DETERMINATION OF RESIDUAL STRESSES IN THE CALIBRATED ROD

Abstract
Калиброванный металл представлен как эффективный вид заготовок для ряда металлообрабатывающих технологий. Более широкому его использованию в промышленности препятствуют остаточные напряжения, формирующиеся в процессе холодного деформирования. Целью настоящего исследования явилось определение основных параметров калибровки, влияющих на формирование остаточных напряжений. Главные компоненты тензора остаточных напряжений в калиброванных прутках определены по методу обтачивания и растачивания одного цилиндра. Для выявления влияния основных параметров процесса калибровки на остаточное напряженное состояние использована методика планирования многофакторных экспериментов. Для учета одновременного влияния на остаточные напряжения величины относительного обжатия, угла рабочего конуса волоки, скорости калибровки, качества смазки был спланирован и реализован дробный четырехфакторный эксперимент. Из проведенных опытов выявлено, что параметры процесса калибровки существенно влияют на остаточные напряжения, которые изменяются не только по величине, но и по знаку. Результаты экспериментов показали, что в диапазоне углов волоки от 8 до 24° тангенциальные и осевые остаточные напряжения одновременно увеличивается: возрастают в 2,3 раза, а σφmax – в 1,8 раза. С увеличением длины калибрующей зоны максимальные осевые остаточные напряжения растяжения снижаются на 52 %, а тангенциальные увеличиваются на 21 %. Установлено влияние основных параметров процесса калибровки на величину и характер распределения по сечению цилиндрических прутков осевых, тангенциальных и радиальных остаточных напряжений. Смена знака остаточных напряжений зависит от параметров деформирования и происходит на глубине (0,5 – 0,8)r/R. Выявлено, что при режимах калибровки, которые используют на производстве, в периферийных слоях прутков при холодной обработке давлением формируются осевые и тангенциальные остаточные напряжения растяжения, а в центральных слоях – напряжения сжатия. Радиальные остаточные напряжения на поверхности равны нулю, а в остальном объеме тела остаточные напряжения – сжимающие.
Keywords