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高性能石墨材料的高速加工特点

来源:本站原创 点击:38 时间:2022-9-27
  

石墨的传统加工方法有车、铣、磨、锯等,但都只能实现形状简单、精度不高的电极加工。随着石墨高速加工中心、刀具以及相关配套技术的发展和推广应用,这些传统加工方法已逐渐被高速加工技术所取代。高性能石墨材料的高速加工特点。

    刀具磨损严重。高速铣削时产生的石墨切屑通常为颗粒状微细粉尘,这些粉尘即使有强力的吸尘系统也非常容易散落、堆积和粘附在前后刀面及已加工表面上,与被加工石墨材料一同对切削刀具产生剧烈的摩擦作用,因此石墨切削加工的刀具磨损和破损非常严重。通常,由刀具磨损所产生的刀具成本占总加工成本的1/3以上,同时导致工件尺寸精度和表面品质不易得到保证。
    切削力小。石墨材料的晶体结构存在空位、位错和杂原子等微晶缺陷,使石墨材料的实际强度大大低于其理论强度,切削加工时,石墨材料在外加局部应力作用下容易产生微裂纹,或由于材料内部或表面缺陷的存在而产生微裂纹,裂纹在较小的应力下可扩展使材料破碎而成为切屑,石墨高速加工时的切削力比较小。
    切削力具有波动性。石墨材料具有脆性,室温下拉伸不存在塑性变形阶段,而是在很小的弹性变形后立即产生脆性断裂,脆性断裂破坏特性是石墨切削力具有波动性的主要原因。此外,石墨材料的结构组成不均匀并存在显微缺陷,这也使得石墨切削变得不稳定,导致了切削力的波动性。用于石墨高速加工的刀具必须具有良好的抗冲击振动性能。
    石墨材料加工难以获得光滑的已加工表面。切削加工石墨材料时,刀具对被加工石墨表面并不是单纯的剥离作用,而是对材料表面的组织结构产生冲击、压碎和剥离等作用,因此石墨切削加工产生的是大小不同的崩碎颗粒碎屑,而不是切削金属材料时呈现塑性流动的带状切屑,且已加工表面凹凸不平。
    石墨电极易发生边角崩碎。高性能石墨为脆性材料,加工过程中由于表面圆角或拐角处铣削方向的改变、机床加速度的突然变化、刀具切入和切出的方向和角度、极其微小的切削振动、刀具磨损和破损等,均可能导致刀具对石墨电极产生冲击载荷,使其发生边角脆性崩碎。
    切削过程中产生大量的石墨粉尘。石墨粉尘不仅污染环境,影响操作人员的健康,而且会对机床部件产生一定的磨损,因此切削石墨电极的机床必须安装高效的吸尘设备。
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