石墨铣削加工刀具探讨

石墨刀具的性能与特点有哪些内容来源网络，由深圳机械展收集整理！更多石墨刀具及数控刀具技术展示，就在深圳机械展！石墨是一种非常容易切削的材料，但由于用作EDM电极的石墨材料必须具有足够的强度以免在操作和EDM加工过程中受到破坏,同时电极形状(薄壁、小圆角、锐变)等也对石墨电极的晶粒尺寸和强度提出较高的要求，这导致在加工过程中石墨工件容易崩碎，刀具容易磨损。

导致企业加工的成本高，效率低，工件常常报废等现象。

怎样更好的加工石墨电极呢？石墨刀具_刀具磨损是石墨电极加工中最重要的问题。

磨损量不仅影响刀具损耗费用、加工时间、加工质量，而且影响电极EDM加工工件材料的表面质量，是优化高速加工的重要参数。

石墨电极材料加工的主要刀具磨损区域为前刀面和后刀面。

在前刀面上，刀具与破碎切屑区的冲击接触产生冲击磨粒磨损，沿工具表面滑动的切屑产生滑动摩擦磨损。

石墨刀具_影响刀具磨损的主要因素：1 刀具材料刀具材料是决定刀具切削性能的根本因素，对于加工效率、加工质量、加工成本以及刀具耐用度影响很大。

刀具材料越硬，其耐磨性越好，硬度越高，冲击韧性越低，材料越脆。

硬度和韧性是一对矛盾，也是刀具材料所应解决的一个关键问题。

2 刀具几何角度石墨专用刀具选择合适的几何角度，有助于减小刀具的振动，反过来，石墨工件也不容易崩缺。

3 刀具涂层金刚石涂层刀具具有硬度高、耐磨性好、摩擦系数低等优点。

在现阶段，金刚石涂层是石墨加工刀具的最佳选择，也最能体现石墨刀具优越的使用性能。

4 刀具刃口强化刀具刃口的钝化是一个还不被人们普遍重视，而又十分重要的问题刀具钝化的目的，就是解决刀具刃磨后的刃口微观缺口的问题，减小其锋利度，达到圆滑平整，既坚固又耐用的目的。

5 切削加工条件切削加工条件的选择对于刀具寿命有相当大的影响。

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八种常用铣刀的名称和用途在机械加工过程中，铣刀是一种重要的切削工具，其作用是对加工物料进行切削、铣削等加工。

鉴于铣刀的种类极其丰富，下文将从材质类别、形状类别、硬度类别等不同维度，为读者介绍八种常用的铣刀及其用途。

第一类：石墨铣刀石墨铣刀材质密度大，韧性和强度都比较好，可以在断裂撞击时不会产生碎屑。

其主要用途是加工硬度较高的金属材料，如耐磨钢、合金钢等。

此外，石墨铣刀也经常用于加工各类工模，深受模具加工厂家的欢迎。

第二类：球头铣刀球头铣刀是一种形状独特的铣刀，其与常规铣刀的不同之处在于其前端为球形，从而进一步增加了铣削的难度和复杂度。

这种铣刀主要用于加工复杂形状的零件以及凹陷部位的加工工艺，例如制作球面、倒角等。

第三类：T型槽铣刀T型槽铣刀是一种硬度比较高的砂轮铣刀，可用于加工淋型铸造、铝板、镁合金等材料。

由于其特殊的切削形状和锋利度，这种铣刀的适用范围也比较广泛，可用于钢铁冶炼、造船、汽车工业、航空航天等多个领域的铣削加工。

第四类：硬质合金铣刀硬质合金铣刀是一种常用的硬质合金工具，由于其硬度特别高，因此具有很强的耐磨性和韧性。

同时，它也是一种普遍用于加工黄铜、铝合金、红铜等材料的切削机床刀具。

第五类：曲线铣刀曲线铣刀可用于加工各种弧形零件和复杂形状工件，具有加工精度高、切削效率高等优点。

其主要用途是在钢铁冶炼、造船、汽车制造、航空航天等领域中，用于加工曲面部位的钢铁零件、船舶结构件、汽车各类轮轴等。

第六类：整体硬质合金铣刀整体硬质合金铣刀是一种厚重、坚固的铣刀，由整体钨钴硬质合金制成。

与传统的外置夹紧铣刀不同，它具有刚性高、耐磨性高、加工效率高等特点。

此外，由于其硬度高、强度大，因此也被广泛用于加工各种高强度、难加工的金属材料。

第七类：平铣刀平铣刀是一种比较常用的铣刀，其形状为平伸长型，切削刃为直线型或螺旋型。

它的主要作用是用于加工平面，满足不同要求的加工平面需求，如亚光面、高档面等。

此外，平铣刀也常用于加工零件表面的装饰处理，例如制作各种凹凸不平的花纹、图案等。

基于金刚石涂层的石墨铣刀磨损特性研究
周磊;卞玲玲;罗胜;李金乐
【期刊名称】《工具技术》
【年(卷),期】2024(58)5
【摘要】为深入分析金刚石涂层铣刀加工石墨的磨损机理以及对表面粗糙度的影响,采用单因素实验对石墨进行铣削加工,通过超景深显微镜对刀具的端齿进行测量,同时采用三维测量仪对刀具的周刃进行轮廓检测,并采用手持式粗糙度检测仪对加工表面进行粗糙度检测。

结果表明:石墨铣削加工中,刀具的磨损形式以磨粒磨损为主,随着切削距离的增加,刀具端齿磨损不断加剧,出现从涂层脱落到刃口崩缺的变化,而周刃刃口轮廓出现较大的磨损;工件表面粗糙度在垂直进给方向上随着刀具磨损和切削距离的增加而增大。

【总页数】4页(P57-60)
【作者】周磊;卞玲玲;罗胜;李金乐
【作者单位】株洲钻石切削刀具股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG714;TH117
【相关文献】
1.金刚石涂层石墨加工铣刀
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5.金刚石涂层立铣刀与PCD立铣刀切削铝合金性能研究
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超细晶粒金刚石涂层刀具高速铣削石墨的切削性能研究杨小璠;李友生;鄢国洪;李超;许志龙
【期刊名称】《制造技术与机床》
【年(卷),期】2013(000)006
【摘要】选用超细晶粒和粗晶粒金刚石涂层的双刃整体硬质合金平头立铣刀,在相同切削参数下进行石墨的高速铣削加工试验.试验结果表明:超细晶粒金刚石涂层刀具具有良好的表面涂层性能,在切削过程中刀刃磨损均匀缓慢,刀具的使用寿命和工件的加工表面质量都优于粗晶粒金刚石涂层刀具,适合石墨等硬脆材料的高速切削加工.
【总页数】4页(P58-60,64)
【作者】杨小璠;李友生;鄢国洪;李超;许志龙
【作者单位】集美大学机械工程学院,福建厦门361000;厦门金鹭特种合金有限公司,福建厦门361000;厦门金鹭特种合金有限公司,福建厦门361000;集美大学机械工程学院,福建厦门361000;集美大学机械工程学院,福建厦门361000
【正文语种】中文
【中图分类】TG711
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李文红
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5.高性能超细晶粒金刚石涂层刀具制备及试验研究 [J], 薛宏国;孙方宏;马玉平;陈明
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石墨铸铁的切削加工性能与组织钱立，张宏标，赵耀昌，陈剑平。

(1．河北工业大学；2．宏德铸造材料有限公司)铸造作为毛坯的提供者，既要满足产品设计者对材料使用性能的要求，又须面对后继工种对切削加工性能的挑剔，有时切削加工性能竞成为机加工与铸造之间争议和矛盾的焦点。

在汽车行业和电机行业，改善切削加工性的呼声已经喊了六十余年。

然而，研究难度大、跟踪周期长、投入经费大等致使材料的切削加工性问题一直未有中肯的解决方案。

如今人们追求“短平快”的风气盛行，被认为是为他人作嫁衣裳的加工性能研究，更是乏人涉足。

作为铸造工程业者，愿谈一下个人对这一问题的框架认识。

l 正确认识和对待切削加工性材料切削加工性的优劣应包含以下三个方面：1．加工工效2．刀具的磨耗与损伤(如崩刀、断刀、烧刀、粘刀等)程度3．工件的加工粗糙度和表面状况(如掉边、粘瘤、波纹、棱刺、亮带、黑点等)所以，切削加工性是工件一刀具一切削参数的综合反映，它以切削综合成本考核为终极目标。

在此，必须明确：1．材料的切削加工性，需视具体加工要求和切削条件而定。

因此，它有一定的相对性。

2．切削加工性的评判很复杂，其中既有可量化的内容，又有不可量化或难以量化的内容。

3．一种新材料的生命力首先在于它的使用性能和应用范围，不应该以原有材料去参比其切削加工性能。

比如对ADI以珠光体球铁的尺度去衡量其切削加工性能显然是不适当的。

人们应当在保证材料使用性能的前提下，研发适用的刀具材料、刀具几何结构以及相应的切削工艺参数。

4．改善切削加工性是加工部门和铸造部门的共同任务。

其中，铸造部门应提供组织稳定和均一的铸件，尽力消除组织中不利的相和相分布。

2 石墨铸铁的组织与切削加工性的关系石墨铸铁是指铸态组织中高碳相主要以石墨形态存在的铸铁，如灰铁、球铁和蠕铁等。

就材料而言，切削加工性与其物理和力学性能相关，其基本倾向为：①材料的强度、硬度高，则切削力大、切削温度高，切削加工性变差；②材料的导热性低，则切削热难以散失，切削温度高，切削加工性恶化；③材料塑性过高，断屑困难，则不易获得良好的加工表面质量，切削加工性不良；④材料脆性大，崩碎切屑会造成工件表面麻点，对切削加工性不利；等等。

石墨的机械加工工艺探讨
石墨具有很好的导电和导热性能，所以在电子、光电、航空、航天等行业得到广泛应用。

石墨的机械加工工艺是指将石墨材料进行切削、钻孔、铣削、磨削等加工，以达到所需的尺寸、表面质量和形状。

1. 切削加工：石墨材料的切削加工常用的工具有铣刀、刀具、锯片等。

切削过程中需要注意加工速度、切削深度和刀具刃口的选择，以避免石墨材料的破裂和损坏。

2. 钻孔加工：石墨材料的钻孔可以使用普通的钻头进行，但需要注意控制切屑的产生和排除，以免影响加工质量。

钻孔过程中要适当提高进给速度，减少切削时间。

3. 铣削加工：石墨材料的铣削加工可以利用铣刀进行切削，常用的有立铣刀、球头铣刀等。

铣削加工时需要控制切削速度和进给速度，以免过热引起石墨材料的损坏。

4. 磨削加工：石墨材料的磨削加工可以利用砂轮或磨料进行磨削，常用的有平面磨削和圆柱磨削。

在磨削过程中需要注意选用合适的磨料、磨轮和磨削参数，以获得理想的表面质量。

总的来说，石墨的机械加工工艺需要根据具体的加工要求选择合适的切削、钻孔、铣削和磨削方法，同时要注意控制加工速度、进给速度和刀具、磨料的选择，以避免石墨材料的破裂和损坏，保证加工质量。

加工石墨的刀具选择—PCD刀具石墨是碳的一种同素异形体，尤其石墨的高磨蚀性、耐高温等性能，广泛应用于模具、坩埚、点击、电池、电刷等领域。

但由于石墨质坚而脆，所以采用车、铣等常规机械加工方法时，旺旺在加工表面会产生崩损现象。

因此车、铣加工石墨模/石墨电极等制品时，切削刀具需具备高的耐磨损性和抗冲击性。

本文就重点介绍一下车、铣加工石墨模具/石墨电极等制品的刀具材质选择，及其加工刀具的规格型号选择。

1、石墨制品的介绍（1）石墨制品之石墨模具的介绍模具作为工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备，大到机身外壳，小到一个螺丝，都是根据成型模具，通过冲压、锻压、压铸、挤压、注塑等方式使坯料成为符合产品要求的零件。

模具的形状和加工质量、精度决定着产品的外形和质量。

近年来随着模具行业飞速发展，石墨以其良好的物理和化学性能逐渐成为模具制作的理想选择材料。

现如今许多产业部门，如机电、汽车、家电轻工、电器仪表、通讯、军械等行业的发展均依赖于模具工业的技术提高和发展。

(2）石墨制品之石墨电极的介绍石墨电极是指以石油焦、沥青焦为骨料，煤沥青为黏结剂，经过原料煅烧、破碎磨粉、配料、混捏、成型、焙烧、浸渍、石墨化和机械加工而制成的一种耐高温石墨质导电材料，称为人造石墨电极（简称石墨电极）。

石墨电极的优点是加工较容易，放电加工去除率高，石墨损耗小，因此，部分群基火花机客户放弃了铜电极而改用石墨电极。

目前石墨电极主要用于电弧炼钢炉，矿热电炉，电阻炉等行业，同时石墨电极的毛坯还用于加工成各种坩埚、模具、舟皿和发热体等异型石墨产品。

（3）石墨制品之石墨坩埚的介绍石墨坩埚，又称熔铜包、熔铜等，是指以石墨、粘土、硅石和腊石为原料烧制而成的一类坩埚。

石墨坩埚具有耐高温、导热性能强、热膨胀系数小、抗腐蚀性能好，化学稳定性强，使用寿命长等特点。

被广泛用于合金工具钢冶炼和有色金属（紫铜、黄铜、金、银、锌和铅）及其合金的冶炼。

（4）其他石墨制品介绍除了以上是那种零部件，石墨广泛用于耐火材料、导电材料、耐磨材料、润滑剂、耐高温密封材料、耐腐蚀材料、隔热材料、吸附材料、摩擦材料和防辐射等材料中，这些材料广泛应用于冶金、石油化工、机械工业、电子产业、核工业和国防等。

数控加工铣石墨用什么铣刀、刀具？1、加工石墨刀具涂层与棒材选择加工石墨，若对精度等方面要求高，首先推荐金刚石涂层，或者类金刚石涂层。

金刚石涂层刀具与普通涂层刀具的几何角度有本质区别，因此，在设计金刚石涂层刀具时，由于石墨加工的特殊性，其几何角度可适当放大，容屑槽也变大，而不会降低刀具刃口的耐磨性。

对于石墨刀具，普通的TiAlN涂层可在选材上适当选择韧性相对好一点的，也就是钴含量稍高一点的；目前，还有很多新型的涂层，硬度高、耐磨性好、摩擦系数低也可以用来加工石墨。

棒材方面，采用超细晶粒硬质合金棒材是很好的选择之一。

当然，粗加工石墨也可以用高速钢棒材刀具。

2、铣削石墨该采用什么样的几何角度石墨专用刀具选择合适的几何角度，有助于减小刀具的振动，反过来，石墨工件也不容易崩缺。

①前角：采用负前角加工石墨时，刀具刃口强度较好，耐冲击和摩擦的性能好，随着负前角绝对值的减小，后刀面磨损面积变化不大，但总体呈减小趋势，采用正前角加工时，随着前角的增大，刀具刃口强度被削弱，反而导致后刀面磨损加剧。

负前角加工时，切削阻力大，增大了切削振动，采用大正前角加工时，刀具磨损严重，切削振动也较大。

②后角：如果后角增大，则刀具刃口强度降低，后刀面磨损面积逐渐增大。

刀具后角过大后，切削振动加强。

③螺旋角：螺旋角较小时，同一切削刃上同时切入石墨工件的刃长最长，切削阻力最大，刀具承受的切削冲击力最大，因而刀具磨损、铣削力和切削振动都是最大的。

当螺旋角较大时，铣削合力的方向偏离工件表面的程度大，石墨材料因崩碎而造成的切削冲击加剧，因而刀具磨损、铣削力和切削振动也都有所增大。

因此，刀具角度变化对刀具磨损、铣削力和切削振动的影响是前角、后角及螺旋角综合产生的，所以在选择时一定要多加注意。

3、加工石墨的铣削条件切削加工条件的选择对于刀具寿命有相当大的影响。

①切削方式（顺铣和逆铣）：顺铣的切削振动小于逆铣。

顺铣时，刀具切入厚度从最大减小到零，刀具切入工件后，不会出现因切不下切屑而造成的弹刀现象，工艺系统刚性好，切削振动小；逆铣时，刀具的切入厚度从零增加到最大，刀具切入初期，因切削厚度薄，将在工件表面划擦一段路径，此时，刃口如果遇到石墨材料中的硬质点或残留在工件表面的切屑颗粒，都将引起刀具的弹刀或颤振，因此逆铣的切削振动较大。