Для визначення еквівалентних напружень у різальній пластині враховано дію сил тертя та пружної післядії стінок прорізуваної канавки на допоміжні різальні леза різця. Встановлено залежність максимально еквівалентних напружень від конструктивних параметрів різальної пластини та режимів різання. Виявлено залежність напруженого стану різальної пластини від форми опорної поверхні різальної пластини відрізного різця для важких верстатів. Розроблено розрахункову схему та математичну модель для визначення динамічних характеристик збірних відрізних різців. Розглянуто відрізний різець як збірну багатомасову конструкцію та шляхом моделювання процесу коливань спрогнозовано на стадії проектування відмову інструмента залежно від сполучення амплітуди та частоти.

Розкрито проблеми вдосконалення систем токарного інструменту та методики проектування різців, що входять у дані системи. Визначено специфічні етапи проектування універсально-збірних різців з поворотною робочою частиною. Обгрунтовано спосіб досягнення гнучкості конструкції різця за домінуючим параметром для створення уніфікованої конструкції. Наведено результати дослідження статичної жорсткості конструкції з використанням пакета CosmosWorks. Обгрунтовано методики прогнозування на стадії проектування технічних можливостей універсально-збірних різців. Запропоновано системи токарних різців на базі універсально-збірних різців.

Запропоновано новий спосіб відведення тепла з зони різання, на основі якого розроблено конструкції збірних токарних різців з внутрішнім тепловідведенням, які у порівнянні зі стандартними різцями дозволяють зменшити інтенсивність зносу різальних пластин, підвищити продуктивність обробки та зменшити розмірні похибки обробки, викликані тепловими деформаціями інструменту. На базі аналізу існуючої загальної моделі розроблено частинні модульні 3D моделі інструментальної поверхні, формоутворення та зняття припуску за токарної обробки орієнтованими непереточуваними пластинами зовнішніх циліндричних і торцевих поверхонь. Встановлено вплив теплових опорів і теплопровідності матеріалу державок різців з механічним кріпленням змінних непереточуваних пластин на температуру різання та стійкість різальних пластин. Досліджено температури різання й інтенсивності зносу різальних пластин різців з внутрішнім тепловідведенням. Одержано аналітичні залежності для розрахунку температури й оптимальних швидкостей різання, а також наведено практичні рекомендації для призначення режимів різання за обробки різцями з внутрішнім тепловідведенням. Досліджено теплові поля та теплові деформації інструменту та різцетримача верстата під час роботи різцями стандартної конструкції та різцями з внутрішнім тепловідведенням. Проведено оптимізацію конструкції та розмірів теплопровідного каналу різців з внутрішнім тепловідведенням.

Дисертація присвячена підвищенню ефективності процесу чорнової обробки деталей ступінчастими різцями на важких токарних верстатах. Проаналізовано літературні джерела в області чорнової механічної обробки з великими перерізами зрізуваного шару в умовах важкого машинобудування. Вивчено структуру відмов збірних різців при чорновому точінні з великими припусками та кіркою деталей на токарних верстатах. Встановлено, що головною причиною виходу з ладу різців є поломки та нерівномірне зношування різальних пластин. Недоліком конструкцій збірних різців при чорновій обробці є їх низька працездатність внаслідок недостатньої міцності різальних пластин за рахунок недостатньо ефективного закріплення різальної пластини в корпусі інструменту. Розроблено нову схему ступінчастої обробки різанням збірними різцями та вдосконалені вузлів кріплення спеціальних різальних пластин з уступом за допомогою прихоплювача. Розроблено методику аналізу напружено–деформованого стану збірних ступінчастих різців для чорнового точіння методом скінчених елементів. Запропоновано методику досліджень динамічних характеристик технологічної системи, яка дозволяє розглянути ступінчастий збірний різець як збірну багатомасову конструкцію і шляхом моделювання процесу коливань прогнозувати вихід із строю інструмента залежно від поєднання амплітуди та частоти. Експериментальні дослідження коливань збірних різців дозволили встановити адекватність запропонованої методики та моделі. На базі теоретичних і експериментальних досліджень розроблено удосконалену конструкцію ступінчастого збірного різця для чорнової обробки з великими перерізами зрізуваного шару деталей на важких токарних верстатах. Розроблено алгоритм та програмно–методичний комплекс багатокритеріальної оптимізації, що дозволив вирішити задачу вибору ефективних режимів різання для нової ступінчастої схеми різання при чорновій обробці збірними різцями на важких токарних верстатах.