В настоящей статье проводится исследование комплексного безразмерного показателя эффективности стружкообразования. Предложенный показатель применительно к каждому рабочему ходу режущего инструмента представляет собой «энергетический КПД стружкообразования» и выражается отношением удельной энергоёмкости обрабатываемого материала к удельной энергоёмкости (удельной работе) резания. Представлено обобщённое выражение показателя энергетической эффективности с учётом фактора периодического изменения мощности резания в пределах основного времени рабочего хода. Технико-экономический анализ подтверждает, что этот показатель отвечает всем требованиям, предъявляемым к критериям оптимизации технологических систем, в том числе технологических процессов механической обработки. Новый энергетический показатель включает в себя удельную энергоёмкость резания, являющуюся составной частью удельных приведённых стоимостных затрат технологической операции, и соответствует, таким образом, ключевым условиям экономичности и наибольшей производительности обработки. Получены теоретико-эмпирические выражения показателя энергетической эффективности стружкообразования на примере операции наружного продольного точения сталей групп ISO-P и ISO-M токарными резцами с режущей частью из твёрдых сплавов. Установлены степени влияния управляемых технологических факторов (параметров режущей части инструмента, элементов режима резания) на величину исследуемого энергетического показателя, приведены аналитические и экспериментальные графики соответствующих зависимостей. Сделан вывод о приоритетном влиянии скорости подачи и скорости резания на энергетическую эффективность стружкообразования. Построение методик и алгоритмов оптимизации операций обработки резанием с использованием предложенного энергетического критерия должно осуществляться в пределах известных систем технических ограничений, присущих обработке заготовок на металлорежущих станках.

This article studies a complex dimensionless index of chip formation efficiency. The proposed indicator for each working stroke of the cutting tool is the «energy efficiency of chip formation» and is expressed by the ratio of the specific energy intensity of the processed material to the specific energy intensity (specific work) of cutting. A generalized expression of the energy efficiency indicator is presented, taking into account the factor of periodic changes in cutting power within the main working stroke time. From the point of view of technical and economic analysis, it is shown that this indicator meets all the requirements for optimizing technological systems, including technological processes of mechanical processing. The new energy indicator includes the specific energy intensity of cutting, which is an integral part of the specific reduced cost of the technological operation, and thus corresponds to the key conditions for efficiency and maximum processing performance. Theoretical and empirical expressions of the energy efficiency index of chip formation are obtained on the example of the operation of external longitudinal turning of steels of ISO-P and ISO-M groups by turning tools with a cutting part made of hard alloys. The degree of influence of controlled technological factors (parameters of the cutting part of the tool, elements of the cutting mode) on the value of the studied energy indicator is established, analytical and experimental graphs of the corresponding dependencies are provided. The conclusion is made about the priority influence of the feed rate and cutting speed on the energy efficiency of chip formation. The construction of methods and algorithms for optimizing cutting operations using the proposed energy criterion should be carried out within the known systems of technical limitations inherent in the processing of workpieces on metal-cutting machines.