Актуальные проблемы в машиностроении. Том 13. № 1-2. 2026 Технологическое оборудование, оснастка и инструменты ____________________________________________________________________ 63 Введение Металлорежущие станки являются ключевым звеном производственного процесса: от их технологических возможностей напрямую зависят и себестоимость продукции, и достижимый уровень качества. Между тем современный рынок выдвигает к оборудованию новые требования. Усложняется геометрия деталей [1, 2], ужесточаются допуски, растет номенклатура конструкционных материалов и непрерывно сокращаются производственные циклы [3, 4]. Традиционный технологический маршрут, предполагающий последовательное прохождение заготовки через несколько территориально разнесенных участков, порождает ряд системных проблем. Каждый промежуточный переустанов вносит дополнительную погрешность базирования, увеличивает вспомогательное время, а транспортировка между участками создает риски повреждения поверхности и нарушения логистических цепочек [5]. Эти проблемы породили концепцию станочных систем, способных объединить на единой базе физически разные технологические операции [6-10]. Еще в первом десятилетии XXI века Moriwaki [8] сформулировал концепцию многофункционального станка, а Lauwers et al. [6] представили обширный обзор гибридных процессов, охвативший различные сочетания аддитивных, субтрактивных и термических технологий. В последние годы интерес к подобным решениям вырос во многом благодаря развитию парадигмы Индустрии 4.0, в рамках которой интеграция разнородных технологий рассматривается как одно из направлений повышения конкурентоспособности [11, 12]. Особый практический интерес представляет совмещение лезвийной обработки с поверхностно-термическим упрочнением. Для широкого спектра деталей машиностроения (валов, осей, шпинделей, гильз) технологический процесс неизбежно включает как токарные операции, так и закалку рабочих поверхностей. Объединение нескольких технологических переходов на одном станке приведет к сокращению производственного цикла. Также, обработка за один установ устраняет погрешности повторного базирования, а значит, повышает геометрическую точность готовой детали. Более того, использование источника нагрева для предварительного разогрева зоны резания позволяет снизить силовое сопротивление материала и улучшить параметры шероховатости [13-15]. Отдельного внимания заслуживает выбор источника концентрированной энергии. Лазерные, электронно-лучевые и плазменные установки хорошо изучены, однако высокоэнергетический нагрев токами высокой частоты (ВЭН ТВЧ) занимает среди них особое место. Причина в сочетании энергетических и экономических характеристик. Миниатюрные индукторы петлевого типа с ферритовыми магнитопроводами при зазоре 0,10,4 мм развивают удельную мощность порядка 400 МВт/м², что сопоставимо с лазерным воздействием, тогда как капитальные и эксплуатационные расходы оказываются заметно ниже [5, 16, 17]. Индукционные генераторы тиристорного типа отличаются компактностью, высоким КПД и легко поддаются интеграции в системы числового программного управления. Тем не менее задача проектирования гибридного оборудования, совмещающего точение и ВЭН ТВЧ, остается не решенной. Различные публикации затрагивают, как правило, отдельные аспекты: лазерный или индукционный предварительный нагрев при точении [13-15], аддитивно-субтрактивные системы [7, 18], общие принципы гибридных процессов [6]. Работа Скибы [5, 19] является наиболее близкой к поставленной задаче, в ней
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1