КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СВЕРЛЕНИЯ СЛОЖНЫХ ПАКЕТОВ ТИТАНОВОГО СПЛАВА И КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЦИФРОВЫХ ДВОЙНИКОВ

Сложные пакеты из поликристаллических композитных материалов на основе углепластиков и титановых сплавов находят все более широкое распространение в конструкциях изделий машиностроения и становятся основным ма-териалом при производстве современных видов скоростного транспорта. Однако технология механической обра-ботки поверхностей деталей из этих материалов, в частности отверстий, отличается недостаточной изученно-стью, отсутствием нормативов режимов резания и основывается чаще всего на производственном опыте предпри-ятий. При изменении условий обработки и материалов сложных пакетов длительность технологической подготовки производства становится причиной существенного увеличения себестоимости изготовления узлов и деталей вслед-ствие необходимости опытного подбора рациональных элементов режима резания. Для исключения эмпирического подбора рациональных элементов режима резания на станочном оборудовании была рассмотрена возможность ис-пользования цифровых двойников процессов сверления отверстий в заготовках из данных материалов, в том числе, с введением в зону формообразования новых поверхностей энергии ультразвукового поля с целью повышения качества обработанных поверхностей, производительности обработки и сокращения технологической подготовки производ-ства на этапе подбора элементов режима резания взамен апробации выбранных условий обработки на действую-щем технологическом оборудовании. При моделировании использовалась программа LS-DYNA. Подготовка моделей и обработка результатов выполнялась в программе LS-Prepost 4.8. В процессе исследований применяли явный метод моделирования с предварительной валидацией. Исследованиями установлено, что разработанные конечно-элементные модели позволяют имитировать технологические процессы одновременного сверления пакетов титано-вого сплава и композиционного материала в компьютере (цифровой двойник) без проведения достаточно сложных и затратных натурных испытаний. В результате моделирования был получен расчетный файл, содержащий процесс симуляции, решение которого визуально отражает процесс сверления отверстий в заготовках из сложных паке-тов титанового сплава и композиционного материала, максимально приближенный к реальной ситуации со снятием стружки. Так как использование цифровых двойников для выполнения данного этапа технологической подготовки производства в условиях действующих предприятий не связано с длительной и дорогостоящей эксплуатацией ста-ночного парка, следует ожидать существенного снижения себестоимости изготовления узлов и деталей из подоб-ных материалов в промышленности, прежде всего в мелкосерийном и единичном производстве.