The application of the cutting fluid at processing of different stuffs by cutting usually changes nature of processes descending in a cutting zone. These changes concern not only condition of surface layer, but also value of components of force of cutting. It specially is well visible at processing of special stuffs, that is resulted in the present activity.

Механические свойства обрабатываемого материала оказывают влияние на составляющие силы резания в зависимости от объема деформированного материала и образования стружки. Увеличение прочности и твердости обрабатываемого материала увеличивает угол скольжения θ, что уменьшает усадку стружки K_L. Вследствие этого сокращается работа деформации материала и образования стружки, а, значит и составляющие силы резания. С другой стороны, увеличение прочности и твердости увеличивает напряжения в плоскости скольжения, и вызывает увеличение работы на деформацию металла и на образование стружки, а также увеличивает силы резания. Поэтому увеличение прочности и твердости обрабатываемого материала может вызвать как увеличение так и уменьшение составляющих сил P_z, P_y и P_x. Если с увеличением прочности материала усадка стружки K_L уменьшается незначительно, то силы P_z, P_y и P_x существенно увеличиваются. Если увеличение прочности сопровождается значительным уменьшением усадки стружки K_L, то силы P_z, P_y и P_x уменьшаются. При этом, характеристика механической прочности обрабатываемого материала различного химического состава не может всегда служить объективным параметром оценки сил резания.

Влияние смазочно-охлаждающих жидкостей на составляющие силы резания связано с уменьшением среднего коэффициента трения и силы трения на рабочих поверхностях инструмента. Вследствие улучшения условий образования стружки, составляющие силы резания должны уменьшаться при применении смазочно-охлаждающих жидкостей. При этом, горизонтальные составляющие сокращаются больше. Жидкости, обладающие поверхностно-активными свойствами, эффективнее уменьшают коэффициент трения и поэтому более эффективные для процесса обработки резанием.

Применение поверхностно-активных жидкостей больше уменьшает силу Р_z. Эффективность применения поверхностно-активных жидкостей уменьшается при увеличении подачи и скорости резания. При увеличении подачи увеличиваются нормальные напряжения контакта, которые вызывают местные разрывы смазочного слоя и возникновение участков сухого трения между рабочими поверхностями инструмента и стружкой. При толщине срезаемого слоя до 0,04 мм активный керосин уменьшает силу P_z на 40% по сравнению с работой на сухо. Но при увеличении толщины срезаемого слоя до 0,2 мм величина силы P_z уменьшается всего на 15%. При увеличении скорости резания затрудняется проникновение жидкости в зону контакта трущихся элементов (рабочие поверхности инструмента и стружки) и значительно возрастает температура резания, которая вызывает разрушение образованной смазочной пленки. Вот почему, увеличение скорости резания уменьшает эффективность СОЖ. [1].

Как показывают эксперименты, при обработке труднообрабатываемых материалов зависимость составляющих силы резания от режимов резания имеет тот же характер, что и при обработке обычных сталей (например сталь 45). Однако значения этих сил – более высокие (см. рис. 1 и 2).

Таким образом, при обработке жаропрочной стали, тангенциальная составляющая силы резания P_z примерно в 1,5 раза имеет большее значение, чем при обработке стали 45, а при обработке жаропрочного сплава на основе никеля – в 2 раза больше чем при обработке стали 45.

Рис. 1 - Влияние различных СОТС на составляющие силы резания при токарной обработке стали ЭИ-654 твердосплавным инструментом BK8 (S=0,1мм/об ; t=1мм; γ=15° φ=45°).	Рис. 2 - Влияние различных СОТС на составляющие силы резания при токарной обработке жаропрочного сплава на основе никеля ЭП-487 твердосплавным инструментом BK8 (S=0,1мм/об ; t=1мм; γ=15° φ=45°).

Как видно из графиков рис. 1 и 2 различные смазочно-охлаждающие жидкости практически не влияют на величину составляющих силы резания при обработке резанием труднообрабатываемых материалов.

На рис. 3…6 приведены кривые зависимости шероховатость обработанной поверхности от скорости, подачи и глубины резания при обработке различных материалов.

При точении жаропрочной стали ЭИ654, жаропрочного сплава на никелевой основе ЭИ487 и титанового сплава ОТ4- изменения скорости резания почти не сказываются на изменении шероховатости поверхности. Полученные отдельные выпады являются результатом рассеивания опытных точек.

Применение смазочно-охлаждающих жидкостей иногда уменьшает высоту микронеровностей обработанной поверхности нержавеющих и жаропрочных сталей в зоне низких скоростей резания и сдвигает вправо ниспадающую часть кривой H=f(V) что объясняется снижением температуры резания и связанное с этим смещение области наростообразования.

Рис. 3 - Зависимость шероховатости поверхности от подачи при точении сплава ЭП487 резцами ВК8	Рис. 4 - Зависимость шероховатости поверхности от подачи при точении стали ЭИ654 резцами ВК8
Рис. 5 - Зависимость шероховатости поверхности от скорости резания при точении стали ЭИ654 резцами ВК8	Рис. 6 - Зависимость шероховатости поверхности от подачи при точении сплава ОТ-4 резцами ВК8

Зависимость шероховатости поверхности от подачи и глубины резания при обработке нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов такая же, как и при обработке обычных сталей.

В процессе работы было проведено большое количество экспериментов по установлению влияния новых смазочно-охлаждающих жидкостей - эмульсий НГЛ-2О5 и СДМ'у - на шероховатость обработанной поверхности и величины сил резания. Однако, сколько-нибудь значительного преимущества этих жидкостей перед эмульсией Э-2 выявить не удалось.

Литература

1. Латышев В.Н. Исследование физических сторон действия смазочно-охлаждающих жидкостей в процессе резания различных металлов / Сборник: Вопросы применения СОЖ при резании металлов. – Иваново, 1965. – 109 с.

2. Режимы резания труднообрабатываемых материалов. Справочник. Гуревич Я.Л., Горохов М.В., Захаров В.И. и др. 2-е изд. – М.: Машиностроение, 1986. – 240 с., ил.

3. А. М. Тихонцов, С. И. Чухно, А. Н. Коробочка. Тепловые процессы при механической обработке металлов резанием. – М.: Высшая школа, 1992. – 288 с.