<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Vestnik of Don State Technical University</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Vestnik of Don State Technical University</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Вестник Донского государственного технического университета</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">1992-5980</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">13632</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.12737/22162</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Машиностроение и машиноведение</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>MACHINE BUILDING AND MACHINE SCIENCE</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Машиностроение и машиноведение</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">Technoeconomic and thermodynamic aspects of the edge cutting machining optimization</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Технико-экономические и термодинамические аспекты оптимизации лезвийной обработки</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Олейникова </surname>
       <given-names>Юлия  Анатольевна</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Oleynikova </surname>
       <given-names>Yuliya  Анатольевна</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Моисеев</surname>
       <given-names>Денис Витальевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Moiseev</surname>
       <given-names>Denis Витальевич</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>denisey2003@mail.ru</email>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Рыжкин</surname>
       <given-names>Анатолий Андреевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Ryzhkin</surname>
       <given-names>Anatoliy Андреевич</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Фоминов</surname>
       <given-names>Евгений Валерьевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Fominov</surname>
       <given-names>YEvgyeniy Валерьевич</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2016-10-14T00:00:00+03:00">
    <day>14</day>
    <month>10</month>
    <year>2016</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2016-10-14T00:00:00+03:00">
    <day>14</day>
    <month>10</month>
    <year>2016</year>
   </pub-date>
   <volume>16</volume>
   <issue>4</issue>
   <fpage>41</fpage>
   <lpage>50</lpage>
   <self-uri xlink:href="https://zh-szf.ru/en/nauka/article/13632/view">https://zh-szf.ru/en/nauka/article/13632/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Целью данного исследования является разработка расчетного метода выбора оптимальной скорости резания, соответству-ющей минимальной интенсивности изнашивания инструмента. Выполнен анализ известных критериев оптимизации: три-бологических, температурных, энергетических и термодина-мических. Выявлены признаки их оптимальности при вариации скорости резания (трения). Особое внимание уделено разработанным в Донском государственном техническом университете экспериментальным термодинамическим крите-риям оптимизации, отражающим флуктуационную природу трения и износа. Показано, что максимальные значения флук-туационных критериев при вариации скорости резания харак-теризуют повышенные диссипативные возможности зоны резания. Получена формула для расчета оптимальной скорости резания из условий теплового равновесия на контактных площадках токарного резца. Кроме элементов режима резания, геометрии инструмента и контактных нагрузок в формулу входит деформационная характеристика процесса резания — коэффициент укорочения стружки. Предложенная анали-тическая зависимость позволяет выбирать оптимальный режим с помощью расчетов, без проведения дорогостоящих стойкостных экспериментов.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>The investigation objective is to develop a calculation method of selecting the optimum cutting speed corresponding to the minimum tool-wear rate. The analysis of the known optimization criteria such as tribological, thermal, energy and thermodynamic ones is made. The characteristics of their optimality through the cutting velocity (friction) are identified. Particular attention is paid to the experimental thermodynamic optimization criteria reflecting the fluctuating nature of friction and wear which are developed in Don State Technical University. It is shown that the maximum values of fluctuation criteria through varying the cutting speed characterize the increased dissipation capabilities of the cutting area. The formula for calculating the optimum cutting speed under the conditions of thermal balance on the lathe knife pads is determined. The formula contains cutting mode elements, tool geometry, contact loads and the deformation characteristic of the cutting process — chip velocity factor. The proposed analytical dependence allows selecting the optimum condition using calculations without costly wear resistant experiments.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>режимы резания</kwd>
    <kwd>оптимальная скорость</kwd>
    <kwd>критерии оптимизации</kwd>
    <kwd>термодинамика изнашивания.</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>cutting modes</kwd>
    <kwd>optimum cutting speed</kwd>
    <kwd>optimization criteria</kwd>
    <kwd>thermodynamics of wear process.</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>Проблема оптимизации функционирования системы трения и резания имеет как общие, так и специфические особенности.Главной задачей трибологии деталей машин и механизмов является снижение износа и повышение долговечности пар трения в условиях сухого и граничного трения. В итоге увеличивается срок службы машин и сокращаются затраты на их эксплуатацию. В этой связи решаются задачи снижения потерь на трение — уменьшения его сил и коэффициентов. В данном случае критерием оптимизации служит интенсивность изнашивания при различных скоростях и давлениях.Развитие машиностроения и металлообработки требует постоянного повышения качества выпускаемых машин. Этому, в свою очередь, способствует использование современного оборудования, технологий, инструмента и систем управления процессами резания.На современном автоматизированном оборудовании при использовании твердосплавных инструментов уровень скоростей резания на токарных операциях может достигать 500 м/мин. В этих условиях необходимо обеспечить надежность инструментальной наладки в целом и получить заданные выходные параметры системы резания — технологические и экономические. К технологическим относятся: показатели точности обработки и качества обработанной поверхности (шероховатость, степень и глубина наклепа, величина и знак остаточных напряжений); ресурс (стойкость) инструмента. К экономическим показателям относятся производительность и себестоимость обработки.На операциях формообразования при лезвийной обработке допускаемая скорость является главным элементом режима резания, и оптимальной считается такая скорость , которая обеспечивает минимальную интенсивность изнашивания и максимальную стойкость инструмента. В работах А. Д. Макарова, С. С. Силина, В. Ф. Безъязычного, А. Г. Суслова и др. показано, что при скорости резания  (сечение среза постоянно) обеспечиваются: — минимальные или минимально стабилизированные значения тангенциальной силы резания и высоты неровностей обработанной поверхности;</p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Рыжкин, А. А. Термодинамические критерии оптимизации процесса изнашивания / А. А. Рыжкин // Надежность и эффективность станочных и инструментальных систем : сб. науч. тр. - Ростов-на-Дону : Изд. центр ДГТУ, 1993. - С. 3-16.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Ryzhkin, А.А. Termodinamicheskie kriterii optimizatsii protsessa iznashivaniya. [Thermodynamic optimization criteria of wear process.] Nadezhnost&amp;#180; i effektivnost&amp;#180; stanochnykh i instrumental&amp;#180;nykh sistem: sb. nauch. tr. [Reliability and efficiency of machine tool and development systems: Coll.of sci.papers.] Rostov-on-Don: DSTU Publ. Centre, 1993, pp. 3-16 (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Рыжкин, А. А. Физические основы обработки материалов резанием / А. А. Рыжкин, К. Г. Шучев, М. М. Климов. - Ростов-на-Дону : Изд. центр ДГТУ, 1996. - 342 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Ryzhkin, А.А., Shuchev, K.G., Klimov, M.M. Fizicheskie osnovy obrabotki materialov rezaniem. [Basic physics of materials machining.] Rostov-on-Don: DSTU Publ. Centre, 1996, 342 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Ryshkin, A. A. Optimization of Metal Cutting Conditions / A. A. Ryshkin, L. S. Vorovich, B. I. Gordienko. - Radom : The Institute for Terotechnology, 2000. - 315 p.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Ryshkin, A.A., Vorovich, L.S.,  Gordienko, B.I. Optimization of Metal Cutting Conditions. Radom: The Institute for Terotechnology, 2000, 315 p.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Способ определения оптимальной скорости резания : а. с. 657918 СССР / А. Д. Макаров [и др.]. - № 233161/08 ; заявл. 03.03.76 ; опубл. 28.04.79, Бюл. № 15. - 5 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Makarov, A.D., et al. Sposob opredeleniya optimal&amp;#180;noy skorosti rezaniya: a. s. 657918 SSSR . [Method of opti-mum cutting speed determination.] Invention certificate USSR, no. 657918, 1979 (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Рыжкин, А. А. Обработка материалов резанием: физические основы / А. А. Рыжкин. - Ростов-на-Дону : Изд. центр ДГТУ, 1995. - 291 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Ryzhkin, А.А. Obrabotka materialov rezaniem: fizicheskie osnovy. [Materials machining: basic physics.] Rostov-on-Don: DSTU Publ. Centre, 1995, 291 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Выбор режимов резания труднообрабатываемых жаропрочных интерметаллидных сплавов тепловизион-ным методом / И. В. Анухин [и др.] // Станки, инструмент. - 2015. - № 1. - С. 16-20.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Anukhin, et al. Vybor rezhimov rezaniya trudnoobrabatyvaemykh zharoprochnykh intermetallidnykh splavov teplovizionnym metodom. [ Selection of the cutting conditions for hard-to-machine heat-proof intermetallic alloys by thermal-imaging method.] Stanki i instrument, 2015, no. 1, pp. 16-20 (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Способ определения оптимальной скорости резания твердосплавного инструмента : патент 2173611 Рос. Федерация : С2 B23 B1/00 / Е. В. Артамонов [и др.]. - № 99121439/02 ; заявл. 12.10.99 ; опубл. 20.09.01, Бюл. № 17. - 5 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Artamonov, E.V., et al. Sposob opredeleniya optimal&amp;#180;noy skorosti rezaniya tverdosplavnogo instrumenta: patent 2173611 Ros. Federatsiya: S2 B23 B1/00. [Method for determining optimum cutting speed of the carbide-tipped tool.] Patent RF, no. 2173611, 2001 (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Силин, С. С. Метод подобия при резании металлов / С. С. Силин. - Москва : Машиностроение, 1979. - 152 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Silin, S.S.  Metod podobiya pri rezanii metallov. [Similarity method under metal cutting.] Moscow: Mashinostroenie, 1979, 152 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Старков, В. К. Дислокационные представления о резании металлов / В. К. Старков. - Москва : Машино-строение, 1979. - 160 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Starkov, V.K. Dislokatsionnye predstavleniya o rezanii metallov. [Dislocation concept of metal cutting.] Moscow: Mashinostroenie, 1979, 160 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Силин, С. С. Оптимизация операций механической обработки по энергетическим критериям / С. С. Силин, А. В. Баранов // Станки, инструмент. - 1999. - № 1. - С. 16-17.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Silin, S.S., Baranov, A.V. Optimizatsiya operatsiy mekhanicheskoy obrabotki po energeticheskim kriteriyam. [Op-timization of machining operations on the energy criteria.] Stanki i instrument, 1999, no. 1, pp. 16-17 (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Тавстюк, А. А. Применение удельных энергетических параметров при оптимизации и управлении процес-сом резания / А. А. Тавстюк, А. Г. Лютов, Г. Н. Коуров // Станки, инструмент. - 2014. - № 2. - C. 29-34.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Tavstyuk, А.А., Lyutov, A.G., Kourov, G.N. Primenenie udel&amp;#180;nykh energeticheskikh parametrov pri optimizatsii i upravlenii protsessom rezaniya. [Application of specific energy parameters during the optimization and control of the cutting process.] Stanki i instrument, 2014, no. 2, pp. 29-34 (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B12">
    <label>12.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Закураев, В. В. Оценка условий оптимального режима резания по энергетическим характеристикам про-цесса / В. В. Закураев, С. И. Хадеев. - Новокузнецк : Межотраслевой НТК, 2007. - 187 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Zakuraev, V.V., Khadeev, S.I. Otsenka usloviy optimal&amp;#180;nogo rezhima rezaniya po energeticheskim kharakteristikam protsessa. [Assessment of the conditions for optimum cutting mode on the energy performance of the pro-cess.] Novokuznetsk: Mezhotraslevoy NTK, 2007, 187 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B13">
    <label>13.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Рыжкин, А. А. Способ определения оптимальной скорости резания : патент 2521943 Рос. Федерация : B23B1/00/ А. А. Рыжкин [и др.]. - № 2012105415/02 ; заявл. 15.02.12; опубл. 10.07.14, Бюл. № 19. - 7 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Ryzhkin, А.А., et al. Sposob opredeleniya optimal&amp;#180;noy skorosti rezaniya: patent 2521943 Ros. Federatsiya: B23B1/00. [Method for determining the optimum cutting speed.] Patent RF, no. 2521943, 2014 (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B14">
    <label>14.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Рыжкин, А. А. Теплофизические процессы при изнашивании инструментальных режущих материалов / А. А. Рыжкин. - Ростов-на-Дону : Изд. центр ДГТУ, 2005. - 312 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Ryzhkin, А.А. Teplofizicheskie protsessy pri iznashivanii instrumental&amp;#180;nykh rezhushchikh materialov. [Thermo-physical processes under the tool cutting materials wear]. Rostov-on-Don: DSTU Publ. Centre, 2005, 312 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B15">
    <label>15.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Виноградов, А. А. Определение оптимальной скорости резания по коэффициенту усадки стружки / А. А. Виноградов // Станки, инструмент. - 1991. - № 7. - С. 32-33.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Vinogradov, А.А. Opredelenie optimal&amp;#180;noy skorosti rezaniya po koeffitsientu usadki struzhki. [Determination of optimum cutting speed by the chip shrinkage factor.] Stanki i instrument, 1991, no. 7, pp. 32-33 (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B16">
    <label>16.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Бронштейн, И. Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов / И. Н. Бронштейн. - Москва : Физматгиз, 1962. - 608 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Bronstein, I.N. Spravochnik po matematike dlya inzhenerov i uchashchikhsya vtuzov. [Handbook on mathematics for engineers and students of the technical colleges.] Moscow: Fizmatgiz , 1962, 608 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B17">
    <label>17.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Грановский, Г. И. Обработка результатов экспериментальных исследований резания металлов / Г. И. Грановский. - Москва : Машиностроение, 1982. - 112 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Granovskiy, G.I. Obrabotka rezul&amp;#180;tatov eksperimental&amp;#180;nykh issledovaniy rezaniya metallov. [Elaboration of the experimental studies results of metal cutting.] Moscow: Mashinostroenie, 1982, 112 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
