New approach to the machinability assessment: towards total machining performance (TMP). Pt. I. Definitions, methodology, criteria and assessment fields

ABSTRACT: The article presents a comprehensive review of current knowledge regarding material machinability and its assessment methods. It incorporates advancements in machining technology and modern optimization techniques that enable a transition to Total Machining Productivity (TMP). Essential research procedures are outlined to integrate studies across five key thematic areas and to develop an integrated TMP model that additionally incorporates the concept of sustainable machining. Future research directions are also specified.

KEYWORDS: machinability, total machining performance, machinability tests, machinability prediction

STRESZCZENIE: W artykule dokonano gruntownej analizy wiedzy o skrawalności materiałów z uwzględnieniem metod jej oceny, zawierającej uzupełnienia niezbędnych informacji o dokonanym rozwoju technologii obróbki skrawaniem, i nowoczesnych metod optymalizacji, umożliwiających przejście na poziom całkowitej wydajności obróbki (TMP). Podano niezbędne procedury badawcze prowadzące do integracji badań w pięciu podstawowych grupach tematycznych i utworzenia zintegrowanego modelu TMP z dodatkowym uwzględnieniem koncepcji obróbki zrównoważonej. Wyszczególniono przyszłe kierunki badań.

SŁOWA KLUCZOWE: skrawalność, całkowita wydajność obróbki, testy skrawalności, predykcja skrawalności

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

[1] W. Grzesik, Podstawy skrawania materiałów konstrukcyjnych, PWN, 2018

[2] W. Grzesik, Advanced machining processes of metallic materials, Elsevier, 2017

[3] F. Klocke, Manufacturing processes 1, Springer, 2011

[4] I.S. Jawahir, H. Attia, M. Dix, H. Ghadbeigid, Z. Liao, J. Schoop, A. Shokrani, Revisiting machinability assessment: Towards total machining performance. CIRP Annals – ManufacturingTechnology 74(2025): 817–842

[5] I.S. Jawahir, Y. Altintas, Special issue on machinability revisited: integrated machining performance for assessment of cutting tools (IMPACT). CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology 52(2024): 386–388, DOI: 10.1016/j.cirp.2025.05.003

[6] Machining Data Handbook, Machinability Data Center in Cincinnati, 1980

[7] W. Grzesik, Zaawansowane metody wyznaczania współczynnika tarcia w procesie skrawania (Advanced methods of determination of friction coefficient in the machining process). Mechanik 1(2026), DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2026.1.1

[8] H. Attia, A. Sadek, Y. Altintas, A. Matsubara, D. Umbrello, K. Wegener, R. Eisseler, F. Ducobu, H. Ghadbeigi, Physics-based models for characterization of machining and cutting tool performance – A critical review. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology 51(2024): 161–189

[9] Z. Liao, J. Schoop, J. Saelzer, B. Bergman, P. Priarone, A. Splettstoßer, Y. Kaynak, Review of current best-practices in machinability evaluation and understanding for improving machining performance. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology 50(2024): 151–184

[10] P. Mativenga, J. Schoop, I.S. Jawahir, D. Biermann, M. Kipp, Z.M. Kilic, T. Ozel, R. Wertheim, P. Arrazola, D. Boing, Engineered design of cutting tool material, geometry and coating for optimal performance and customized applications: a review. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology 52(2024): 212–228

[11] A. Shokrani, H. Dogan, D. Burian, T.T. Nwabueze, P. Kolar, Z. Liao, A. Sadek, R. Teti, P. Wang, R. Pavel, T. Schmitz, Sensors for in-process and on-machine monitoring of machining operations. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology 51(2024): 263–292

[12] K. Ullrich, M. von Elling, K. Gutzeit, M. Dix, M. Weigold, J.C. Aurich, R. Wertheim, I.S. Jawahir, H. Ghadbeigi, AI-based optimisation of total machining performance: a review. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology 50(2024): 40–54

[13] W. Grzesik, Visions and strategies of manufacturing, Part I. Mechanik 83(3)(2010): 145–148

[14] W. Grzesik, Visions and strategies of manufacturing, Part II. Mechanik 83(4)(2010): 232–236

[15] W. Grzesik, Etyka w produkcji (Ethics in manufacturing). Mechanik 5–6(2026)

[16] W. Grzesik, K. Jarosz, Modelling and simulation of the machining process based on multiscale approach – a comprehensive review (Modelowanie i symulacja procesu obróbki na podstawie podejścia wieloskalowego – przegląd). Mechanik 5(2025), DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2025.7.6

[17] W. Grzesik, J. Małecka, Development and applications of protective DLC-based coatings in tooling industry. Mechanik 4(2026), DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2026.4.6

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2026.11.11

 

* Artykuł recenzowany