ПІДВИЩЕННЯ ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТВЕРДОСПЛАВНОГО ІНСТРУМЕНТУ ПРИ ВИСОКОШВИДКІСНОМУ ТОЧІННІ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2079-004X.2026.1(13).02Ключові слова:
високошвидкісна обробка, твердосплавні пластини, стійкість інструменту, тепловий баланс, усадка стружки, швидкісне точіння, термостійкість, продуктивність різанняАнотація
Сучасний розвиток машинобудування характеризується постійним прагненням до інтенсифікації виробничих процесів. Одним із найбільш перспективних напрямів підвищення продуктивності металообробки є перехід до швидкісного та високошвидкісного точіння. Теоретичною основою цього процесу є зміна фізико-механічних явищ у зоні різання при збільшенні швидкості (Vріз).
На відміну від традиційної обробки, швидкісне різання супроводжується специфічним розподілом теплових потоків та зміною характеру пластичної деформації матеріалу заготовки.
Сутність процесу полягає в тому, що при критичних швидкостях швидкість відведення тепла зі стружкою випереджає швидкість теплопровідності в тіло деталі. Це дозволяє досягти високої якості поверхні та точності розмірів, оскільки заготовка практично не зазнає термічного розширення. Проте зворотним боком високої продуктивності є екстремальне теплове навантаження на різальну кромку інструмента, що висуває жорсткі вимоги до його міцнісних та експлуатаційних характеристик.
Хоча при швидкісному точінні питома кількість теплоти від кожної частинки стружки, що потрапляє на різець, зменшується через скорочення часу контакту, сумарна кількість теплової енергії, що акумулюється в інструменті за одиницю часу, суттєво зростає. Це призводить до інтенсивного термомеханічного руйнування твердосплавних пластин.
Необхідне подальше вивчення механізмів теплорозподілу та деформаційних процесів (зокрема, зменшення усадки стружки) для створення науково обґрунтованих рекомендацій щодо вибору марок твердих сплавів для різальних пластин та їхньої геометрії.
Таким чином, розробка методів оптимізації стійкості токарних різців при переході до високопродуктивної обробки є критично важливим завданням для сучасного автоматизованого виробництва, що й визначає напрям даного дослідження.
Посилання
Duan, Z., & Li, C. (2021). Thermal-mechanical coupling mechanism and tool wear evolution in high-speed dryturning of hardened steel. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 115(7), 2341–2357. https://www.researchgate.net/publication/320289334_Wear_mechanisms_of_coated_tools_in_high-speed_hard_turning_of_high_strength_steel
Kandeva, M., & Zadorozhnaya, E. (2022). Wear resistance and life of carbide cutting tools with nanostructuredPVD coatings in high-speed machining. Tribology in Industry, 44(2), 215–224.https://www.researchgate.net/publication/372695914_Tribological_Properties_of_Innovative_Composite_Nanostructured_Coatings_for_High-Speed_Turning
Liu, Z., & Liu, X. (2024). Investigation of specific cutting energy reduction and wear resistance in thermal drycutting with coated tools. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 132(4), 215–230.https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/09544089251333013
Wang, B., Liu, Z., Cai, Y., Luo, X., Ma, H., Song, Q., & Xiong, Z. (2021). Recent advances in materialremoval mechanism and surface integrity of high speed machining of metals. International Journal of Machine Toolsand Manufacture, 166, 103738. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0890695521000535
Mane, P. (2025). Predictive Modeling of Surface Roughness, Tool Wear, and Cutting Temperature in High-Speed Turning under Sustainable Machining Environments. SAE International Journal of Materials and Manufacturing,19(1). https://www.researchgate.net/publication/392443857_ Predictive_Modeling_of_Surface_Roughness_ Tool_Wear_and_Cutting_Temperature_in_ High-Speed_Turning_under_Sustainable_Machining_Environments
Petrakov Y. V., Danchenko I. V. Modeling the process of cutting tool wear in high-speed turning. Mechanicsand Machine Building. 2021. No. 1. P. 45–54. https://library.kpi.kharkov.ua/uk/ntu_mech_mash
Klymenko S. A., Klymenko S. A., Bondarev S. V. Thermal stability of tool materials and their wear resistancewhen cutting metals. Superhard materials. 2022. Vol. 44, No. 3. P. 78–89. http://jnas.nbuv.gov.ua/uk/source/sm
Gusev V. V., Kalafatova L. P., Polonsky L. G. Optimization of operating conditions of carbide tools in moderntechnological systems. Bulletin of the Donbass State Machine-Building Academy. 2023. No. 1 (61). P. 12–19.http://www.dgma.donetsk.ua/nauchno-tehnicheskie-sborniki.html
Kryvoruchko D. V., Zaloga V. O. Modeling of high-performance cutting processes: monograph. Sumy: SumyState University, 2020. 256 p.
https://essuir.sumdu.edu.ua/search?f.itemtype=Monograph,equals&spc.page=1&query
Melnychuk P. P., Vyhovsky P. M. The influence of multilayer coatings on the thermodynamic stability ofthe cutting edge during high-speed machining. Machining processes, machine tools and tools. 2024. Issue 35. P. 22–31.https://pmo.ztu.edu.ua/
Novikov F. V. Mathematical modeling and optimization of metalworking processes: monograph / F. V.Novikov. – Kh.: Publishing House of KhNEU named after S. Kuznets, 2014. − 384 p.https://repository.hneu.edu.ua/bitstream/123456789/8791/5/Новиков%20Ф.В..pdf
Gusev V. V., Kalafatova L. P., Polonsky L. G. Optimization of operating conditions of carbide tools in modern
ISSN 2079–004Х(Print), ISSN 2786–7587(Online). Вісник НТУ «ХПІ». 2026. №1 (13)19 technological systems. Bulletin of the Donbass State Machine-Building Academy. 2023. No. 1 (61). P. 12–19. http://www.dgma.donetsk.ua/science_public/ddma/texts.html
Experimental determination of contact characteristics of hard turning / A. S. Manokhin, Yu. O. Melniychuk, S.A.Klymenko and others. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Technologies in MechanicalEngineering. 2023. No. 2 (8). P. 15–23. https://tm.khpi.edu.ua/issue/view/17067
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Технологiї в машинобудуваннi

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.