高性能石墨材料的高速加工特點(diǎn)

石墨的傳統(tǒng)加工方法有車、銑、磨、鋸等，但都只能實(shí)現(xiàn)形狀簡(jiǎn)單、精度不高的電極加工。隨著石墨高速加工中心、刀具以及相關(guān)配套技術(shù)的發(fā)展和推廣應(yīng)用，這些傳統(tǒng)加工方法已逐漸被高速加工技術(shù)所取代。高性能石墨材料的高速加工特點(diǎn)。

刀具磨損嚴(yán)重。高速銑削時(shí)產(chǎn)生的石墨切屑通常為顆粒狀微細(xì)粉塵，這些粉塵即使有強(qiáng)力的吸塵系統(tǒng)也非常容易散落、堆積和粘附在前后刀面及已加工表面上，與被加工石墨材料一同對(duì)切削刀具產(chǎn)生劇烈的摩擦作用，因此石墨切削加工的刀具磨損和破損非常嚴(yán)重。通常，由刀具磨損所產(chǎn)生的刀具成本占總加工成本的1/3以上，同時(shí)導(dǎo)致工件尺寸精度和表面品質(zhì)不易得到保證。

切削力小。石墨材料的晶體結(jié)構(gòu)存在空位、位錯(cuò)和雜原子等微晶缺陷，使石墨材料的實(shí)際強(qiáng)度大大低于其理論強(qiáng)度，切削加工時(shí)，石墨材料在外加局部應(yīng)力作用下容易產(chǎn)生微裂紋，或由于材料內(nèi)部或表面缺陷的存在而產(chǎn)生微裂紋，裂紋在較小的應(yīng)力下可擴(kuò)展使材料破碎而成為切屑，石墨高速加工時(shí)的切削力比較小。

切削力具有波動(dòng)性。石墨材料具有脆性，室溫下拉伸不存在塑性變形階段，而是在很小的彈性變形后立即產(chǎn)生脆性斷裂，脆性斷裂破壞特性是石墨切削力具有波動(dòng)性的主要原因。此外，石墨材料的結(jié)構(gòu)組成不均勻并存在顯微缺陷，這也使得石墨切削變得不穩(wěn)定，導(dǎo)致了切削力的波動(dòng)性。用于石墨高速加工的刀具必須具有良好的抗沖擊振動(dòng)性能。

石墨材料加工難以獲得光滑的已加工表面。切削加工石墨材料時(shí)，刀具對(duì)被加工石墨表面并不是單純的剝離作用，而是對(duì)材料表面的組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沖擊、壓碎和剝離等作用，因此石墨切削加工產(chǎn)生的是大小不同的崩碎顆粒碎屑，而不是切削金屬材料時(shí)呈現(xiàn)塑性流動(dòng)的帶狀切屑，且已加工表面凹凸不平。

石墨電極易發(fā)生邊角崩碎。高性能石墨為脆性材料，加工過程中由于表面圓角或拐角處銑削方向的改變、機(jī)床加速度的突然變化、刀具切入和切出的方向和角度、極其微小的切削振動(dòng)、刀具磨損和破損等，均可能導(dǎo)致刀具對(duì)石墨電極產(chǎn)生沖擊載荷，使其發(fā)生邊角脆性崩碎。

切削過程中產(chǎn)生大量的石墨粉塵。石墨粉塵不僅污染環(huán)境，影響操作人員的健康，而且會(huì)對(duì)機(jī)床部件產(chǎn)生一定的磨損，因此切削石墨電極的機(jī)床必須安裝高效的吸塵設(shè)備。