Determination of the stability period of turning cutters for heavy machine tools

Abstract

To determine the optimal cutting modes under conditions of increased requirements for the stability of technological processes, it is necessary to take into account the value of the tool life with a given probability. In this paper, the stability dependence for prefabricated cutters used on heavy machine tools with maximum diameters Dmax = 1250-2500 mm is specified using the group argumentation method. The study presents a new mathematical model that establishes the relationship between tool fracture resistance and key operational parameters. This model incorporates the probabilistic nature of tool performance, which allows for a more accurate assessment of the impact of part size variation, cutting conditions, and process variability. The proposed relationship facilitates the determination of cutting modes that not only increase tool stability but also ensure the reliability and efficiency of heavy machine tools in industrial environments. This mathematical dependence makes it possible to take into account the variation of workpiece parameters and cutting modes, which is especially important when working with large-sized parts on heavy-duty machine tools. The results of the study are of practical importance for industry, as they make it possible to increase the sustainability and productivity of technological processes. У статті доведено, що розробка регламентів експлуатації різальних інструментів на важких верстатах, формування цільових функцій оптимізації параметрів обробки деталей повинні здійснюватися виходячи із заданого рівня надійності різального інструменту. При цьому використовується велика кількість показників, що визначають окремо безвідмовність, довговічність та ремонтопридатність інструменту. На основі статистичних і теоретичних досліджень імовірнісного характеру властивостей різального інструменту і параметра розподілу навантаження на нього отримані кількісні залежності між параметрами розсіювання властивостей і товщиною інструментальної пластини збірного інструменту. Стохастичний характер процесу обробки на важких верстатах зумовлює великий розкид властивостей оброблюваних і інструментальних матеріалів та інших параметрів обробки. Це призводить до необхідності імовірнісного підходу до визначення конструктивно-технологічних параметрів різального інструменту.