石墨在生產生活中是非常常見的一種黑色非金屬原料,密度比較低還擁有著耐高溫性、導電導熱性、潤滑性、化學穩定性、可塑性、抗熱震性等等優秀的性質。並且由於其屬於六方晶體,層面間結合力比較弱,內部氣孔率大、抗拉強度低等特點,使得石墨的機械加工性能非常好。
石墨由於其優良的性能,常用於製造石墨電極、石墨模具、3D熱彎模具等石墨零件製品,石墨模具零件的結構都比較複雜、精度要求高、質量要求嚴格等,有許多孔加工需求,這些特性造成石墨製品加工中容易出現稜邊鋸齒化、掉渣以及崩角等問題,給機加工帶來較多難題。
石墨電極模具孔加工難點
石墨材料是非均質脆性材料,宏觀硬度比較小,裝夾易損傷基準面,定位精度差,裝夾誤差較大;尤其是一些細長孔加工,產品精度要求高,內臺階孔加工難度大;而且石墨製品多為模具零件,如石墨電極、3D熱彎模具等,產品一致性要求高。
細長的石墨臺階孔的加工質量直接影響下遊產品質量,也嚴重影響其自身使用壽命,所以,在加工前,就需要反覆從工藝方案、加工路線、裝夾方法和工藝參數等方面進行系統分析、優化設計。
製造細長石墨臺階孔產品,難點在於鏜孔及排屑,以及同軸度控制。其同軸度的加工誤差來源主要包括基準誤差、裝夾與找正誤差、工具機定位誤差等。採用粗車外圓--切斷--鑽孔--半精車外圓--鏜孔--精車外圓的工藝路線。
此外,石墨刀具是否正確選擇也直接決定了石墨製品加工的效率、質量。因此,如果想要對加工的質量進行有效地控制,就必須選擇合理有效的石墨刀具材質。
石墨模具電極孔加工方式及刀具選擇
孔加工的方式有多種,以石墨電極為例,有鑽孔、銑孔、車孔、鏜孔等,每種加工方式不同,所選擇的刀具也有所不同。
石墨製品鑽孔一般選擇PCD鑽頭或華菱CVD金剛石塗層鑽頭,對於3mm以下的小孔加工,建議選擇cvd塗層鑽頭;對於較大尺寸的孔加工,推薦PCD鑽頭。
石墨製品cnc銑孔加工,對於表面要求高、孔徑較大的孔,不能在車床裝夾上加工時用銑,一般用數控銑床加工孔,同鑽孔刀具選擇一樣,石墨電極銑孔也可選擇CDW025/CDW302牌號PCD銑刀或者華菱cvd金剛石塗層銑刀,而且根據孔的形狀不同,可選擇石墨平底銑刀或石墨球頭銑刀。
石墨製品鏜孔和車孔均可在車床上加工,對於10mm以上的大孔徑,而且便於在車床上裝夾的石墨製品,可選擇使用數控刀片車削加工石墨內孔;對於3-10mm的小孔車削,則一般選擇精密小鏜刀進行鏜孔,華菱精密PCD小鏜刀,可根據需求定製刀杆長度,對於特殊要求的工況,可根據圖紙定製。如果不方便在車床上裝夾的石墨電極模具製品,則在鏜床上進行鏜孔操作。