Статья посвящена определению условий возникновения различного состава срезаемого слоя при точении цилиндрической поверхности заготовки, содержащей сварной шов. Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения эффективности процесса механической обработки сварных изделий при условии удаления припуска с переменными геометрическими параметрами и физико-механическими свойствами. Цель исследования – определить условия изменения состава комбинированного припуска в зависимости от геометрических параметров технологической системы при точении заготовки с усиленным сварным швом. Исследована технологическая система при продольном наружном точении заготовки, состоящей из двух частей, соединенных сварным швом с усилением. Рассмотрены три основных возможных варианта состава срезаемого слоя: двухкомпонентный цельный, двухкомпонентный раздельный и трехкомпонентный цельный. Для определения условий возникновения каждого из вариантов в зависимости от сочетания геометрических параметров системы использованы методы математического моделирования. Получены аналитические зависимости, позволяющие определить условия возникновения различных видов срезаемого слоя. На основе анализа областей параметров, удовлетворяющих данным условиям, установлено, что в большинстве конфигураций технологических систем будет преобладать вариант двухкомпонентного цельного припуска. Разделение двухкомпонентного припуска возможно при значениях угла в плане менее 45о и обработке длинных сварных швов с малой высотой усиления. Также при точении протяженных сварных участков при малой глубине резания инструментом с низкими значениями угла в плане, будет иметь место обработка трех материалов заготовки одновременно (вариант трехкомпонентного цельного припуска). Полученные в данной работе аналитические зависимости могут быть использованы как предварительный геометрический этап для последующего расчета критических силовых и термодинамических показателей для мониторинга процесса резания, а также позволят при назначении режимов точения определить возможные конфигурации срезаемого слоя и при необходимости произвести корректировку начальных параметров технологической системы.
The article is devoted to determining the conditions for the occurrence of different compositions of the cut layer when turning the cylindrical surface of a workpiece containing a welded seam. The relevance of the research is due to the need to improve the efficiency of machining welded products under conditions of removing an allowance with variable geometric parameters and physical and mechanical properties. The aim of the study is to determine the conditions for changes in the composition of the combined allowance depending on the geometric parameters of the technological system when turning a workpiece with a reinforced welded seam. The technological system was studied during longitudinal external turning of a workpiece consisting of two parts connected by a welded seam with reinforcement. Three main possible variants of the cut layer composition were considered: two-component integral, two-component separate, and three-component integral. Mathematical modelling methods were used to determine the conditions for the occurrence of each variant depending on the combination of the system’s geometric parameters. Analytical dependences were obtained that make it possible to determine the conditions for the occurrence of different types of cut layers. Based on the analysis of the parameter regions satisfying these conditions, it was established that the two-component integral allowance will prevail in most configurations of technological systems. Separation of the two-component allowance is possible at approach angle values of less than 45° and when machining long welded seams with a low reinforcement height. In addition, when turning extended welded sections at a small cutting depth using a tool with low approach angle values, three workpiece materials will be machined simultaneously, corresponding to the variant of a three-component integral allowance. The analytical dependences obtained in this work can be used as a preliminary geometric stage for the subsequent calculation of critical force and thermodynamic parameters for monitoring the cutting process. They also make it possible, when assigning turning modes, to determine possible configurations of the cut layer and, if necessary, adjust the initial parameters of the technological system.
1. Demirpolat H., Binali R., Patange A. D., Pardeshi S. S., Gnanasekaran S. Comparison of Tool Wear, Surface Roughness, Cutting Forces, Tool Tip Temperature, and Chip Shape during Sustainable Turning of Bearing Steel // Materials. 2023. Vol. 16 (12). P. 4408. URL: https://www.mdpi.com/1996-1944/16/12/4408 (дата обращения: 03.05.2026). DOI: 10.3390/ma16124408.
2. Chun H., Park W., Kim J., Lee C. In-Process Cutting Temperature Monitoring Method Based on Impedance Model of Dielectric Coating Layer at Tool-Chip Interface // Journal of Manufacturing and Materials Processing. 2022. Vol. 6 (5). P. 97. URL: https://www.mdpi.com/2504-4494/6/5/97(дата обращения: 03.05.2026). DOI: 10.3390/jmmp6050097.
3. Gvindjiliya V. E., Fominov E. V., Marchenko A. A., Lavrenova T. V., Debeeva S. A. Influence of cutting speed on pulse changes in the temperature of the front cutter surface during turning of heat-resistant steel 0.17 C-Cr-Ni-0.6 Mo-V // Metal Working and Material Science. 2025. Vol. 27 (3). P. 23–36. URL: https://journals.nstu.ru/files/numbers/flash/4661/23/ (дата обращения: 01.05.2026). DOI: 10.17212/1994-6309-2025-27.3-23-36.
4. Jamshidi M., Rimpault X., Balazinski M., Chatelain J.-F.Fractal analysis implementation for tool wear monitoring based on cutting force signals during CFRP/titanium stack machining // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2020. Vol. 106. P. 3859–3868. URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s00170-019-04880-y (дата обращения: 01.05.2026). DOI: 10.1007/s00170-019-04880-y.
5. Hassan M., Kirwin R., Rakurty C. S., Mahajan A. Advanced Sensor Technologies in Cutting Applications: A Review // Sensors. 2026. Vol. 26 (3). P. 762. URL: https://www.mdpi.com/1424-8220/26/3/762 (дата обращения: 03.05.2026). DOI: 10.3390/s26030762.
6. Gvindjiliya V. Е. Vibration Control of Tool Flank Wear in Turning // Advanced Engineering Research. 2026. Vol. 26 (1). P. 2103. URL: https://www.vestnik-donstu.ru/jour/article/view/2617 (дата обращения: 07.05.2026). DOI: 10.23947/2687-1653-2026-26-1-2103.
7. Machno M., Zębala W., Franczyk E. Impact of Cutting Parameters and Tool Type on Surface Finish in MQL Turning of Inconel 625 // Materials. 2025. Vol. 18 (1). P. 4617. URL: https://www.mdpi.com/1996-1944/18/19/4617(дата обращения: 03.05.2026). DOI: 10.3390/ma18194617.
8. Medina S., Acuña-Rivera M., Castellanos S., Castro K. Evaluation of Machining Parameters in Turning Al7075-T6 Aluminum Alloy Using Dry, Flooded, and Cryogenic Cutting Fluid Conditions // Journal of Manufacturing and Materials Processing. 2025. Vol. 9 (10). P. 328. URL: https://www.mdpi.com/2504-4494/9/10/328 (дата обращения: 03.05.2026). DOI: 10.3390/jmmp9100328.
9. Vu T.-H., Hsu C.-H. Experimental Investigation and Predictive Modeling of Surface Roughness in Dry Turning of AISI 1045 Steel Using Power-Law and Response Surface Approaches // Applied Sciences. 2026. Vol. 16 (3). P. 1392. URL: https://www.mdpi.com/2076-3417/16/3/1392 (дата обращения: 07.05.2026). DOI: 10.3390/app16031392.
10. Marinkovic D., Muhamedagic K., Klančnik S., Zivkovic A., Begic-Hajdarevic D., Pasic M. Integrated Modeling and Multi-Criteria Analysis of the Turning Process of 42CrMo4 Steel Using RSM, SVR with OFAT, and MCDM Techniques // Metals. 2026. Vol. 16 (2). P. 131. URL: https://www.mdpi.com/2075-4701/16/2/131 (дата обращения: 07.05.2026). DOI: 10.3390/met16020131.
11. Madić M., Trifunović M., Rodić D., Marinković D. Development of Machine Learning Model for Analysis of Total Manufacturing Cost in Medium Turning of C45E Steel // Metals. 2026. Vol. 16 (4). P. 373. URL: https://www.mdpi.com/2075-4701/16/4/373 (дата обращения: 07.05.2026). DOI: 10.3390/met16040373.
12. Denkena B., Behrens B. A., Overmeyer L., Kaierle S., Bergmann B., Klemme H, Hermsdorf J., Stonis M., Schwarz N., Budde L., Merkel P., Handrup M. Sensitivity of process signals to deviations in material distribution and material properties of hybrid workpieces // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2024. Vol. 130. P. 2649–2659 URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s00170-023-12807-x (дата обращения: 07.05.2026). DOI: 10.1007/s00170-023-12807-x.
13. Denkena B., Behrens B. A., Bergmann B., Stonis M., Kruse J., Witt M. Potential of process information transfer along the process chain of hybrid components for process monitoring of the cutting process // Production Engineering Research and Development. 2021. Vol. 15 (2). P. 199–209. URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s11740-021-01023-9 (дата обращения: 07.05.2026). DOI: 10.1007/s11740-021-01023-9.
14. Denkena B., Bergmann B., Buhl H., Handrup M. Similarity-based anomaly detection method for turning of multi-material workpieces with varying axially constant blank diameter // CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. 2025. Vol. 63. P. 201–213. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1755581725001658?via%3Dihub (дата обращения: 07.05.2026). DOI: 10.1016/j.cirpj.2025.09.014.
15. Бычковский В. С., Филиппенко Н. Г., Попов С. И., Каргапольцев С. К. Исследование свойств и обрабатываемости сварных соединений комбинированным ротационным резцом со стружколомом // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2018. № 1 (57). С. 16–23. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-svoystv-i-obrabatyvaemosti-svarnyh-soedineniy-kombinirovannym-rotatsionnym-reztsom-so-struzhkolomom (дата обращения: 07.05.2026). DOI: 10.26731/1813-9108.2018.1(57).16-23.
16. Fominov E. V., Aliev M. M., Shuchev K. G., Lavrenova T. V. Tribostrain and Thermoelectric Characteristics of the Friction Process during Turning of a Hybrid Part with a Welded Seam // Journal of Friction and Wear. 2025. Vol. 46. Р. 86–91. URL: https://link.springer.com/article/10.3103/S1068366625700400 (дата обращения: 07.05.2026). DOI: 10.3103/S1068366625700400.