石墨材料的類型

石墨為典型的非均質(zhì)脆性材料，高速銑削時(shí)產(chǎn)生的石墨切屑通常為顆粒狀微
細(xì)粉塵，即使有強(qiáng)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(yán)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(shí)也導(dǎo)致工件尺寸精度和表面質(zhì)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(dǎo)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(jī)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(shí)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。由于缺乏系統(tǒng)的石墨高速銑削工藝
技術(shù)理論做指導(dǎo)，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(shí)合理的選擇，這也是制約石墨電極進(jìn)一步
推廣與應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。
因此，如何從基礎(chǔ)理論研究出發(fā)，探尋石墨加工刀具磨損機(jī)理和加工過程中
工件的破碎機(jī)制，合理選擇高速銑削工藝，實(shí)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(yīng)用基礎(chǔ)研究問題。
本文針對硬質(zhì)合金微銑刀高速銑削石墨過程中出現(xiàn)的刀具磨損嚴(yán)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(dǎo)等問題，采用摩擦學(xué)、切削力
學(xué)和材料學(xué)等理論，以及在線攝影技術(shù)、材料微觀分析技術(shù)和測試分析技術(shù)，

通 過大量的正交切削實(shí)驗(yàn)、高速銑削實(shí)驗(yàn)和摩擦磨損實(shí)驗(yàn)，深入研究了石墨正交切
削和高速銑削的切屑形成機(jī)理，提出了石墨切削機(jī)理模型，系統(tǒng)研究了石墨／硬質(zhì)
合金副的滑動摩擦磨損和磨粒磨損行為，揭示了硬質(zhì)合金刀具基體材料及涂層與
石墨的摩擦磨損機(jī)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(zhì)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(jìn)行了優(yōu)選，

并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了典型薄壁結(jié)構(gòu)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(shù)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(jì)效益。