グラファイトは黒色の一般的な非金属材料で、高温および低温耐性、良好な電気伝導性および熱伝導性、良好な潤滑性、安定した化学特性を備えています。導電性が良好で、放電加工の電極として使用できます。従来の銅電極と比較して、グラファイトは高温耐性、低放電消費、小さい熱変形などの多くの利点を持っています。精密・複雑な部品や大型電極の加工に優れた適応力を発揮します。電気火花として銅の電極が徐々に置き換えられてきました。電極加工の主流[1]。また、黒鉛耐摩耗材は潤滑油なしで高速、高温、高圧の条件下でも使用できます。多くの機器はグラファイト素材のピストンカップ、シール、ベアリングを広く使用しています
現在、黒鉛材料は機械、冶金、化学工業、国防などの分野で広く使用されています。グラファイト部品には多くの種類があり、部品構造は複雑で、高い寸法精度と表面品質の要件があります。グラファイト加工に関する国内の研究は十分に進んでいません。国産の黒鉛加工工作機械も比較的少ない。外国の黒鉛加工では主に高速加工のための黒鉛加工センターが使用されており、これが現在黒鉛加工の主な発展方向となっています。
本稿では主にグラファイト加工技術と加工工作機械を以下の観点から分析します。
①グラファイト加工性能の解析；
② 一般的に使用される黒鉛加工技術の対策。
③ グラファイトの加工に一般的に使用されるツールと切削パラメータ。
グラファイト切断性能解析
グラファイトは不均一な構造を持つ脆性材料です。グラファイト切断は、グラファイト材料の脆性破壊を通じて不連続なチップ粒子または粉末を生成することによって達成されます。黒鉛材料の切断メカニズムに関しては、国内外の学者が多くの研究を行ってきました。外国の学者は、グラファイトチップの形成プロセスは、工具の刃先がワークピースに接触し、工具の先端が潰れて小さなチップと小さなピットが形成され、クラックが発生し、それが伸びることであると考えています。工具先端の前面と底面に破砕ピットが形成され、工具の前進によりワークの一部が破壊され、切りくずが形成されます。国内の学者らは、黒鉛粒子が非常に細かく、工具の刃先の先端円弧が大きいため、刃先の役割は押し出し加工に似ていると考えている。工具の接触領域のグラファイト材料 - すくい面と工具の先端によってワークが圧迫されます。圧力がかかると脆性破壊が生じ、チッピングチップが形成されます[3]。
グラファイト切削加工では、ワークの角丸や角の切削方向の変化、工作機械の加速度の変化、工具の切り込み方向や切り込みの角度の変化、切削振動などにより、切削振動が発生します。などの場合、グラファイトワークに何らかの衝撃が加わり、グラファイト部分のエッジが発生します。角の脆さや欠け、工具のひどい磨耗、その他の問題。特にコーナー部や薄リブのグラファイト部品を加工する場合、ワークの角や欠けが発生しやすく、これもグラファイト加工の難点となっていました。
グラファイトの切断工程 
従来の黒鉛材料の加工方法には旋削、フライス加工、研削、鋸引きなどが含まれますが、単純な形状で精度の低い黒鉛部品の加工しか実現できません。グラファイト高速マシニングセンター、切削工具、および関連するサポート技術の急速な開発と応用により、これらの伝統的な加工方法は徐々に高速加工技術に取って代わられてきました。実践の結果、グラファイトの硬くて脆い特性により、加工中の工具の摩耗がより深刻になるため、超硬またはダイヤモンド コーティングされた工具を使用することをお勧めします。
切削加工対策
グラファイトの特殊性により、グラファイト部品の高品質な加工を実現するには、対応するプロセス措置を確実に講じる必要があります。グラファイト材料を荒加工する場合、工具は比較的大きな切削パラメータを使用してワークピースに直接送り込むことができます。仕上げ加工時のチッピングを防ぐため、耐摩耗性の良い工具を使用して工具の切削量を少なくすることが多く、切削工具のピッチは工具径の1/2以下にして加工を行ってください。両端処理時の減速処理等の対策[4]。
また、切断時には切断経路を合理的に配置する必要があります。内側の輪郭を加工する場合は、できるだけ周囲の輪郭を利用して切断部の力の部分を常に厚く丈夫に切断し、ワークの破損を防ぐ必要があります[5]。平面や溝を加工する場合は、できるだけ斜め送りやスパイラル送りを選択してください。部品の作業面にアイランドがないようにしたり、作業面でワークピースを切断したりしないようにしてください。
さらに、切断方法もグラファイトの切断に影響を与える重要な要素です。ダウンミーリングはアップミーリングに比べて切削振動が小さくなります。ダウンミーリング時の工具の切削厚さは最大値からゼロまで減少し、工具がワークに食い込んだ後のバウンス現象は発生しません。したがって、グラファイト加工にはダウンミリングが一般的に選択されます。
複雑な構造のグラファイトワークを加工する場合、最良の切断結果を得るには、上記の考慮事項に基づいて加工技術を最適化することに加えて、特定の条件に応じて特別な措置を講じる必要があります。
投稿時間: 2021 年 2 月 20 日