Одним из перспективных направлений развития кораблестроения XXI в. является освоение различных полимерных композиционных материалов (ПКМ) для изготовления как отдельных деталей узлов и механизмов, так и корпусов различных судов.    В настоящее время в судостроении и кораблестроении всё большее применение находят ПКМ, такие как стеклопластики, углепластики и др. Каждый из этих материалов занимает сегодня свою нишу применения в судостроении, однако, следует отметить, что эти ниши постоянно развиваются и увеличиваются.              ПКМ обеспечивают в силовых конструкциях высокую эксплуатационную надежность и долговечность, что весьма актуально как в судостроении и авиации, так и в строительной индустрии (мостовые сооружения), энергетике и др. Высокотехнологичные ПКМ всё больше начинают замещать металл в различных областях промышленности.  По использованию и применению ПКМ, в настоящее время, судостроение занимает одно из ведущих мест.  Композиционный материал – это конструкционный материал (пластик) армированный борными, углеродными, стеклянными волокнами, жгутами или тканями на их основе.          Используемая матрица в ПКМ обеспечивает связь армирующего материала, а также передачу и распределение напряжения в его объеме. Армирующие наполнители (тонкие непрерывные волокна, нити, ткани, жгуты) несут на себе основные нагрузки, обеспечивают физико-механические характеристики материала: высокую прочность и жесткость в направлении ориентации волокон. Так, например, углепластики в шесть раз прочнее титана, при этом, в пять раз легче высокопрочной стали и в 1,5…2,0 раза легче алюминия. При этом они практически не подвержены коррозии. Сегодня углепластики уже широко применяются не только для изготовления корпусов кораблей и обшивки самолетов-невидимок, но тормозных дисков, подшипников скольжения, деталей двигателей и турбин, различных корабельных надстройках, что позволяет значительно облегчить конструкцию, повысить теплоизоляцию наружных стенок и т.п.    Как показывает практика, большинство деталей из ПКМ, полученных прессованием, не соответствует классу точности достаточному для машиностроения и судостроения. Необходимы отделочные операции в виде их лезвийной механической обработки.    Обрабатываемость большинства ПКМ, значительно отличается от обработки металлов и вызывает определенные трудности. Теплопроводность ПКМ значительно ниже теплопроводности металлов. Поэтому, теплота, которая выделяется в процессе резания, концентрируется главным образом в инструменте, что отрицательно сказывается на его работоспособности (стойкости). Малая температура размягчения пластмасс (основы ПКМ) в условиях резания (температура в зоне обработки достигает 150 °С) часто является причиной образования задиров («разлохмачивания») на обработанной поверхности изделия. В связи с изложенным можно сделать вывод, что для эффективности механической обработки ПКМ необходимо определить наиболее эффективный инструментальный материал, геометрию режущего инструмента и режимы резания.Рассматривая механические свойства пластмасс, как конструкционный материал, можно условно подразделить их на три группы:‒ пластмассы малой прочности (фенопласты, фенолиты, аминолиты и др.), имеющие предел прочности около 50 МПа;‒ пластмассы средней прочности: слоистые пластики, изготовленные из бумаг (гетинакс), хлопчатобумажной ткани (текстолит) и древесно-слоистые пластики (ДСП). ДСП и текстолит по прочности близки к литым алюминиевым сплавам, а удельная прочность их выше;‒ высокопрочные пластики, например ПКМ, состоящие из полимера, армированного стекло-волокном, углеволокном, углетканью, арамидом пр. Наиболее распространенными полимерам в этой группе являются фенолоформальдегидные, эпоксидные и полиэфирные смолы.Свойства композиционных материалов зависят от состава компонентов, их сочетания, количественного соотношения и прочности связи между ними. На основе графитосодержащих материалов созданы различные по составу и свойствам ПКМ, которые получили название углепластики. Свойства некоторых, наиболее часто применяемых углепластиков приведены в табл. 1.Табл. 1Механическая обработка пластмасс, в частности получение высокой точности и требуемого качества поверхности (малой высоты шероховатости), затрудняется вследствие неоднородности материала, неодинаковой твердости их основных частей (смолы и наполнителя). При работе резцами с относительно большим радиусом округления режущей кромки, что имеет место при резании ПКМ твердых сплавов и, особенно, твердых сплавов с покрытиями, таких как TiN и др., а так же с алмазоподобными покрытиями, точность и качество обработки не всегда отвечают заданным требованиям, вследствие упругой деформации ПКМ и явления «разлохмачивания» на обработанной поверхности, а также значительным износом по задней поверхности режущего инструмента.Процесс структурообразования при обработке ПКМ наиболее зависит от ориентации волокна и значения переднего угла резания, а также материала волокна и материала матрицы. Угол ориентации волокна определяется по направлению движения часовой стрелки с учётом направления резания. Износ резцов из различных инструментальных материалов при токарной обработке ПКМ приведен в табл. 2.Табл. 2Как показали выполненные исследования, основными механизмами износа при лезвийной обработке ПКМ являются абразивное истирание и выкрашивание режущей кромки. При обработке углепластиков со скоростью резания до 200 м/мин зафиксирована температура 200…280 °С, а при обработке стеклопластиков с той же скоростью резания зафиксирована температура до 400 °С. Это позволяет исключить возможность доминирования химического износа, хотя полностью его исключить нельзя.Влияние времени обработки и скорости резания на износ режущего инструмента, оснащенного различными инструментальными материалами, приведено в табл. 3 и 4, а в зависимости от пути резания ‒ в табл. 5.Табл. 3Табл. 4Табл. 5Наиболее рациональной скоростью резания при обработке ПКМ инструментом  из твёрдого сплава с алмазоподобным покрытием является скорость v = 100…120 м/мин. При увеличении скорости свыше 150 м/мин возрастают составляющие силы резания и температура в зоне обработки, что приводит к интенсивному отслаиванию алмазоподобного покрытия и резкому увеличению износа инструмента.Как известно, срок службы инструмента (по Тейлору) зависит от скорости резания: v · T n  = C, где  v – скорость резания, м/мин; T – срок службы инструмента, в мин; n и С – эмпирические константы.Значения эмпирических констант n и C для различных пар инструмент – заготовка при токарной обработке приведены в табл. 6. Табл. 6Рекомендуемые геометрические параметры режущей части резцов, применяемых для обработки углепластиков, приведены в табл. 7. Табл. 7 Как показали результаты выполненных исследований, наиболее эффективными при обработке ПКМ являются инструменты, оснащенные АСПК (алмаз синтетический) и КНБ (кубический нитрид бора).Допустимые величины износа резцов из АСПК и КНБ при обработке углепластиков, при начальном радиусе округления режущей кромки ρ = 2…3 мкм, составляют:для АСПК:‒ черновая обработка hз = 0,1…0,2 мм; Rz = 40…10 мкм;‒ чистовая обработка hз = 0,08…0,1 мм; Ra =0,8…1,4мкм.для КНБ (эльбор-Р и эльбор-РМ):‒ черновая  обработка hз = 0,15…0,3 мм; Rz = 10…40 мкм;    ‒ чистовая  обработка hз = 0,06…0,1 мм; Ra = 0,8…1,2 мкм.ВыводыНа основании приведенных данных можно сделать следующие выводы:1. При предварительной обработке ПКМ можно использовать инструменты из твердого сплава с покрытиями типа TiN и другими, хотя эффективность обработки и не является оптимальной.2. Применение твердосплавного инструмента с алмазподобным покрытием ещё менее эффективно, вследствие его высокой стоимости и недостаточной стойкости из-за отслаивания покрытия.3. Наиболее эффективным является использование режущего инструмента, оснащенного алмазом (АСПК) или кубическим нитридом бора (КНБ) как на черновых, так и на чистовых операциях.