Железная лаборатория

Наклеп обработанной поверхности детали происходит в результате пластической деформации ее поверхностного слоя. Деформации подвергается не только срезаемый слой, но и близлежащий под ним слой. Таким образом, пластическая деформация проникает вглубь обработанной поверхности и имеет при этом затухающий характер (чем дальше слой материала расположен от линии среза ON, тем он менее деформирован). Таким образом, поверхностный слой детали вначале подвергается деформации со стороны передней поверхности инструмента. Затем вследствие округления лезвия он сдавливается задней поверхностью инструмента и деформируется. После прохождения инструмента происходит упругое восстановление (выпучивание) поверхностного слоя на величину h.

Контакт задней поверхности инструмента с обрабатываемым материалом.
В процессе резания на инструменте образуется площадка износа с нулевым задним углом. Поэтому контакт задней поверхности с обрабатываемым материалом происходит на трех участках: округленной части лезвия CD, площадке износа DL и участке LM, расположенном под углом а. При таком контакте возникают сила нормального давления N2 и сила трения F2. Направления действия этих сил определяется положением участка DL, так как он обычно является наибольшим из участков контакта.
В результате трения происходит деформация тонкого поверхностного слоя детали. С износом инструмента площадка контакта на его задней поверхности увеличивается, что приводит к повышению трения и деформации поверхностного слоя.
Таким образом, поверхностный слой обрабатываемой детали подвергается дополнительной деформации со стороны задней поверхности инструмента за счет сдавливания и трения.
В результате наклепа зерна металла измельчаются, и он становится более прочным и твердым. Если при этом не происходит разрушение материала поверхностного слоя, наклеп может оказывать положительное влияние.
При наклепе также возможно разрушение кристаллической решетки, которое внешне проявляется в задирах, надрывах и других дефектах обработанной поверхности. В этом случае уменьшается предел усталостной прочности и деталь может преждевременно разрушиться.
Наклеп, полученный при черновой обработке, может оказывать отрицательное влияние на процесс резания при чистовой обработке, так как инструмент будет работать по наклепанному слою. Кроме того, наклепанный слой, полученный при черновой обработке, вызывает увеличение коробления стальных деталей при их закладке.
В среднем можно считать, что вследствие наклепа твердость поверхностного слоя в сравнении с первоначальной повышается: у алюминия — на 90-100%, у латуни — на 60-70%, у мягкой конструкционной и аустенитной сталей — на 40-50%, у твердой конструкционной стали — на 20-30%. При доводке большое влияние на степень наклепа оказывает величина радиуса округления зерна абразива. Например, при доводке стали 45 степень наклепа в зависимости от абразива повышается от 5 до 45%. Наименьшая степень наклепа получается при доводке алмазными зернами (р = 0,9 мкм), а наибольшая — при доводке зернами титанистого электрокорунда (р = 1,14 мкм).
При обычных условиях обработки конструкционной стали средней твердости глубина наклепанного слоя в среднем составляет: при черновой обработке резцом — (0,4 : 0,5) • 10~3 м, при чистовой — (0,07 — 0,08) • 10~3 м, при шлифовании — (0,04 : 0,06) х 10~3 м, при полировании — (0,02 : 0,04) • 10~3 м, при доводке — (0,015 : 0,020) • 10~3 м.