石墨CNC加工技術交流

石墨CNC加工技術交流

石墨應用問題及解決（jué）方案（àn）



圖1 加工過程中的崩角（jiǎo）示意圖 圖2 粗加工餘量設置方式

如圖2中的加工餘量設置，頂麵精加工的切削量為0.2（精加工餘量）～0.35（含放電間隙量）mm。按實際加工經驗數據統計，此種情（qíng）況精加工可造成的崩角範圍約為1.2倍加工切（qiē）削量，即0.25～0.4mm。也就是說，側邊餘量不能小於（yú）0.5mm。考慮（lǜ）到粗加工的崩角可能帶來（lái）的影響，一般采用（yòng）軸向餘量0.2mm，徑向餘量0.6～1mm的餘量設定（dìng）。根據實際生產的驗證，此種（zhǒng）方式的（de）加（jiā）工有效地（dì）避免了因崩角的範圍過大而影響到加工電極的表麵有崩角發（fā）生的情況。

根據具體的電極情況，各方向的餘量設置（zhì）方式有所區別，需根據實際情（qíng）況（kuàng）而定。如薄片電極製作時，側邊的餘量要大於1mm；高度越大，側邊預留的餘量就越大。在精加工電極的基準麵時，為使崩角情況不影響電極的使用（yòng），則側邊的餘量設（shè）置可以和水（shuǐ）平麵的餘量設置相同。

由於精加工的要求，加工（gōng）精度較高時，對於餘（yú）量可以分（fèn）級設（shè）置(分為粗加工、半精加工和精加工)，以確保在加工過程中不會出現（xiàn）影響電極質量的瑕疵存在。

2．推薦加（jiā）工順序

以典型的薄片電極為例，電極（jí）加工過程的各步驟（zhòu）依次為：整體粗加工→精加工水平麵→精加工側麵→精加工基（jī）準水平麵（miàn）→精加工基準側麵。采用（yòng）這種過程方式，如果在加工水平麵過程中出現（xiàn）了崩角，在對側麵進行（háng）精加工時可（kě）以將崩角的部（bù）分切（qiē）削（xuē）掉，保（bǎo）證產（chǎn）品的表麵沒有明顯的瑕疵。控（kòng）製方式的關（guān）鍵是切（qiē）削深度、側邊留的餘量以及進給速度。

3．切削深度

由於石墨（mò）材料的特性因素，切削時的（de）切（qiē）削深（shēn）度對於加工（gōng）電極的質量有很大的（de）影響。如果切（qiē）削深度設置過大，在加工（gōng）過程中出現崩角的幾率會明顯增（zēng）大，並且電極的形位尺寸偏差也（yě）會增大；如（rú）果切削深度設置過（guò）小，在加工過程中出現崩角幾率會大幅降低，但加工時間則會成倍上升，綜合加工效率會有（yǒu）所降低。

根據目前多數石墨材料實際使用的反饋信息及實（shí）際的編程加工經驗（yàn），粗加工切削深度為2mm時，對電（diàn）極崩角的控製（zhì）和尺寸公差的控製均（jun1）有較好的（de）效果。在精加工時，各電極的具體情況不（bú）同（tóng），各電極可（kě）以根據實際情況對切削（xuē）深度分別設定。球頭刀具（jù）或帶有R角的刀具所加工的表麵狀況。對於頂麵為

水平麵或帶有一定斜度的（de）電極，在精加工（gōng）過程中頂麵的餘量（liàng）（軸向餘量及火花位（wèi））可以一次（cì）加工完（wán）。



4．推薦刀具

在石墨電極製作（zuò）的過程中，使（shǐ）用的刀具狀況直接影響到加工的崩角。根據機（jī）械加（jiā）工關於切削的（de）力（lì）學原理，如果（guǒ）刀具在切削（xuē）過程中不是有效地切削入石墨的解理麵，而是（shì）絕大多數情況下在加（jiā）工（gōng）表麵發生擠壓斷裂。這種情況下，加工的表麵粗糙度、崩（bēng）角狀況等都會影響被加工電極的質量。對此，良好的刀具起（qǐ）到了對切（qiē）削過程中的加（jiā）工質量進行（háng）控製的作用。

由於石墨材料自身特性的因素，在石墨加（jiā）工過程中，刀具成本占總成本的比例相（xiàng）當大。通過長期的試驗以及實（shí）際使用信息的反饋和收集。可（kě）以發現：普通鎢鋼刀的綜合（hé）成本高，金剛石塗層（céng）刀具的綜合成本低，硬質合金刀的綜合成本居中。因此，應盡量避免使用普（pǔ）通鎢鋼刀進行長時間連續（xù）切削，並且要（yào）密切關注（zhù）普通鎢鋼刀的損耗狀況；盡量使用（yòng）塗層刀具來進行長時間連續切削，尤其在進行精度較高的電極加工時，在條件允許的情況下，選擇金剛石塗層刀具；刀片式銑刀的實用性要比其他（tā）刀具的使用性能好，特別是（shì）刀具種類較（jiào）少時，刀具的實用性尤（yóu）為突出。

5．刀具切（qiē）入切出方式

刀具（jù）切入切出方式的（de）選擇需要考慮的因素比較多。如，刀具的損耗、崩角是否會發生等。經過長（zhǎng）期以來（lái）的試驗及（jí）材料使用數據反饋信息的收（shōu）集，總結有以下2點：

5.1 刀具切入

（1） 端銑刀整體下（xià）切（qiē）切入時，刀（dāo）具應盡量全部拉出切削區域，先進行無切削（xuē）作（zuò）用豎直下切，再進行水（shuǐ）平切入；應盡量避免使用有切削的豎直下切方式。在進行有切削作用的下切時，刀具的端麵刃口容易磨損。且在磨損後，刀具的切削情況變差，返修後刀具再次使用時精度較低。

（2） R角刀具或球頭刀具整體切入時，可采用有切削的斜向切入，而不必采用將刀（dāo）具全部（bù）拉出切削區域再進行下切的方式。一方（fāng）麵，可以改善球頭刀具某一（yī）點或某（mǒu）一段連續切削而導致隻（zhī）有一部分嚴重損耗的（de）狀況；另一方麵，可（kě）以節約大量（liàng）的刀具空行程時（shí）間。

（3） 切（qiē）入時適合采用切削量漸變的方式切入。如：刀具從材料外部水平切入，切入時刀具的切削量由零逐漸增加。采用水平直接切入方式，雖不會像金屬切削那樣發生“碰刀”等現象，但在刀具切入過程中會發生輕微的刀具彈性形變。常見的切入方式有圓弧方式和直線方式兩種：圓弧（hú）方式（shì）切入快，刀具的（de）空行程多，垂直表麵易發生段（duàn）差；直線斜向切入，切削力均勻增加，刀具空行程少，端（duān）銑刀刀具端（duān）部損耗快。



5.2 刀具切出

(1） 餘量控製是刀具切出時需（xū）要（yào）特別

關注的。切出點的餘量設置可以有效地降

低崩角的發生幾率（lǜ），減小崩角的範圍。在

粗加工時可以采用餘量設置（zhì）方（fāng）式，但在（zài）精

加工時，加工餘量為0。 為此，要通過對切入、切出點的控製來實現（xiàn），在

(2) 切出點控製。切出點（diǎn）的（de）控製（zhì）直接關係到崩角的發（fā）生幾率。原則上（shàng）應盡量避免在垂直端麵交（jiāo）匯處切出時，與切出方向（xiàng）垂直的側麵（圖1中A平麵）沒有切削餘量。參見圖1、圖3。

(3) 在圖1中，指示箭頭（tóu）顯示刀具的前進方（fāng）向；線條較粗的部分是（shì）必然會發生崩角（jiǎo）的部分。在加工過程中由於B平麵與（yǔ）刀路投影麵相互垂直，在（zài）切出時，B平麵上必然會發生崩（bēng）角；A平麵在初（chū）時，餘量已被切削（xuē），在刀（dāo）具切（qiē）出（chū）過程中，由（yóu）於A平麵已沒有餘量，切出過程必然發生崩角。可以（yǐ）改變刀（dāo）具的切入切出方式（shì），如圖（tú）3所示。在圖3中，箭頭線為（wéi）切入和切出方式指示線；切入和切出均在同一平麵內，並且有部分覆蓋的（de）範圍。這種方式在應用過程中，避免了崩角影響到加（jiā）工的電極表麵。在切入切（qiē）出過程（chéng）中，圓弧（hú）刀具的切削量漸變線斜度逐漸變小。