ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 2 2026 120 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ Введение Современная станкоинструментальная промышленность испытывает все возрастающую потребность в создании многофункционального оборудования, способного реализовывать в рамках единого технологического цикла разнородные по физической природе операции – механическую обработку, поверхностно-термическое упрочнение, электрохимическое воздействие [1, 2]. Концепция гибридного станочного оборудования, интегрирующего механические и поверхностно-термические технологические операции на единой станочной платформе, формирует новую парадигму проектирования металлообрабатывающих систем, основанную на принципах модульности, адаптивности и цифрового управления [3, 4]. В условиях возрастающей сложности обрабатываемых деталей, роста спроса на многофункциональное оборудование и необходимости сокращения производственных циклов интеграция в станочное оборудование передовых технологий – электрохимической обработки, роботизации, цифрового моделирования и прогнозирования параметров обработки – становится необходимым условием конкурентоспособности отрасли [5, 6]. Существующие методологические подходы к проектированию станочного оборудования зачастую не учитывают многозадачность гибридных систем, сложность этапа предпроектных исследований и требования к модульности конструкции, а разрозненное использование различных технологий обработки приводит к увеличению числа операций, затрат времени и снижению точности [7, 8]. Особую роль в контексте гибридных технологий играет комбинированное электроалмазное шлифование (КЭАШ), представляющее собой синтез механического микрорезания алмазными зернами и электрохимических процессов, протекающих на контактных поверхностях инструмента и обрабатываемого материала [9–11]. Данная технология является прямым воплощением принципа интеграции разнородных технологических воздействий, лежащего в основе концепции гибридного оборудования нового поколения. Реализация КЭАШ требует решения ряда фундаментальных вопросов, связанных с формированием и поддержанием режущей способности алмазного инструмента, управлением электрохимическими процессами в зоне резания и обеспечением стабильного качества обработки высокопрочных материалов [12, 13]. Процесс шлифования, независимо от вида технологической операции, характеризуется двумя доминирующими физическими механизмами – пластическим деформированием и трением в зоне контакта инструментального и обрабатываемого материалов. Все сопутствующие явления – напряженное состояние поверхностного слоя, износ шлифовального круга, температурные градиенты, качество формируемой поверхности – представляют собой следствия указанных базовых процессов [14, 15]. Многообразие обрабатываемых конструкционных и инструментальных материалов, широкий спектр типов шлифовальных кругов на различных связках, а также специфика конкретных технологических операций определяют значительную вариативность протекающих процессов и обусловливают необходимость поиска общих фундаментальных закономерностей [9, 16]. Центральное место среди фундаментальных аспектов процесса шлифования занимает класс поверхностных явлений, протекающих на границе раздела инструментального и обрабатываемого материалов [17, 18]. Формирование граничного слоя происходит на атомно-молекулярном уровне в локальных точках фактического и физического контакта – активных центрах с наивысшей свободной энергией поверхности. Данные процессы носят дискретный характер, а их интенсивность определяется совокупностью физико-химических и термомеханических факторов – температурой и давлением в микрообъемах зоны контакта, составом среды и химическим сродством контактирующих материалов [19, 20]. Во всех случаях граничные процессы оказывают существенное влияние как на темп изнашивания шлифовальных кругов, так и на качество формируемой поверхности детали, что непосредственно определяет ее эксплуатационные свойства [21, 22]. Особую сложность представляет шлифование современных высокопрочных композиционных материалов, в частности керамических нанокомпозитов на основе диборида циркония (ZrB2), обладающих высокой твердостью (HV до 22…25 ГПа), термостойкостью и химической инертностью [23, 24]. Данные материалы на-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1