ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 2 2026 157 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ Компьютерное моделирование и технологическое обеспечение механической обработки тонкостенных титановых полусфер в составе гибридного роботизированного модуля Аягма Жаргалова 1, a, *, Вадим Скиба 2, b, **, Глеб Драч 1, c, Алексей Морозов 1, d, Кристина Титова 2, e, Семен Папко 2, f, Иван Юлусов 2, g 1 Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, ул. 2-я Бауманская, д. 5, стр. 1, г. Москва, 105005, Россия 2 Новосибирский государственный технический университет, пр. К. Маркса, 20, г. Новосибирск, 630073, Россия a https://orcid.org/0000-0002-6251-1004, azhargalova@bmstu.ru; b https://orcid.org/0000-0002-8242-2295, skeeba_vadim@mail.ru; c https://orcid.org/0009-0005-7618-2896, drach1254@gmail.com; d https://orcid.org/0009-0002-1846-7592, 2809322@gmail.com; e https://orcid.org/0000-0002-2708-3171, krispars@yandex.ru; f https://orcid.org/0009-0004-4512-5963, papko.duty@yandex.ru; g https://orcid.org/0009-0006-7566-6722, yulusov.2017@stud.nstu.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2026 Том 28 № 2 с. 157–178 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2026-28.2-157-178 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.9.04:621.81:004.942 История статьи: Поступила: 27 марта 2026 Рецензирование: 07 апреля 2026 Принята к печати: 11 апреля 2026 Доступно онлайн: 15 июня 2026 Ключевые слова: Шар-баллон Титановый сплав ВТ6 Тонкостенная полусфера Гибридное оборудование Роботизированный модуль Технологический процесс Маршрутная карта Технологическая оснастка Компьютерное моделирование СПРУТКАМ Финансирование Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ (проект FSUN-20260005). АННОТАЦИЯ Введение. В аэрокосмической технике для хранения гелия высокого давления применяются тонкостенные титановые шар-баллоны, получаемые сваркой двух прецизионно обработанных полусфер. Геометрическая точность сферических поверхностей и качество подготовки кромок под сварку определяют герметичность и ресурс изделия при рабочих давлениях до 34 МПа и температурах до −196 °C. Пониженная жесткость тонкостенных полусфер делает процесс их механической обработки критически зависимым от схем базирования, усилий закрепления и режимов резания. В контексте концепции Индустрии 4.0 и возрастающей потребности станкоинструментальной промышленности в гибридном станочном оборудовании, интегрирующем механические и поверхностно-термические операции, актуальным становится формирование модульных роботизированных участков, обеспечивающих многофункциональную обработку при сокращенном числе переустановов и повышенной производственной гибкости. Однако существующие методологические подходы к проектированию подобных систем зачастую не учитывают многозадачность, сложность предпроектных исследований и требования модульности конструкции. Целью настоящей работы является разработка технологического решения механической обработки тонкостенных титановых полусфер шар-баллонов с использованием компьютерного моделирования, обеспечивающего выполнение требований к точности сферических поверхностей и подготовке кромок под сварку, а также повышение эффективности обработки за счет минимизации риска деформаций, сокращения числа переустановов и снижения времени технологической подготовки при внедрении процесса в состав роботизированного участка модульного типа. Методы исследования. Выполнен анализ конструктивно-технологических требований к полусферам и условиям их механической обработки; проведены расчеты режимов резания; осуществлен сравнительный выбор станочного оборудования по системе критериев производственной эффективности; проведена верификация технологических решений в системе автоматизированной подготовки производства СПРУТКАМ с учетом кинематики оборудования. Результаты и обсуждение. Сформированы требования к точности и шероховатости обработанных поверхностей: для внутренней сферы Ra = 0,8 мкм, для наружной сферы Ra = 3,2 мкм. Составлена маршрутная карта обработки, обеспечивающая минимизацию переустановов и снижение риска деформаций тонкостенной оболочки. По совокупности критериев производственной эффективности обоснован выбор вертикального токарно-фрезерного центра DN Solutions PUMA VTS 1214M, обеспечивающего совмещение токарных и фрезерных операций в одном установе, что отвечает принципам интегральной обработки на базе токарного станка с ЧПУ. Составлена и визуализирована схема базирования заготовки с применением специального кольцевого прижимного приспособления. Имитационное моделирование подтвердило реализуемость маршрута, корректность установов и отсутствие коллизий «инструмент – деталь – оснастка», а также показало возможность значительного снижения подготовительно-наладочных затрат при внедрении процесса. Результаты работы вносят вклад в развитие теоретических основ и концептуальных подходов к проектированию гибридного станочного оборудования, интегрирующего механические и поверхностно-термические технологические операции. Для цитирования: Компьютерное моделирование и технологическое обеспечение механической обработки тонкостенных титановых полусфер в составе гибридного роботизированного модуля / А.Д. Жаргалова, В.Ю. Скиба, Г.А. Драч, А.А. Морозов, К.А. Титова, С.С. Папко, И.С. Юлусов // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2026. – Т. 28, № 2. – С. 157–178. – DOI: 10.17212/1994-6309-2026-28.2-157-178. ______ *Адрес для переписки Жаргалова Аягма Дашибалбаровна, ст. преподаватель Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, ул. 2-я Бауманская, д. 5, стр. 1, 105005, г. Москва, Россия Тел.: +7 903 177-52-38, e-mail: azhargalova@bmstu.ru ______ **Адрес для переписки Скиба Вадим Юрьевич, к.т.н., доцент, в.н.с Новосибирский государственный технический университет, пр. К. Маркса, 20, 630073, г. Новосибирск, Россия Тел.: 8 (383) 346-17-79, e-mail: skeeba_vadim@mail.ru
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1