Основні напрямки наукової роботи кафедри:

— Високоефективна технологія застосування змащувально-охолоджуючих технологічних засобів при абразивній обробці (керівник д.т.н. М.С.Степанов);

— Іноваційні технології високопродуктивної обробки циліндричних загартованих зубчастих коліс та рейок лезовим інструментом (керівник д.т.н. О.О.Клочко);

— Методологія технологічного проектування процесів відновлення деталей та реверсивний інжиніринг (керівник д.т.н. О.А.Пермяков);

— Проектування, оптимізація та дослідження типових та спеціалізованих компоновок металорізальних верстатів, що створюються за агрегатно-модульним принципом (керівники к.т.н. І.Е.Яковенко, к.т.н. О.В.Котляр);

— Створення та впровадження інноваційних технологій виготовлення крупногабаритних редукторів важкого машинобудування (керівники д.т.н. О.О.Клочко, д.т.н.О.А.Пермяков).

— Технологічне забезпечення, моделювання та оптимізація механічної обробки полімерних композиційних матеріалів (керівник д.т.н. Г.Л.Хавін);

— Технологічне забезпечення точності сполучення крупногабаритних евольвентних шліцьових з‘єднань при обробці деталей методом обкату (керівники д.т.н. О.О.Клочко, д.т.н. О.А.Пермяков);

— Технологічні основи проектування та компонетика металорізальних верстатів та систем агрегатно-модульної конструкції (керівник д.т.н. О.А.Пермяков);

— Технологія ремонту та відновлення великомодульних загартованих зубчастих коліс з використанням високошвидкісної лезової обробки (керівники д.т.н. М.І.Гасанов, д.т.н. О.О. Клочко);

— Фізико-технічні и механічні методи обробки матеріалів. Фізика поверхонь. Математичне моделювання та експериментальне дослідження швидкоплинних лазерних, ударних, мікрохвилевих та аеродинамічних процесів (керівники д.т.н. С.С.Добротворський, к.т.н. Є.В.Басова).