石墨是生產生活中非常常見的黑色非金屬原料,密度相對較低,具有耐高溫、導電導熱、潤滑、化學穩定性、可塑性、抗熱震等優良性能。而且由于它屬于六方晶體,層間結合力弱,內部孔隙率大,抗拉強度低,石墨的機械加工性能非常好。
由于其優異的性能,石墨常用于制造石墨零件產品,如石墨電極、石墨模具、3D熱彎模具等。石墨模具零件結構復雜,精度要求高,質量要求嚴格,孔加工要求多。這些特點導致石墨制品加工中容易出現棱角鋸齒化、殘渣脫落、角落塌陷等問題,給加工帶來更多問題。
石墨材料是一種非均質脆性材料,宏觀硬度相對較小,夾具容易損壞參考表面,定位精度差,夾具誤差大;特別是一些細孔加工,產品精度要求高,內臺階孔加工困難;石墨產品多為模具零件,如石墨電極、3D熱彎模具等,產品一致性要求高。
細石墨臺階孔的加工質量直接影響下游產品的質量,嚴重影響其自身的使用壽命。因此,在加工前,需要從工藝方案、加工路線、夾緊方法和工藝參數等方面反復進行系統分析和優化設計。
制造細石墨臺階孔產品的難點在于鏜孔、排屑和同軸度控制。同軸度的加工誤差來源主要包括基準誤差、夾緊和校正誤差、機床定位誤差等。采用粗車外圓切割鉆孔半精車外圓鏜孔精車外圓的工藝路線。
此外,石墨刀具的正確選擇也直接決定了石墨產品加工的效率和質量。因此,要有效控制加工質量,必須選擇合理有效的石墨工具材料。
石墨模具電極孔的加工方法和刀具的選擇有很多種。以石墨電極為例,有鉆孔、銑孔、車孔、鏜孔等。每種加工方法不同,選擇的刀具也不同。
石墨制品鉆孔一般選用PCD鉆頭或華菱CVD金剛石涂層鉆頭。對于3mm以下的小孔加工,建議選擇CVD涂層鉆頭;對于大孔加工,建議使用PCD鉆頭。
石墨制品cnc銑孔加工,對于表面要求高、孔徑大的孔,車床夾緊時不能使用銑削。一般采用數控銑床加工孔。與鉆孔工具一樣,石墨電極銑孔也可以選擇PCD銑刀或金剛石涂層銑刀,石墨平底銑刀或石墨球頭銑刀可以根據孔的形狀選擇。