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石墨机械加工的主要发展方向及加工技术

作者: 点击:33 发布时间:2020-08-21

石墨是一种常见的非金属材料,呈黑色,具有耐高低温性、超卓的导电导热性、超卓的润滑性和安稳的化学特性;导电性好,可用做电火花加工中的电极。与传统的铜电极比较,石墨具有耐高温、放电耗费小、热变形小等许多优势,在精密凌乱件以及大规范电极加工方面表现出更好的适应性,已逐步替代铜电极成为电火花加工电极的干流。其他,石墨耐磨材料能在高速、高温、高压的条件下运用,不需求润滑油,许多设备广泛选用石墨材料制成的活塞杯,密封圈和轴承等。 

石墨机械加工的主要发展方向及加工技术

现在石墨材料在机械、冶金、化工、国防等领域都得到广泛的运用,石墨零件品种较多、零件结构较凌乱、规范精度及表面质量要求较高,国内针对石墨机械加工的研讨尚不行深化,国产石墨加工机床也相对较少。国外石墨加工首要选用石墨加工中心进行高速加工,现在已成为石墨机械加工的首要开展方向。

本文首要从以下几个方面分析了石墨的机械加工技术及加工机床。

①石墨机械加工功用分析; 

②石墨常用加工工艺办法; 

③加工石墨中常用刀具及切削参数; 


石墨切削加工功用分析


石墨归于非均质结构的脆性材料,石墨加工是通过石墨材料的脆性开裂生成不连续的切屑颗粒或粉末来结束的。针对石墨材料的切削机理,国内外学者做了许多研讨,国外学者以为石墨切屑构成进程大致是在刀具切削刃与工件接触时,刀尖处有揉捏破碎,构成纤细切屑和纤细凹坑,并发生了一条裂纹,裂纹会向刀尖前下方延伸扩展,构成开裂凹坑,工件的一部分因刀具推进发生破碎,构成切屑。国内学者以为石墨颗粒极点微细,刀具切削刃的刀尖圆弧较大,因此切削刃的效果类似于揉捏,刀具———工件接触区的石墨材料受刀具前刀面及刀尖部分的揉捏效果,发生脆性开裂,然后构成崩碎切屑。

石墨机械加工的主要发展方向及加工技术

石墨加工进程中,因为工件圆角或旮旯处切削方向的改动、机床加速度的改动、刀具切入和切出的方向和角度改动、切削振荡等原因,对石墨工件构成必定冲击,导致石墨件边角脆性崩碎、刀具磨损严峻等问题。尤其在加工棱角以及薄窄筋类石墨件时,更简单发生工件的崩角和碎裂,这也成为石墨机械加工的一个难点。

石墨切削加工工艺

石墨材料的传统机械加工办法有车削、铣削、磨 削、锯削等,但都只能结束形状简略、精度不高的石墨件加工。跟着石墨高速加工中心、刀具以及相关配套技术的快速开展和运用,这些传统加工办法现已逐步被高速加工技术所替代。实践标明: 因为石墨的硬脆特性,在加工时刀具磨损较为严峻,因此,建议运用硬质合金或金刚石涂层的刀具。

切削加工工艺办法

因为石墨粉具有特别性,为结束石墨零件的高质量加工,有必要选用相应的工艺办法来确保。石墨材料粗加工时,刀具可直接在工件上进刀,选用相对较大的切削参数; 精加工时为防止崩碎的发生,常常选用运用耐磨性好的刀具,减小刀具的切入量,并确保切削刀具的螺距切入量小于刀具直径 1 /2,加工两头部时进行减速加工等工艺办法。

切削加工时还需求合理安排走刀道路,在加工内外形概括时,应尽或许选用盘绕等高切削,可使得被切削部分受力部位一向比较厚、强度比较高,防止工件开裂。在加工平面或槽时,尽或许挑选斜线或螺旋进刀; 防止在零件作业面上构成岛屿,防止在作业面上切离工件。

其他,切削方式也是影响石墨切削加工的重要要素,顺铣时的切削振荡小于逆铣的切削振荡,顺铣时的刀具切入厚度从最大减小到零,刀具切入工件后不会呈现弹刀现象,故一般石墨加工挑选顺铣。

在加工结构凌乱的石墨工件时,除了要按以上的考虑优化加工工艺外,还要依据详细的状况选用一些特其他办法,以达到的切削效果。

石墨机械加工的主要发展方向及加工技术

切削加工刀具

石墨高速加工中,因为石墨材料的硬度、切屑构成的断续性以及高速切削特性的影响,切削进程中构成交变切削应力并发生必定的冲击振荡,刀具简单发生前刀面和后刀面的磨损,严峻影响刀具的运用寿命,因此石墨高速加工用的刀具要求具有较高的耐磨损性和抗冲击性。

金刚石涂层刀具具有高硬度、高耐磨性、摩擦系数低一级利益,现在金刚石涂层刀具是石墨加工的挑选。

石墨加工刀具还需求挑选合适的几何角度,这样有助于减小刀具的振荡、行进加工质量,而且能够下降刀具磨损。德国学者对石墨切削机理研讨显现,石墨切削进程中石墨去除和刀具前角有密切关系。负前角切削增加了压应力,有利于促进材料的破碎,行进了加工功率,一起防止发生大规范的石墨碎片。

石墨高速切削的常用刀具结构类型有立铣刀、球头刀和圆角铣刀。立铣刀一般首要用于平面和形状比较简略的曲面加工,球头铣刀是加工曲面的抱负刀具,而圆角铣刀兼有球头刀和立铣刀的特点,对曲面和平面都可进行加工。

切削参数

石墨高速切削时选用合理的切削参数关于工件加工质量、功率的行进有着重要的含义,因为石墨高速加工的切削进程十分凌乱,挑选切削用量和加工战略时,需求考虑工件结构、机床特性、刀具等多方面要素,这首要依托许多的切削加工实验。

关于石墨材料,在粗加工进程中需求挑选高转速、快速进给、大吃刀量的切削参数,能够有用行进加工功率; 但因为石墨在加工进程中易发生崩角现象,尤其在棱边等方位易构成锯齿状,在这些部位应适当下降进给速度,不宜大吃刀量。

石墨机械加工的主要发展方向及加工技术

关于薄壁结构石墨件,简单发生边角崩碎的原因首要是由切削冲击、让刀和弹刀以及切削力动摇所构成。下降切削力能够削减让刀和弹刀,行进薄壁结构石墨件的表面加工质量,减小边角崩碎和折断。

石墨高速加工中心的主轴转速一般较大,在机床主轴功率答应的前提下,选取较高的切削速度,可有用地下降切削力,加工功率也可得到显著行进; 在选定主轴转速的状况下,每齿进给量应与主轴转速相适应,以防止进给太快吃刀量大构成崩刃现象。一般石墨切削加工在石墨专用机床上进行,机床转速一般为 3000 ~ 5000r /min,进给速度一般为 0. 5 ~ 1m /min,粗加工时挑选相对低的转速,精加工时挑选高的转速。关于石墨高速加工中心来说,机床转速较高,一般挑选在 10000 ~20000r /min 之间,进给速度一般在 1 ~ 10m /min 之间。