К.А. Мороз1, М.С. Килина2, Р.Р. Ибадов3

1-3 Донской государственный технический университет (г. Ростов-на-Дону, Россия)
1 kmoroz@donstu.ru, 2 mariya-kilina@yandex.ru, 3 ribadov@donstu.ru

Постановка проблемы. Проблема обеспечения динамической стабильности резания при использовании многолезвийных инструментов (МЛИ) и минимизации автоколебаний для повышения точности обработки и качества поверхности является актуальной задачей. Сложность динамической системы МЛИ обусловлена необходимостью учета колебаний стержня и взаимного влияния лезвий в процессе обработки. Потеря устойчивости системы из-за взаимодействия лезвий со следом, оставленным предыдущим лезвием, мало исследована. Необходимо разработать методы математического моделирования, которые позволят определить оптимальные параметры резания и обеспечить стабильность системы при использовании МЛИ.

Цель. Создать математическую модель процесса резания многолезвийным инструментом, определить оптимальные параметры резания и обеспечить стабильность динамической системы МЛИ для повышения точности обработки и качества поверхности при минимизации автоколебаний.

Результаты. Разработана математическая модель, которая демонстрирует, что на динамику процесса обработки многолезвийным инструментом существенно влияет явление силовой наследственности, возникающее из-за силового взаимодействия между режущими элементами. Отмечено, что этот процесс проявляется через механизм формирования следов колебаний на поверхности обрабатываемой детали. Установлено, что параметры силовой наследственности, определяемые коэффициентом наследственности, напрямую влияют на динамическую устойчивость резания, обеспечивая его стабильность и эффективность.

Практическая значимость. Система уравнений и структурная модель резания могут быть основой для создания цифровых моделей и проведения виртуальных экспериментов для улучшения качества обработки и снижения риска дефектов при использовании многолезвийных инструментов. Данные исследования также могут быть использованы для создания алгоритмов управления процессом резания с обратной связью, что может обеспечить оптимизацию параметров в реальном времени и повысить стабильность процесса.

Мороз К.А., Килина М.С., Ибадов Р.Р. Математическое моделирование процесса резания многолезвийным инструментом // Наукоемкие технологии. 2026. Т. 27. № 4. С. 5−11. DOI: https://doi.org/ 10.18127/ j19998465-202604-01

1. Заковоротный В.Л., Гвинджилия В.Е., Кислов К.В., Веремеев Д.Н. Влияние деформаций инструмента и заготовки в направлении скорости резания на динамику обработки // Изв. вузов. Сер.: Машиностроение. 2023. № 8(761). С. 51–67. DOI 10.18698/0536-1044-2023-8-51-67.
2. Заковоротный В.Л., Фесенко М.А., Гвинджилия В.Е. Влияние процесса резания на динамические свойства приводов исполнительных элементов станка // Изв. вузов. Сер.: Машиностроение. 2022. № 9(750). С. 16–29. DOI 10.18698/0536-1044-2022-9-16-29.
3. Фоминов Е.В., Гвинджилия В.Е., Марченко А.А., Шучев Ч.Г. Влияние периодических колебаний параметров режима резания на температуру передней поверхности токарного инструмента // Передовые инженерные исследования (г.Ростов-на-Дону). 2025. № 25(1). С. 32–42. https://doi.org/10.23947/2687-1653-2025-25-1-32-42.
4. Мороз К.А. Повышение качества изготовления отверстий многолезвийным инструментом на основе управления динамикой процесса: специальность 05.03.01: Автореф. дис. … канд.техн. наук. Ростов-н/Д, 2005. 18 с.
5. Фоминов Е.В., Гвинджилия В.Е., Фисунова Е.И. и др. Зависимость температуры передней поверхности токарного резца от эволюционных изменений трибодеформационных показателей процесса обработки // Транспортное машиностроение. 2024. № 2(26). С. 23–30. DOI 10.30987/2782-5957-2024-2-23-30.
6. Коваль Н.С. Влияние режимов виброударной обработки на параметры качества поверхности деталей сложной формы // Перспективные направления развития финишных 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, 25 февраля 2022 года. Ростов-н/Д: Донской гос. тех. ун-т, 2022. С. 34–37.
7. Гвинджилия В.Е. Анализ и синтез динамической системы точения с учетом вибрационных возмущений и эволюции: специальность 05.02.07 «Технология и оборудование механической и физико-технической обработки»: Дис. … к.т.н. 2021. 291 с.
8. Гвинджилия В.Е., Фоминов Е.В., Лебедев В.А., Марченко А.А. Диагностические признаки развития износа инструмента при моделировании динамики процесса резания // Перспективные машиностроительные технологии: сборник статей Международной научно-практической конференции, посвященной 125-летию Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого и 5-летию Высшей школы машиностроения, Санкт-Петербург, 13–20 мая 2024 года. СПб.: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2024. С. 63–68.
9. Заковоротный В.Л., Гвинджилия В.Е., Кислов К.В. Информационные свойства частотных характеристик динамической системы резания при диагностике износа инструментов // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2024. Т. 26. № 3. С. 114–134. DOI 10.17212/1994-6309-2024-26.3-114-134.
10. Мирошниченко В.Г., Мирошниченко В.Г. Исследование технологических процессов обработки металлов резанием как объектов управления: учебное пособие; М-во образования и науки Российской Федерации, Федеральное гос. бюджетное образовательное учреждение высш. проф. образования «Донской гос. технический ун-т». Ростов-на-Дону: ДГТУ. 2011. 140 с.
11. Бутенко В.И., Лебедев В.А., Коваль Н.С. и др. Неразрушающий контроль и техническая диагностика качества изделий машиностроительных производств: Учеб. пособие; Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Донской государственный технический университет. Ростов-на-Дону: Донской государственный технический университет. 2020. 264 с.
12. Заковоротный В. Л., Гвинджилия В.Е. Изучение отображения вибрационных возмущений в геометрии формируемой резанием поверхности при точении // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2024. Т. 26. № 2. С. 107–126. DOI 10.17212/1994-6309-2024-26.2-107-126.
13. Антипас И.Р. Моделирование динамических нагрузок, воздействующих на мостовой кран во время запуска // Передовые инженерные исследования (Ростов-на-Дону). 2024. № 24(2). С. 190–197. https://doi.org/10.23947/2687-1653-2024-24-2-190-197.
14. Соболь Б.В., Соловьев А.Н., Васильев П.В., Ляпин А.А. Моделирование процессов ультразвукового дефектоскопирования в задаче поиска и визуализации внутренних дефектов в узлах и конструкциях // Передовые инженерные исследования (г. Ростов-на-Дону). 2023;23(4):433-450. https://doi.org/10.23947/2687-1653-2023-23-4-433-450.