая по глубине упрочнения (1,15 мм), критически проигрывает по производительности (N = 188 ходов), в то время как использование профильного ролика обеспечивает высокую скорость обработки (N = 31), но не создает достаточного давления для достижения требуемой глубины y ( 1, 0 h < мм). Наконец, гладкий цилиндрический профиль оказывается непригодным для качественной обработки из-за выраженных краевых эффектов. 3. Обоснование преимуществ модифицированной геометрии профиля доказывает, что разработанная конструкция галтельного ролика позволяет преодолеть ограничения базовых схем за счет реализации механизма деформирования в условиях «управляемого стеснения». Это техническое решение обеспечило минимизацию высоты пластического наплыва с 37,7 мкм (у базового цилиндрического профиля) до 6,5 мкм, что позволило увеличить круговую подачу до = êð 2,5 S мм без ухудшения финальной шероховатости ≈ … îñò ( 2 5 h мкм). В результате достигнута комплексная эффективность: сформирован упрочненный слой глубиной 1,02 мм с однородной (квазипрямоугольной) эпюрой распределения сжимающих остаточных напряжений (300...320 МПа) при производительности, практически в пять раз превышающей показатели схемы с тороидальным профилем.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1