石墨機械（graphite machinery）是指與腐蝕性介質接觸的零部件用石墨材料製作或表面貼附石墨材料的機械設備。石墨屬於非均質結構的脆性材料，石墨切削加工是通過石墨材料的脆性斷裂生成不連續的切屑顆粒或粉末來實現的。針對石墨材料的切削機理，國內外學者做了大量研究，國外學者認為石墨切屑形成過程大致是在刀具切削刃與工件接觸時，刀尖處有擠壓破碎，形成細小切屑和細小凹坑，並產生了一條裂紋，裂紋會向刀尖前下方延伸擴展，形成斷裂凹坑，工件的一部分因刀具推進發生破碎，形成切屑。
基本介紹
- 中文名：石墨機械
- 外文名：graphite machinery
- 學科：冶金工程
- 領域：能源
- 範圍：冶煉
- 材料：石墨材料
簡介,石墨機械加工性能分析,石墨機械加工工藝,石墨機械高速加工中心,
簡介
石墨機械（graphite machinery）是指與腐蝕性介質接觸的零部件用石墨材料製作或表面貼附石墨材料的機械設備。
石墨機械加工性能分析
石墨屬於非均質結構的脆性材料，石墨切削加工是通過石墨材料的脆性斷裂生成不連續的切屑顆粒或粉末來實現的。針對石墨材料的切削機理，國內外學者做了大量研究，國外學者認為石墨切屑形成過程大致是在刀具切削刃與工件接觸時，刀尖處有擠壓破碎，形成細小切屑和細小凹坑，並產生了一條裂紋，裂紋會向刀尖前下方延伸擴展，形成斷裂凹坑，工件的一部分因刀具推進發生破碎，形成切屑。國內學者認為石墨顆粒極其微細，刀具切削刃的刀尖圓弧較大，因而切削刃的作用類似於擠壓，刀具——工件接觸區的石墨材料受刀具前刀面及刀尖部分的擠壓作用，產生脆性斷裂，從而形成崩碎切屑。
石墨切削加工過程中，由於工件圓角或拐角處切削方向的改變、工具機加速度的變化、刀具切入和切出的方向和角度變化、切削振動等原因，對石墨工件造成一定衝擊，導致石墨件邊角脆性崩碎、刀具磨損嚴重等問題。尤其在加工稜角以及薄窄筋類石墨件時，更容易發生工件的崩角和碎裂，這也成為石墨機械加工的一個難點。
石墨機械加工工藝
石墨材料的傳統機械加工方法有車削、銑削、磨削、鋸削等，但都只能實現形狀簡單、精度不高的石墨件加工。隨著石墨高速加工中心、刀具以及相關配套技術的快速發展和套用，這些傳統加工方法已經逐漸被高速加工技術所取代。實踐表明：由於石墨的硬脆特性，在加工時刀具磨損較為嚴重，因此，建議使用硬質合金或金剛石塗層的刀具。
石墨機械高速加工中心
石墨切削加工中會產生大量的粉塵，污染環境、影響工人健康、影響工具機，因此，石墨加工工具機必須配備良好的防塵、除塵裝置。由於石墨是導電體，為防止加工過程中產生的石墨粉塵進入工具機電器元件中發生短路等安全事故，應對工具機的電器元件進行必要的保護。石墨高速加工中心為實現高速採用高速電主軸，為降低工具機的振動需要設計低重心結構，進給機構多採用高速度高精度的滾珠絲槓傳動，設計防除塵裝置等。石墨高速加工中心的主軸轉速通常在10000～60000r /min 之間，進給速度可以高達60m/min，加工壁厚可以小於0.2 mm，零件的表面加工質量和加工精度高，是實現石墨高效高精度加工的主要手段。
隨著石墨材料的廣泛套用以及石墨高速加工技術的發展，國內外高性能的石墨加工設備逐漸增多。OKK 公司的GR400 採用低重心、橋式結構設計，實現工具機最小化的機械振動；採用C3 級精密絲槓及滾柱導軌，可以保證工具機的高加速度，縮短加工時間，採用加裝防濺擋板及機頂蓋的全封閉式鈑金設計防止石墨粉塵。海城VMC-7G1 所採取的防塵手段，不是常用的吸塵方法，而是用水簾密封形式，並加裝特殊的粉塵分離裝置，在導軌、絲桿等運動部位，還配備有護套與強力刮屑裝置，以確保工具機長期穩定工作。
