Конструкционные стали широко применяются в машиностроении для изготовления ответственных деталей машин, к которым предъявляются требования повышенной износостойкости и качества поверхности. Повышение производительности обработки точением конструкционных сталей является актуальной задачей.
Повышение эффективности процесса реализуется за счет применения резания с опережающим пластическим деформированием (ОПД) по обрабатываемой поверхности, совмещающего в себе два приема — поверхностное пластическое деформирование, создающее необходимые глубину и степень наклепа, и последующий съем упрочненного металла в виде стружки.
Экспериментальные исследования выполнялись для получистового и чистового точения конструкционных углеродистых и легированных сталей 20ХН, 20, 30ХМА в контактных парах с режущим инструментом марки ВК6, Т15К6, ТН20. Измерения сил резания производились посредством динамометра DKM 2010 (TeLC, Германия), интегрированного с ПК. Изучение изнашивания поверхностей режущих СМП выполнялось на большом инструментальном микроскопе БМИ-1. Для определения режима осуществления ОПД использовалась характеристика комбинированной обработки — коэффициент ОПД:
где: hнак — глубина наклепанного слоя, созданного на этапе ОПД, мм;
t — глубина резания, мм.
Был установлен характер влияния глубины наклепа на повышение эффективности обработки. С повышением степени деформации происходит снижение сил резания и коэффициента продольной усадки стружки, повышение качества получаемой поверхности, а затем, с увеличением степени деформации, происходит снижение эффективности обработки (рис. 1, 2, 3).
Снижение коэффициента продольной усадки стружки при использовании ОПД косвенно свидетельствует о снижении сопротивления контактному течению прирезцовых слоев стружки, находящихся под воздействием контактного пластического деформирования (табл. 1).
Применение ОПД обрабатываемой поверхности позволяет повысить стойкость режущего инструмента по критерию максимально допустимого размера площадки износа по задней поверхности hз (0,3 мм) [3]. Снижение давлений, действующих на рабочие поверхности инструмента (рис. 1, 2, 3), способствует ослаблению пластического деформирования режущего клина.