石墨材料的類型

石墨為典型的非均質脆性材料，高速銑削時產(chǎn)生的石墨切屑通常為顆粒狀微
細粉塵，即使有強力的吸塵系統(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重。通常，由刀具磨損所產(chǎn)生的刀具成本占總加
工成本的三分之一以上，同時也導致工件尺寸精度和表面質量不易得到保證。
石墨高速銑削加工過程中，由于下列原因，均可能對石墨工件造成切削沖擊，
導致石墨電極邊角脆性崩碎：(1)工件圓角或拐角處銑削方向的改變；(2)機床
加速度的突然變化：(3)刀具切入和切出的方向和角度變化；(4)斷續(xù)銑削加工
的切削振動：(5)刀具磨損和破損等。
目前，在我國石墨電極高速加工企業(yè)的實際生產(chǎn)過程中，對于工藝參數(shù)的選
擇主要還是依賴于編程人員的現(xiàn)場實踐經(jīng)驗。由于缺乏系統(tǒng)的石墨高速銑削工藝
技術理論做指導，因此很難針對不同的加工方式、刀具材料、工件材料和形狀等
特殊要求對高速銑削工藝參數(shù)做出及時合理的選擇，這也是制約石墨電極進一步
推廣與應用的關鍵因素之一。
因此，如何從基礎理論研究出發(fā)，探尋石墨加工刀具磨損機理和加工過程中
工件的破碎機制，合理選擇高速銑削工藝，實現(xiàn)低成本、高精度和高效率石墨加
工，是目前石墨加工中急需解決的重要應用基礎研究問題。
本文針對硬質合金微銑刀高速銑削石墨過程中出現(xiàn)的刀具磨損嚴重、石墨電
極邊角崩碎、刀具及其幾何參數(shù)選擇缺乏理論指導等問題，采用摩擦學、切削力
學和材料學等理論，以及在線攝影技術、材料微觀分析技術和測試分析技術，

通 過大量的正交切削實驗、高速銑削實驗和摩擦磨損實驗，深入研究了石墨正交切
削和高速銑削的切屑形成機理，提出了石墨切削機理模型，系統(tǒng)研究了石墨／硬質
合金副的滑動摩擦磨損和磨粒磨損行為，揭示了硬質合金刀具基體材料及涂層與
石墨的摩擦磨損機理，分析研究了刀具材料、幾何角度、工藝參數(shù)等對表面加工
質量、切削力和刀具磨損的影響，對石墨高速銑削工藝參數(shù)進行了優(yōu)選，

并在此基礎上實現(xiàn)了典型薄壁結構石墨電極的低成本高精度高效率加工。

這些研究對提 高石墨電極高速銑削的加工技術水平具有重要意義，也將為我國模具制造業(yè)的發(fā)

展帶來較大的推動作用和一定的經(jīng)濟效益。