Аннотация. Рассматриваются технологические особенности механической обработки сложных деталей аэрокосмического назначения, характеризующихся развитой пространственной геометрией, наличием тонкостенных элементов, глубоких полостей и повышенными требованиями к качеству формируемых поверхностей. К таким изделиям относятся рабочие колеса компрессоров, интегральные диски с лопатками, корпусные элементы авиационных и ракетно-космических систем. Показано, что усложнение геометрии современных аэрокосмических деталей приводит к ограничению эффективности традиционных методов фрезерной обработки, основанных на применении двух с половиной осевых и позиционных стратегий, что проявляется в увеличении вылета инструмента, снижении жесткости технологической системы, росте вибраций и ухудшении качества поверхности. Целью работы является анализ современных CAM-подходов к проектированию траекторий инструмента при обработке деталей сложной пространственной формы и обоснование целесообразности применения многоосевых стратегий обработки. В рамках исследования рассмотрены конструктивные особенности аэрокосмических компонентов и выявлены технологические факторы, влияющие на устойчивость процесса резания, точность формообразования и производительность обработки. Особое внимание уделено современным методам расчета траекторий инструмента в CAM-системах, включая учет остаточного материала, применение адаптивных и многопроходных стратегий, а также использование обновленных моделей заготовки на основе трехмерных представлений. Отдельно рассмотрены возможности пятиосевой обработки, включая использование позиционных схем типа «3+2» и симультанных пятиосевых стратегий, позволяющих оптимизировать ориентацию инструмента относительно обрабатываемой поверхности, сократить его вылет и повысить стабильность процесса резания. Показана эффективность применения инструмента с сегментом окружности (barrel-инструмента), позволяющего увеличить эффективный радиус контакта, снизить количество проходов и улучшить параметры шероховатости поверхности при чистовой обработке. Полученные результаты могут быть использованы при разработке и оптимизации технологических процессов механической обработки сложных аэрокосмических деталей на многоосевых обрабатывающих центрах с применением CAM-систем. Представленные подходы к выбору стратегий обработки, учету остаточного материала и использованию инструмента со сложной геометрией позволяют повысить производительность обработки, обеспечить стабильность процесса резания и улучшить параметры качества формируемых поверхностей. Предложенные решения могут применяться при технологической подготовке производства деталей авиационной и ракетно-космической техники, а также при совершенствовании методик проектирования управляющих программ для многоосевого фрезерования сложнопрофильных изделий.

Ключевые слова: аэрокосмические детали, многоосевая обработка, CAM-системы, расчет траекторий инструмента, остаточный материал, пятиосевая обработка, качество поверхности, инструмент с сегментом окружности

Для цитирования: Вилкина М. В. Технологические особенности обработки сложных аэрокосмических деталей с применением многоосевых стратегий и современных CAM-подходов // Аэрокосмическая техника и технологии. 2026. Т. 4, № 1. С. 182–197. https://doi.org/10.52467/2949-401X-2026-4-1-182-197; https://elibrary.ru/ITRQFC

Библиографический список
1. Ермаков П. А., Кубриков М. В. Пятиосевая обработка в производстве ракетных двигателей // Решетневские чтения : материалы XXIII Междунар. науч.-практ. конф., посвященной памяти генерального конструктора ракетно-космических систем акад. М. Ф. Решетнева (Красноярск, 11–15 нояб. 2019 г.) : в 2 ч. Ч. 1 / под ред. Ю. Ю. Логинова. Красноярск : СибГУ науки и технологий им. акад. М. Ф. Решетнева, 2019. С. 176–177. https://elibrary.ru/ZPZBKH
2. Морев А. С. Исследование стратегии непрерывной обработки для пятиосевого станка // Интеллектуальные технологии и инновационные подходы в междисциплинарных исследованиях: создание цифрового будущего : сб. ст. Междунар. науч.-практ. конф. (Киров, 17 марта 2025 г.). Уфа : Омега Сайнс, 2025. С. 24–25. https://elibrary.ru/XBWVZQ
3. Мартынюк А. В., Курицына В. В., Силуянова М. В. Технологические факторы формообразования при локальном пластическом деформировании тонкостенных деталей авиационных двигателей // СТИН. 2021. № 10. С. 2–4. https://elibrary.ru/DVIQWC
4. Zhou Y., Jiang Y., Lu C., Huang J., Pei J., Xing T., Zhao S., Zhu K., Yan H., Xu Z., Ding S. A review of 5-axis milling techniques for centrifugal impellers: Tool-path generation and deformation control // Journal of Manufacturing Processes. 2024. Vol. 131, pp. 160–186. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2024.08.049
5. Sun Y.., Jia J., Xu J., Chen M., Niu J. Path, feedrate and trajectory planning for free-form surface machining: A state-of-the-art review // Chinese Journal of Aeronautics. 2022. Vol. 35, no. 3, pp. 1–24. https://doi.org/10.1016/j.cja.2021.06.011
6. Suresh K., Yang D. C. H. Constant scallop-height machining of free-form surfaces: A review// Journal of Engineering for Industry. 1994. Vol. 116, no. 2, pp. 253–259. https://doi.org/10.1115/1.2901938
7. Polzer A., Sebesta V., Trcka T. 5-axis dry milling of bottom of pocket by ball and circle-segment end mills // MM Science Journal. 2020. No. 1. pp. 3740–3744. https://doi.org/10.17973/mmsj.2020_03_2019153
8. Чигринец Е. Г., Семенченко И. Ю. Применение CAM-систем и адаптивной механической обработки в технологической подготовке авиационного производства // Перспективные направления развития отделочно-упрочняющей обработки и виброволновых технологий : сборник трудов научного семинара, посвященного памяти заслуженного деятеля науки и техники РФ, доктора технических наук, почетного профессора ДГТУ А.П. Бабичева (Ростов-на-Дону, 28 февр. 2019 г.). Ростов-на-Дону : Донской гос. техн. ун-т, 2019. С. 95–100. https://elibrary.ru/CWKOIT
9. Кряжев Ю. А., Горин Е. Ю. Прогнозирование качества обработанной поверхности при фрезеровании на основе имитационного моделирования процесса резания в прикладном пакете RECURDYN // Промышленное производство и металлургия : материалы международной научно-технической конференции (Нижний Тагил, 18-19 июня 2020). Нижний Тагил : НТИ (филиал) УрФУ, 2020. С. 44–48. https://elibrary.ru/JATIMO
10. Махмуд И. Х. Р., Решенкин А. С. Авиационные газотурбинные двигатели: конструкции и системы проверок // Молодой исследователь Дона. 2025. Т. 10, № 3 (54). С. 26–31. https://elibrary.ru/UDPSRX
11. Мартынюк А. В., Курицына В. В., Силуянова М. В. Оценка эффективности методов фрезерования ребер жесткости в корпусных деталях авиационных конструкций // СТИН. 2022. № 11. С. 22–25. https://elibrary.ru/LNHEPZ
12. Балашов А. В., Потапов И. С. Обеспечение точности нежестких корпусных деталей при фрезеровании // Инновации в машиностроении : материалы докладов XIII Междунар. науч.-практ. конф. ИнМаш-2022 (Барнаул, 23–25 нояб. 2022 г.). Барнаул : АлтГТУ им. И. И. Ползунова, 2022. С. 66–73.
13. Altintas Y., Weck M. Chatter stability of metal cutting and grinding // CIRP Annals – Manufacturing Technology. 2004. Vol. 53, no. 2, pp. 619–642. https://doi.org/10.1016/S0007-8506(07)60032-8
14. Козлов С. В., Ширшов Е. О. Исследование динамики фрезерования тонкостенных элементов деталей // Инновации в науке. 2019. Т. 92, № 4. С. 29–34. https://elibrary.ru/YBMQQT
15. Вилкина М. В., Кононов К. И., Денисов М. А. Технологическая подготовка изготовления колеса компрессора миниразмерного турбореактивного двигателя // Молодежь. Техника. Космос : труды XVI Всерос. молодежной науч.-техн. конф., посвященной 90-летию Ю. А. Гагарина (Санкт-Петрбург, 25 по 28 марта 2024). Санкт-Петербург, 2024. С. 23–25.
16. Вилкина М. В., Кононов К. И., Яковлев И. М. Особенности формирования технологии изготовления колеса компрессора миниразмерного турбореактивного двигателя // Молодежь. Техника. Космос : труды XVI Всерос. молодежной науч.-техн. конф., посвященной 90-летию Ю. А. Гагарина (Санкт-Петрбург, 25 по 28 марта 2024). Санкт-Петербург, 2024. С. 25–27.