Класифікація різальних інструментів
Різання проводять на верстатах за допомогою спеціальних інструментів,
які поділяють на одно- та багатолезові.
1. Однолезові інструменти. Вони мають по одному різальному лезу. Такі інструменти використовують в процесі точіння та стругання, їх називають різцями.
Токарні різці залежно від виду роботи, яку вони виконують, поділяють на прохідні (для чорнової та чистової роботи), підрізні, відрізні, розточні, різьові (для нарізання зовнішньої та внутрішньої різі) та фасонні.
За напрямом подання токарні різці поділяють на праві та ліві.
2. Багатолезові інструменти. Вони мають більше одного різального леза – це свердла, зенкери, розвертки, мітчики, плашки, фрези, протяжки, шліфувальні круги тощо.
Свердла – це інструменти, за допомогою яких роблять отвір у суцільному матеріялі. Свердла поділяють на спіральні, кільцеві та ін.
Спіральні свердла – найпоширеніші інструменти для свердління отворів, їх виготовляють діяметром 0,1-80 мм.
Якщо глибина отворів перевищує 30 мм, використовують спеціальні свердла.
Для виготовлення наскрізних отворів діяметром понад 80 мм використовують кільцеві свердла, складовою яких є порожнистий корпус (рис. 95). На торцевій частині корпуса 1 закріплені пластинки, які вирізають у заготівці кільцевий канал. Після свердління таким інструментом крім стружки залишається циліндричний стрижень 2, з якого можна виготовляти дрібні деталі. Отже, кільцеві свердла вигідно відрізняються від інших, оскільки руйнується значно менше матеріалу, в 3-4 рази вища продуктивність різання.
Зенкери за конструкцією нагадують свердла. Різниця полягає в тому, що вони не мають поперечного леза, а різальних лез – понад два.
Зенкерами оброблюють отвори, отримані литтям, куванням, штампуванням або свердлінням. Після зенкерування отвори мають точніші розміри і меншу шорсткість поверхні.
Розвертки це – інструменти, за допомогою яких підвищують точність розмірів і зменшують шорсткість поверхні отворів, отриманих свердлінням і зенкеруванням. Розвертки бувають ручні, машинні та ін.
Мітчики та плашки використовують для нарізування різі. Мітчиками нарізують різі в отворах (наприклад, у мутрі), плашками – на валах (наприклад, на прогоничах).
Різь часто застосовують у машинобудуванні для з'єднання деталей між собою та для передачі руху.
Фрезами оброблюють плоскі, фасонні та інші поверхні.
Найчастіше використовують циліндричні, торцеві, дискові, відрізні, фасонні та інші типи фрез.
Протяжки виготовлені переважно у вигляді стрижня, на поверхні якого розташовані зубці. Кожний зубець має різальне лезо. Висота кожного наступного зубця перевищує висоту попереднього. Загальний припуск зрізується за один робочий хід інструмента.
Протяжками оброблюють отвори різної форми та зовнішні поверхні. Залежно від форми майбутнього отвору або зовнішньої поверхні виготовляють круглі, шліцьові, шестигранні тощо протяжки. Один зубець протяжки зрізає шар матеріялу товщиною 0,02-0,24 мм.
Шліфувальні круги складаються з абразивних частинок, з'єднаних зв'язкою. Кожна частинка зрізує дуже тоненьку стружку. А оскільки їх багато, швидкість різання велика, відповідно велика й продуктивність різання. Різальні властивості шліфувальних кругів визначаються властивостями абразивного матеріялу, з якого виготовлені вони.
Для виготовлення шліфувальних кругів використовують абразивні матеріяли (електрокорунд, карборунд, алмаз тощо) і зв'язку (вогнетривка глина, тальк, кварц, розчин скла тощо; бакеліт, основою якого є фенолформальдегідна смола та інші речовини).
Форма шліфувальних кругів різна.
Плоскі круги призначені для зовнішнього круглого шліфування; чашкової ферми – для шліфування площин, а тарілчастої – для загострення фрез, розверток, мітчиків тощо.
Перед встановленням шліфувальні круги перевіряють на відсутність тріщин, простукуючи їх дерев'яним молоточком. Великі вимоги ставлять до закріплення кругів. Недотримання цих вимог спричиняє нещасні випадки та аварії.
Схема процесу різання та види стружки
Першим дослідником процесу різання та утворення стружки був І.А.Тіме, який опублікував свої праці ще в 1870 Р. Основи різання залишаються незмінними незалежно від того, яким інструментом (різцем, свердлом, фрезою тощо) виконується різання.
На (рис. 96,а) показано схему процесу різання. Різець, який переміщується в напрямі стрілки під дією сили F заглиблюється в заготівку, стискаючи розташований перед ним шар матеріялу, внаслідок чого в зрізуваному шарі утворюються значні напруження, які зумовлюють пружну та пластичну деформації.
Коли створені у цьому шарі напруження перевищать міцність матеріялу, елемент стружки 1 зсунеться по площині АВ. З оброблюваною поверхнею ця площина утворює кут  , який називають кутом зсуву,  .
Переміщуючись далі, різець передньою поверхнею послідовно стискає та зсуває наступні об'єми зрізуваного шару, що спричинює утворення елементів стружки 2, ..., 9 і т. д , які також будуть відокремлені під кутом   від основного матеріялу (рис. 96,6).
Вид стружки залежить від властивостей матеріялу, з якого виготовлена заготівка, режиму різання та геометрії різальної частини інструмента.
У процесі різання пластичних матеріялів утворюється зливна стружка – довга стрічка, окремі елементи якої явно не виражені.
Стружка сколювання утворюється у більшості випадків у процесі різання м'яких конструкційних матеріалів у разі малих швидкостей різання.
Під час різання крихких матеріялів, наприклад чавуну, бронзи, утворюється стружка надлому, яка складається з окремих елементів.

Елементи режиму різання
До основних елементів режиму різання належать глибина різання, величина подачі та швидкість різання. Розглянемо їх на прикладі точіння.
Глибиною різання (t) називають товщину шару матеріялу, який зрізують за один прохід (мм),
Її визначають як відстань між оброблюваною й обробленою поверхнями, виміряну перпендикулярно до осі заготівки:
,
де D, d – діяметер відповідно початкової заготівки та обробленої заготівки за один прохід різця.
Подачею (S) називають віддаль, на яку перемістився різець в напрямі руху подачі за час, поки заготівка зробить один оберт.
Швидкість різання (V) – це швидкість головного руху. Її вимірюють довжиною шляху, який проходить точка, що лежить на оброблюваній поверхні заготівки, відносно різальної кромки інструменту за одиницю часу. Швидкість різання визначають за формулою:

де D, d – діяметер заготівки, мм;
n – частота обертання заготівки.
Режим різання визначають глибиною різання, подачею та швидкістю різання. Його вибирають таким, який би давав найбільшу продуктивність різання. У першу чергу, вибирають глибину різання, виходячи з припуску на різання. Прагнуть увесь припуск зрізати за один прохід. Потім вибирають величину подачі, враховуючи вимоги до точності розмірів і шорсткості поверхні, та вибирають швидкість різання, яка має бути максимальною за вибраних глибини різання та величини подачі.
Вибираючи швидкість різання, враховують потужність двигуна верстата та стійкість інструменту.
Стійкістю інструменту називають час його роботи від загострення до загострення при певному режимі різання.
Цю величину вимірюють у хвилинах і вона залежить від матеріялу заготівки, матеріялу інструменту, режиму різання тощо.
Стійкість інструмента впливає на продуктивність і вартість різання. Чим більша стійкість інструмента, тим менша вартість різання.
Дані про стійкість різних інструментів наведені в довідниках. Так стійкість токарних різців, виготовлених із швидкорізальної сталі, становить 30-60 хв., а з твердих сплавів – 40-90 хв., стійкість циліндричних фрез – 180-240 хв.

Мастильна-охолодні рідини та способи їх подання до зони різання
У процесі різання металів близько 95% механічної роботи, деформації та тертя перетворюється в теплоту, яка розподіляється між стружкою, заготівкою та інструментом. Чим більше теплоти поглине стружка, тим менше залишиться для заготівки та інструмента. Відповідно розміри деталі будуть точнішими, а інструмент довговічнішим.
Щоб зменшити температуру в зоні різання, використовують мастильно-охолодні рідини (МОР). Використання МОР дає змогу збільшити швидкість різання та зменшити шорсткість обробленої поверхні.
І. Мастильно-охолодні рідини. Їх поділяють на дві основні групи: охолодні та мастильні.
1. Охолодні рідини. До них належать водні та мастильні емульсії тощо. Найкращу охолодну здатність мають водні емульсії.
Водні емульсії виготовляють розчиненням у воді мила та інших речовин. Додавання до води кальцинованої соди, мила, бури, нітрату натрію поліпшує змочення поверхні заготівки водою і сприяє утворенню оксидних плівок на поверхні виробів, які захищають останні від корозії.
Мастильні емульсії отримують додаванням до води 1,5-10% мінеральних мастил. Щоб запобігти злиттю крапель мастил у суцільний шар-плівку на поверхні води, до мастильних емульсій додають емульгатори.
Мастильні емульсії є проміжними між охолодними та мастильними рідинами.
2. Мастильні рідини. Найчастіше використовують мінеральні мастила з додаванням до 30% олії. Для покращення мастильних властивостей замість олії додають олеїнову кислоту, сірку, гас тощо. Мастильні рідини мають добру мастильну здатність, але погану охолодну.
Різні способи різання потребують різний МОР.
У процесі чорнового різання міцних сталей використовують емульсії. У ході чистового різання та за малих Швидкостей різання (розвертання, протягування нарізання різі тощо) використовують мастильні рідини.
II. Способи подання МОР до зони різання. Ефективність використання МОР залежить від способу подавання її до зони різання. Найпростішим способом охолодження є подання МОР потоком згори на шар металу, що зрізується. Проте цей спосіб малоефективний, оскільки МОР охолоджує стружку, а не інструмент. Крім того, витрати МОР становлять 1,33·10-4–2·10-4 м3·с-1.
Досконалішим способом є подавання МОР до зони різання під тиском до 3 МПа. Цей спосіб подавання МОР підвищує стійкість різця в кілька разів і зменшує витрати МОР до 1,10·10-5–6,66·10-5 м3·с-1.
Відомі також інші способи подавання МОР до зони різання, наприклад розпиленням.
Для охолодження крім рідин використовують гази (азот, стиснене повітря, вуглекислоту тощо). Проте використовують їх обмежено.

Продуктивність різання та шляхи її поліпшення
Продуктивність різання визначають кількістю заготівок, оброблених, за певний час (годину, зміну тощо).

де Т, Tk – час оброблення відповідно однієї ma k заготівок.
Щоб збільшити продуктивність різання, необхідно зменшити припуск на різання, збільшити швидкість різання, запровадити автоматизацію верстата, застосувати швидкодіючі пристрої тощо. Щоб зменшити припуск на різання треба виготовляти заготівки способами точного лиття та тиску.
Основним джерелом збільшення швидкості різання довший час було використання теплостійких матеріялів для виготовлення інструментів та використання МОР. Тепер запроваджують автоматизацію верстатів, застосовують швидкодіючі пристрої, багатопозицйні різцетримачі, автоматизацію вимірювань тощо.