Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 3

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 21 No. 3 2019 29 TECHNOLOGY ности, но вместе с тем повышает их сложность. В современном ракетостроении используются новые материалы, более современные конструк- ции деталей, к которым предъявляются высокие требования к точности, шероховатости, твердо- сти и другим качественным характеристикам. Такие детали отличаются высокими эксплуата- ционными свойствами, но вместе с тем и труд- ностями, связанными с их обработкой. На фоне новых научных открытий и совер- шенствований космической техники перед ра- кетно-космической отраслью ставятся новые амбициозные планы по созданию сверхтяжелой ракеты, ракеты с многоразовой первой ступенью и полностью многоразовой возвращаемой раке- ты, многоразового беспилотного космического летательного аппарата по реализации лунной программы, а также множество других глобаль- ных проектов. Однако самой главной задачей яв- ляется удешевление производства космических кораблей и аппаратов. Высокая стоимость ракет не дает возможности для реализации современ- ных проектов. Для решения данной задачи не- обходимо значительное совершенствование как технологии производства сложных ракетно-кос- мических деталей, так и процесса технологиче- ского проектирования. Современные производства оснащены стан- ками с ЧПУ, роботизированными ячейками и другим автоматизированным оборудованием, работающим по управляющей программе (УП). Под влиянием усложнения деталей ракетно-кос- мической отрасли разрабатываются новые стан- ки со сложными кинематическими схемами на- подобие пятикоординатных токарно-фрезерных станков, позволяющих вести обработку деталей со сложными поверхностями за один установ. Кроме того, станки оснащаются аддитивными технологиями. Программирование подобного оборудования для выпуска деталей со сложны- ми криволинейными поверхностями, требую- щими переменные оси инструментов во время резания высокой точности и качества, являются непростой задачей, решение которой возможно только с использованием современных CAM- систем, обладающих серьезным математиче- ским обеспечением. Не все CAM-системы могут справиться с данной задачей ввиду сложности математического моделирования подобных про- цессов обработки. Добавочную сложность создают свойства об- рабатываемых материалов. Кроме новых компо- зиционных материалов, в ракетно-космической отрасли широко используются титановые и жа- ропрочные сплавы, обладающие уникальными свойствами. Например, титановые сплавы име- ют небольшую плотность, но высокую удельную прочность и высокую коррозионную стойкость, а жаропрочные сплавы обладают особо высоки- ми свойствами по жаропрочности и жаростойко- сти, они способны выдерживать механические нагрузки при высоких температурах в течение продолжительного времени. Такие способности металлического материала нашли широкое при- менение в ракетно-космической отрасли. При- мером могут служить детали, представленные на рис. 1. Однако из-за этих свойств материалов, их химического состава и легирующих элемен- тов данные материалы плохо поддаются механи- ческой обработке. Рис. 1. Детали ракетно-космической отрасли Fig. 1. Details of the rocket and space industry При обработке таких материалов в силу их низкой теплопроводности затруднен отвод теп- ла из зоны резания, таким образом, тепловая нагрузка ложится на инструмент, что приводит к его быстрому изнашиванию. Кроме того, соз- даются большие силы резания, происходит на- липание частиц материала на инструмент, что дополнительно способствует повышению силы трения и также быстрому износу инструмента. В итоге традиционные стратегии обработки при- водят к снижению режимов резания и произво- дительности обработки, а также к усложнению получения высокого качества обрабатываемых поверхностей. Для обработки подобных материалов тре- буется новый подход, необходимо эффективно