Obrabotka Metallov 2014 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (63) 2014 16 ТЕХНОЛОГИЯ        c , 2 ln 2 D t r D D t в которой r и ρ – соответственно радиусы сре- динной поверхности образца и его нейтрального слоя; D – наружный диаметр образца (при раз- резке считается неизменным). Для исключения дополнительных остаточ- ных напряжений в образцах при отрезке головок и разрезке вдоль образующей эти операции вы- полняли дисковой отрезной фрезой толщиной 1 мм при обильном охлаждении водной эмуль- сией. Значение Δ D c определяли по приращению Δ расстояния между отпечатками конического индентора на срединной окружности торца об- разцов, используя соотношение     c / D . Указанное расстояние до и после разрезки (до разрезки оно составляло около 4 мм) измеряли на микроскопе УИМ-21. Результаты и обсуждение На рис. 2 приведены зависимости окружных остаточных напряжений от расстояния до об- разующей отверстия образцов различной тол- стостенности после дорнования с указанными выше натягами. Как видно из рис. 2, у поверх- ности отверстия (в прилегающей к нему области образцов) формируются сжимающие окружные остаточные напряжения, которые уравновеши- ваются растягивающими напряжениями в об- ласти, прилегающей к наружной поверхности образцов. Наибольшие по абсолютной величине окружные остаточные напряжения имеют ме- сто на поверхности отверстия. При увеличении степени толстостенности образцов D / d от 2 до 3 эти напряжения возрастают со 140 до 500 МПа и становятся больше предела текучести стали 45 (σ 0,2 ≈ 360 МПа). Столь высокий уровень окруж- ных остаточных напряжений, видимо, объясня- ется тем, что в прилегающей к отверстию образ- ца области остаточное напряженное состояние после дорнования с принятыми натягами близко к всестороннему сжатию [1–3]. В этом случае, как известно [14], величина остаточных напря- жений не ограничивается пределом текучести материала образца. На рис. 3 показаны зависимости окружных остаточных напряжений на поверхности отвер- Рис. 2. Зависимости окружных остаточных напряжений в обработанных дорнованием толстостенных цилиндрах от расстояния от поверхности отверстия: а – D = 10 мм ( D / d = 2); б – D = 15 мм ( D/d = 3) стия обработанных дорнованием образцов     max различной степени толстостенности от величины осевой пластической деформации при растяжении (ε p ). Видно, что уже при ε p = 0,005 имеет место значительное снижение остаточных напряжений. При увеличении ε p до 0,015…0,020 окружные остаточные напряжения у поверхно- сти отверстия уменьшаются со 140…500 МПа до 30…50 МПа, т. е. в 5…10 раз. Необходимо подчеркнуть, что при растяже- нии образцов диаметры их отверстия и наруж- ной поверхности уменьшаются, а также изме- няется точность этих диаметров. Их значения после растяжения составят:       ð ä p ð ä ð (1 ); (1 ), d d D D