高性能石墨材料的高速加工有什么特點?
石墨的傳統(tǒng)加工方法有車、銑、磨、鋸等,但都只能完成形狀簡略、精度不高的電極加工。跟著石墨高速加工中心、刀具以及相關(guān)配套技術(shù)的開展和推廣應(yīng)用,這些傳統(tǒng)加工方法已逐步被高速加工技術(shù)所取代。
刀具磨損嚴峻。高速銑削時產(chǎn)生的石墨切屑一般為顆粒狀微細粉塵,這些粉塵即便有強力的吸塵系統(tǒng)也非常簡略散落、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切削刀具產(chǎn)生劇烈的沖突作用,因此石墨切削加工的刀具磨損和破損非常嚴峻。一般,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,一同導(dǎo)致工件尺寸精度和表面質(zhì)量不易得到保證。
切削力小。石墨材料的晶體結(jié)構(gòu)存在空位、位錯和雜原子等微晶缺陷,使石墨材料的實際強度大大低于其理論強度,切削加工時,石墨材料在外加局部應(yīng)力作用下簡略產(chǎn)生微裂紋,或因為材料內(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)力下可擴展使材料破碎而成為切屑,石墨高速加工時的切削力比較小。
切削力具有波動性。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當(dāng)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)致了切削力的波動性。用于石墨高速加工的刀具必須具有杰出的抗沖擊振動功能。
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,刀具對被加工石墨表面并不是單純的剝離作用,而是對材料表面的組織結(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呈現(xiàn)塑性流動的帶狀切屑,且已加工表面凹凸不平。
石墨電極易產(chǎn)生邊角崩碎。高功能石墨為脆性材料,加工過程中因為表面圓角或角落處銑削方向的改動、機床加速度的遽然變化、刀具切入和切出的方向和視點、極其細微的切削振動、刀具磨損和破損等,均或許導(dǎo)致刀具對石墨電極產(chǎn)生沖擊載荷,使其產(chǎn)生邊角脆性崩碎。
切削過程中產(chǎn)生很多的石墨粉塵。石墨粉塵不僅污染環(huán)境,影響操作人員的健康,并且會對機床部件產(chǎn)生一定的磨損,因此切削石墨電極的機床必須裝置高效的吸塵設(shè)備。