Дисертацію присвячено вирішенню важливої науково-технічної задачі – підвищенню ефективності функціонально-орієнтованого технологічного процесу механічного оброблення виробів з титанового сплаву шляхом вибору раціональних режимів різання, геометрії різального інструменту та технологічного середовища, отриманих внаслідок проблемно-орієнтованого аналізу результатів імітаційного моделювання силового, термодинамічного та напружено-деформаційного стану заготовки та інструменту в процесі формоутворення.
На основі системного аналізу і узагальнення досвіду впровадження наукових засад інженерії механічно оброблених поверхонь, термодинамічного аналізу впливу трибомеханічних чинників процесу різання на формування силових та напружено-деформаційних параметрів виробів, особливостей використання імітаційних моделей та критеріїв руйнування важкооброблюваних матеріалів сформульована, обґрунтована, теоретично та практично реалізована методика рекомендацій щодо раціонального вибору режимів та інструментального забезпечення процесу різання титаномістких сплавів. Отримала подальший розвиток методологія функціонально-орієнтованого технологічного проектування, за якою критерієм вибору структури та параметрів технологічної операції механічного оброблення є не мінімізація технологічної собівартості виготовлення деталі, а забезпечення найбільш ефективних параметрів оброблюваноих поверхнонь виробу з точки зору покращення його експлуатаційних властивостей (зносостійкості, втомної міцності тощо).
В дисертаційній роботі запропонована нова методика поєднання результатів аналітичного моделювання вібраційних процесів, що виникають підчас механічного оброблення виробів з титанових сплівів, з результатами імітаційного моделювання процесів різання. Такий симбіоз різних методик дозволить врахувати як фізико-механічні особливості формоутворення оброблюваних поверхонь виробу з титаномісткого матеріалу, так і реальну систему жорсткостей та демпфуючих властивостей технологічної системи «Верстат-Пристрій-Інструмент-Заготовка» (ВПІЗ) та їх комплексну взаємодію.
Запропонована методика описаного в дисертаційній роботі дослідження трибомеханічних процесів різання титанових сплавів відрізняється від традиційного підходу і полягає в наступному. По-перше, в якості вихідних даних для моделювання пропонується щоразу інший декларований коефіцієнт тертя, і кожна така задача імітаційного моделювання процесу механічного оброблення вирішується для різних параметрів та режимів різання. На другому етапі проводиться аналіз впливу цих наперед заданих коефіцієнтів на напружено-деформований (в тому числі залишковий) і термодинамічний стан заготовки та інструменту при різанні, а також на динаміку зношування інструменту тощо. На третьому етапі дослідження пропонуються шляхи забезпечення аналітично обґрунтованих триботехнічних умови різання. Результати аналізу дають можливість вибрати такі конструктивні, технологічні або організаційні рішення, які реалізують оптимальні умови оброблення найбільш ефективним способом.
В результаті теоретичних та експериментальних досліджень доведено, що характерна саме для механічного оброблення титанових сплавів динаміка дисонансної циклічної зміни складових сил різання є наслідком адіабатичного зсуву в зоні стружкоутворення, що і підтверджується зубчастоподібною формою стружки. Механізм такого стружкоутворення при механічному обробленні титанових сплавів обумовлений втратою термопластичної стабільності в межах зони первинного зсуву. Результати теоретичних та експериментальних досліджень підтверджуюють те, що циклічність та інтенсивність динамічного процесу навантаження та зношування різального інструменту при механічному обробленні титанового сплаву приорітетно залежить від швидкості та глибини різання.
Впровадження запропонованих методик аналізу результатів імітаційних, аналітичних та експериментальних досліджень трибомеханічних, силових, термодинамічних та напружено-деформаційних параметрів дозволяє реалізовувати процес логічного науково-обґрунтованого направленого вибору режимів різання та інструментального забезпечення технологічних операцій механічного оброблення титаномістких виробів, що базується на вирішенні проблем, причини формування яких є однозначно зрозумілими, чисельно та якісно оціненими та адекватними.
