ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 2 2026 158 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ Рис. 1. Титановый шар-баллон Fig. 1. Titanium spherical pressure vessel Введение Современная аэрокосмическая техника предъявляет высокие требования к системам хранения газов высокого давления, эксплуатируемым в условиях экстремальных термобарических нагрузок. Одним из ключевых конструктивных элементов таких систем являются тонкостенные титановые шар-баллоны (рис. 1), предназначенные для хранения гелия при рабочих давлениях до 34 МПа и криогенных температурах до −196 °C [1]. Подобные изделия формируются путем сварки двух прецизионно обработанных полусфер из титанового сплава ВТ6 (Ti-6Al-4V), обладающего высокой удельной прочностью, коррозионной стойкостью и приемлемой свариваемостью [2, 3]. Геометрическая точность сферических поверхностей и качество подготовки кромок под сварку непосредственно определяют герметичность соединения и эксплуатационный ресурс изделия, что делает операцию механической обработки технологически критичной [1, 4]. Тонкостенные полусферы обладают пониженной жесткостью, вследствие чего процесс их механической обработки критически зависит от схем базирования, усилий закрепления и назначаемых режимов резания. При неблагоприятных условиях возникают упругие деформации, погрешности формы и отклонения по подготовке кромок, осложняющие дальнейшую сборку и сварку [5–8]. Вопрос обработки тонкостенных деталей из титановых сплавов изучается достаточно давно, и к настоящему моменту накоплен значительный массив экспериментальных данных. Ряд авторов [9–12] убедительно показали, что грамотный подбор инструмента и стратегии резания – условие необходимое, но далеко не достаточное. Не менее важна – а в ряде случаев и более – корректная настройка усилий закрепления заготовки: именно она во многом предопределяет уровень вынужденных вибраций и величину геометрических отклонений готовой детали. В работе [13], посвященной фрезерованию тонкостенных элементов из Ti-6Al-4V, акцент сделан на двух взаимосвязанных аспектах – ограничении глубины радиального врезания и управлении тепловым потоком в зоне контакта инструмента с заготовкой. Развивая эту тему, авторы [14] исследовали, каким образом шаг зубьев фрезы и параметры режима резания формируют температурное поле на поверхности тонкостенной заготовки. Обобщающие работы [15, 16] систематизировали современные представления о совместном влиянии вибраций, деформационных механизмов и геометрических погрешностей на итоговое качество обработанной поверхности. Общий вывод этих обзоров: достижение приемлемого результата требует комплексного, а не фрагментарного подхода к управлению процессом. Особую актуальность задача механообработки тонкостенных изделий приобретает в контексте все возрастающей потребности станкоинструментальной промышленности в разработке гибридного станочного оборудования, обеспечивающего интегральную обработку на базе токарного станка с ЧПУ. Современные требования к точности, производительности, автоматизации и адаптивности оборудования, формируемые в условиях цифровизации производств и концепции Индустрии 4.0, обусловливают необходимость создания методологий, обеспечивающих оптимизацию предпроектных исследований и проектирование конкурентоспособных гибридных металлообрабатывающих систем [17– 20]. Как отмечается в работах [21–24], гибридные процессы, объединяющие механическую обработку с поверхностно-термическими операциями (поверхностная закалка, лазерно-ассистированная обработка), позволяют существенно повысить эффективность производственного
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1