石墨高速加工用什么刀具(含铣削、车削、孔加工刀具)

  随着高新技术的发展，石墨材料的制造工艺不断完善，市场上石墨高速铣削机床应运而生，能满足不同加工需求的石墨材料层出不穷，数控电火花加工机床的石墨放电性能也有了全面的提升。

  石墨因具有较高的高温强度、低热膨胀系数、较好的可加工性和良好的热、电导率，目前广泛用于石墨电极、石墨模具、石墨坩埚、3D热弯模具（主要是手机玻璃热弯模）等石墨制品，在制造技术领先的欧洲，模具企业超过90%的电极材料已采用石墨。

  如何选择合适的石墨加工刀具

  1、刀具材料。刀具材料是决定刀具切削性能的重要因素，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，不过硬度越高，冲击韧性越低，材料也就越脆。硬度和韧性是矛盾的，这是刀具材料所应解决的一个问题。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；对于金刚石涂层石墨刀具，可在选材上适当选择硬度相对高一点的，也就是钴含量稍低一点的；对于聚晶金刚石PCD刀具，可选择耐磨性能更好的粗粒度牌号如CDW025和CDW302.

  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、刀具的涂层。金刚石涂层刀具具有硬度高、耐磨性好、摩擦因数低等优点，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、刀具刃口的钝化。刀具钝化目的就是解决上述刃磨后的刀具刃日微观缺口的缺陷，使其锋值减少或消除，达到圆滑平整，既锋利坚固又耐用的目的。

  5、刀具的机械加工条件。选择适当的加工条件对于刀具的寿命有相当大的影响。

  综合以上几点，刀具的材料、几何角度、涂层、刃口的强化及机械加工条件，在刀具的使用寿命中扮演者不同的角色，缺一不可，相辅相成。一把好的石墨刀具，应具备流畅的石墨粉排屑槽、长的使用寿命，能够深雕刻加工，能节约加工成本。

  确定石墨加工刀具几何角度的注意要素

  1、石墨加工刀具的 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、石墨加工刀具的后角

  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、石墨加工刀具的螺旋角

  螺旋角较小时，同一切削刃上同时切入石墨工件的刃长较长，切削阻力较大，刀具承受的切削冲击力大，因而刀具磨损、铣削力和切削振动都比较大。当螺旋角大时，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，所以在选择时要多加注意。

  石墨加工刀具的结构形式

  根据不同的加工工序及加工需求，需要选择不同的石墨专用刀具。

  石墨铣削加工刀具的刀具结构形式有杆状铣刀和铣刀片，种类有：PCD端铣刀、PCD球头铣刀、PCD单刃铣刀、pcd双刃铣刀、pcd槽铣刀、pcd倒角铣刀、金刚石pcd面铣刀、pcd铣刀片和CVD金刚石涂层铣刀等。

  石墨车削加工刀具的刀具结构形式分复合pcd刀片和焊接车刀，种类有：PCD刀片、PCD焊接车刀、PCD车槽刀、PCD外圆车刀、PCD车槽刀等。

  石墨孔加工刀具的形式有：pcd钻头、pcd内孔车刀、pcd镗孔刀、pcd铣孔专用铣刀、cvd金刚石涂层钻头等。

  延伸：PCD刀具和CVD金刚石涂层刀具

  聚晶金刚石PCD刀具和CVD金刚石涂层刀具是加工石墨材料的理想刀具选择，CVD金刚石涂层刀具具有硬度高、耐磨性好等优点，但由于金刚石涂层刀具的成本一直居高不下，而随着PCD刀具的制作技术越来越成熟，成本及价格也有所降低，所以PCD刀具在加工石墨材料领域的应用也越来越广泛。

  一般情况下，对于微径小孔加工用石墨刀具，建议选择CVD金刚石涂层刀具，如3mm以下小微径的石墨钻头、石墨铣刀，采用CVD金刚石涂层石墨刀具效果更好；而对于较大直径的石墨刀具，选择聚晶金刚石PCD石墨刀具的性价比更高，PCD刀具可制作成各种结构形式，如PCD车刀、pcd钻头、pcd立铣刀、pcd球头铣刀、pcd铣刀片、pcd槽刀、pcd镗刀等。