Вопрос 3. Пути повышения работоспособности режущих инструментов.

1. Применение смазывающе-охлаждающих средств.

Анализ известных исследований показывает, что влияние смазочно-охлаждающих технологических сред (СОТС) на процесс резания металлов заключается в снижении пластической деформации обрабатываемого материала, уменьшении сил и мощности резания, повышении качества обработанной поверхности (изменении микро- и макрогеометрических, а также физико-механических характеристик), уменьшении износа режущего инструмента, повышении его стойкости и, как следствие, в увеличении производительности обработки.

Поверхностно-активные (СОТС) вещества также проникают в микротрещины поверхностного слоя обрабатываемой детали и образуют там тончайшие ( адсорбционные) пленки, оказывающие расклинивающее воздействие, в результате чего облегчается пластическая деформация срезаемого слоя металла.

2. Нанесение износостойких покрытий.

Инструментальные многослойные покрытия придают высокую неоксиляемость и износостойкость, а также значительно снижают коэффициент трения. Многослойные структуры состоят из комбинации обычных твердых материалов, таких, как TiC, TiN, Ti(C,N) и Al₂O₃. Подобные покрытия могут быть иногда из 10 и более слоев, причем соответствующие отдельные слои отчасти тоньше 0,2 мкм. Они имеют при высокой скорости резания и соответственно высоких температурах хорошую износостойкость. Методы нанесения покрытий путем осаждения делятся на две большие группы: физические (PVD) и химические (CVD). Внутри этих двух основных групп существует довольно большое количество разновидностей.

3. Ионная имплантация.

Ионная имплантация — способ введения атомов примесей в поверхностный слой пластины или эпитаксиальной пленки путем бомбардировки его поверхности пучком ионов c высокой энергией (10—2000 КэВ). Технология ионного имплантирования разрешает внедрить заданное количество практически любого химического элемента на заданную глубину, позволяя таким образом сплавлять металлы, которые в расплавленном состоянии не смешиваются, или легировать одно вещество другим в пропорциях, которые невозможно достичь даже при использовании высоких температур. Возможно создавать композиционные системы с уникальными структурами и свойствами, существенно отличными от свойств основной массы детали.

4. Оптимизация геометрических параметров.

Форма режущей части инструмента не только обеспечивает его механическую прочность, теплостойкость, но и влияет на условия процесса резания: степень пластической деформации срезаемого слоя, количества образующейся теплоты, условия ее отвода, силы резания. Указанные факторы часто оказывают противоречивое действие на процесс резания. Так, уменьшение переднего угла делает режущую часть резца более массивной, но при этом одновременно увеличиваются силы резания, так как затрудняется процесс образования стружки, выделяется большое количество теплоты, интенсивность износа резца возрастает, стойкость снижается. Увеличение переднего угла облегчает процесс резания, но ухудшает условия отвода тепла, уменьшает прочность его режущей части; при этом стойкость резца также уменьшается.

5. Оптимальные режимы резания.