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關(guān)于石墨刀具
與銅電極相比，石墨電極具有電極消耗小、加工速度快、機(jī)械加工性能好、加工精度高、熱變形小、重量輕、表面處理容易、耐高溫、加工溫度高、電極可粘結(jié)等優(yōu)點(diǎn)。
盡管石墨是一種非常容易切削的材料，但由于用作EDM電極的石墨材料必須具有足夠的強(qiáng)度，以免在操作和EDM加工過程中收到破壞，同時(shí)電極形狀（薄壁、小圓角、銳變等）也對石墨電極的晶粒尺寸和強(qiáng)度提出了較高要求，這導(dǎo)致在加工過程中石墨工件容易崩碎，刀具容易磨損。
刀具磨損是石墨電極加工中最重要的問題。磨損量不僅影響刀具損耗費(fèi)用、加工時(shí)間、加工質(zhì)量、而且影響電極EDM加工工件材料的表面質(zhì)量，是優(yōu)化高速加工的重要參數(shù)。
石墨電極材料加工的主要刀具磨損區(qū)域?yàn)榍暗睹婧秃蟮睹妗Ｔ谇暗睹嫔?，刀具與破碎切削區(qū)的沖擊接觸產(chǎn)生沖擊磨粒磨損，沿工具表面滑動(dòng)的切削產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦磨損傲居。
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石墨刀具材料
刀具材料是決定刀具切削性能的根本因素，對于加工效率、加工質(zhì)量、加工成本以及刀具耐用度影響很大。刀具材料越硬，其耐磨性越好，硬度越高，沖擊韌性越低，材料越脆。
硬度和韌性是矛盾的，也是刀具材料所應(yīng)解決的一個(gè)關(guān)鍵問題。
對于石墨刀具，普通的TIAIN涂層可在選材上適當(dāng)選擇韌性相對好一點(diǎn)的，也就是鈷含量稍高一點(diǎn)的；對于金剛石涂層石墨刀具，可在選材上適當(dāng)選擇硬度相對高一點(diǎn)的，也就是鈷含量低一點(diǎn)的。
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刀具幾何角度
石墨專用刀具選擇合適的幾何角度，有助于減小刀具的振動(dòng)，反過來，石墨工件也不容易崩缺。
前角
采用負(fù)前角加工石墨時(shí)，刀具刃口強(qiáng)度較好，耐沖擊力和摩擦的性能好，隨著負(fù)前角絕對值的減小，后刀面磨損面積變化不大，但總體呈減小趨勢，采用正前角加工時(shí)，隨著前角的增大，刀具刃口強(qiáng)度被削弱，反而導(dǎo)致后刀面磨損加劇。負(fù)前角加工時(shí)，切削阻力大，增大了切削振動(dòng)，采用大正前角加工時(shí)，刀具磨損嚴(yán)重，切削振動(dòng)也較大。
后角
如果后角增大，則刀具刃口強(qiáng)度降低，后刀面磨損面積逐漸增大。刀具后角過大后，切削振動(dòng)加強(qiáng)。
螺旋角
螺旋角較小時(shí)，同一切削刃上同時(shí)切入石墨工件的刃長較長，切削阻力較大，刀具承受的切削沖擊力大，因而刀具磨損、銑削力和切削振動(dòng)都比較大。當(dāng)螺旋角較大時(shí)，銑削合力的方向偏離工件表面的程度大，石墨材料因崩碎而造成的切削沖擊加劇磨損、銑削力和切削振動(dòng)的影響是前角、后角及螺旋角綜合產(chǎn)生的，所以在選擇時(shí)一定要多加注意。
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石墨刀具涂層
金剛石涂層刀具具有硬度高、耐磨性好、摩擦系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)。
在現(xiàn)階段，金剛石涂層是石墨加工刀具的最佳選擇，也最能體現(xiàn)石墨刀具由優(yōu)越的使用性能。金剛石涂層硬質(zhì)合金刀具的優(yōu)點(diǎn)是：綜合了天然金剛石的硬度和硬質(zhì)合金的強(qiáng)度及斷裂韌性。但是，目前在國內(nèi)，金剛石涂層技術(shù)還處在起步階段，還有成本的投入也很大，所以金剛石涂層在近期不會(huì)有太大發(fā)展。不過，我們可以在普通刀具的基礎(chǔ)上，優(yōu)化刀具的角度、選材和改善普通涂層的結(jié)構(gòu)，在某種程度上，還是可以在石墨加工中應(yīng)用的。
金剛石涂層刀具與普通涂層的幾何角度有本質(zhì)區(qū)別，因此，在設(shè)計(jì)金剛石涂層刀具時(shí)，由于石墨加工的特殊性，其幾何角度可適當(dāng)放大，容屑槽也變大，而不會(huì)降低刀具刃口的耐磨性。對于普通的TIAIN涂層，雖然與無涂層刀具相比，其耐磨性有顯著提高，但比起金剛石涂層來說，在加工石墨時(shí)其幾何角度應(yīng)適當(dāng)減小，以增加其耐磨性。
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刃口鈍化
刀具刃口鈍化技術(shù)是一個(gè)還不被人們普遍重視，而又是十分重要的問題。它所以重要就在于：經(jīng)鈍化后的刀具能有效提高刃口強(qiáng)度、提高刀具壽命和切削過程的穩(wěn)定性。大家知道刀具是機(jī)床的“牙齒”，影響刀具切削性能和刀具壽命的主要因素，除了刀具材料、刀具幾何參數(shù)、刀具結(jié)構(gòu)、切削用量優(yōu)化等，通過大量的刀具刃口鈍化實(shí)踐體會(huì)到：有一個(gè)好的刃口形式和刃口鈍化質(zhì)量，也是刀具能否良好切削加工的前提。因此，刀具刃口的狀況好壞也是不可忽視的因素。大家還要重視鎢渣回收的前景。
有稱“刃口鈍化”、“刃口強(qiáng)化”、“刃口珩磨”、“刃口準(zhǔn)備”或“ER處理”等，刀具刃口的鈍化是一個(gè)還不被人們普遍重視，而又十分重要的問題。用金剛石砂輪刃磨后的硬質(zhì)合金刀具切削刃，存在程度不同的微觀缺口（即微小崩刃與鋸齒）。石墨的高速切削加工對刀具性能和穩(wěn)定性提出了更高的要求，特別是金剛涂層刀具，在涂層前必須經(jīng)過刀口鈍化處理，才能保證涂層的牢固性和使用壽命。刀具鈍化的目的，就是解決刀具刃磨后的刃口微觀缺口的問題，減小其鋒利度，達(dá)到圓滑平整，既堅(jiān)固又耐用的目的。
問：為什么要進(jìn)行刃口鈍化處理
答：
1.經(jīng)普通砂輪或金剛石砂輪刃磨后的刀具刃口，確實(shí)存在程度不同的微觀缺口(即微小崩刃與鋸口)。前者可用肉眼和普通放大鏡觀察到，后者用100倍(帶0.010mm刻線)顯微鏡能夠觀察到，其微觀缺口一般在0.01-0.05mm，嚴(yán)重者高達(dá)0.1mm以上。在切削過程中刀具刃口微觀缺口極易擴(kuò)展，加快刀具磨損和損壞。
2.現(xiàn)代高速切削加工和自動(dòng)化機(jī)床對刀具性能和穩(wěn)定性提出了更高的要求，特別是涂層刀具在涂層前必須經(jīng)過刀口的鈍化處理，才能保證涂層的牢固性和使用壽命。
3.從國外引進(jìn)數(shù)控機(jī)床和生產(chǎn)線所用刀具，其刃口已全部鈍化處理。有眾多的信息表明，刀具刃口鈍化可有效延長刀具壽命200%或更多，大大降低刀具成本，給用戶帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。因此，深入研究和實(shí)踐刀具對口鈍化這門學(xué)問十分重要。這個(gè)課題要從以下兩個(gè)方面做起，一個(gè)是選擇刃口型式和參數(shù)，二是探索刃口鈍化技術(shù)及參數(shù)，做到兩者的緊密結(jié)合。
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刃口鈍化
切削加工條件的選擇對于刀具壽命有相當(dāng)大的影響。
切削方式
順銑的切削振動(dòng)小于逆銑。順銑時(shí)，刀具切入厚度從最大減小到零，刀具切入工件后，不會(huì)出現(xiàn)因切不下切屑而造成的彈刀現(xiàn)象，工藝系統(tǒng)剛性好，切削振動(dòng)?。荒驺姇r(shí)，刀具的切入厚度從零增加到最大，刀具切入初期，因切削厚度薄，將在工件表面劃擦一段路徑，此時(shí)，刃口如果遇到石墨材料中的硬質(zhì)點(diǎn)或殘留在工件表面的切屑顆粒，都將引起刀具的彈刀或顫振，因此逆銑的切削振動(dòng)較大。
吹氣（或吸塵）和浸漬電火花液加工
及時(shí)清理工件表面的石墨粉塵，有利于減小刀具二次磨損，延長刀具使用壽命，減少石墨粉塵對機(jī)床絲杠和導(dǎo)軌的影響。
