Графіт — поширений неметалевий матеріал чорного кольору, що має високу та низьку термостійкість, добру електро- та теплопровідність, гарну змащувальну здатність та стабільні хімічні характеристики; завдяки гарній електропровідності його можна використовувати як електрод в електроерозійній обробці. Порівняно з традиційними мідними електродами, графіт має багато переваг, таких як висока термостійкість, низьке споживання енергії та мала теплова деформація. Він демонструє кращу адаптивність при обробці точних та складних деталей, а також великогабаритних електродів. Він поступово замінив мідні електроди як електричні іскри. Це основний напрямок в обробці електродів [1]. Крім того, графітові зносостійкі матеріали можна використовувати в умовах високої швидкості, високої температури та високого тиску без використання мастила. Багато обладнання широко використовують графітові поршневі чашки, ущільнення та підшипники.
Наразі графітові матеріали широко використовуються в машинобудуванні, металургії, хімічній промисловості, національній обороні та інших галузях. Існує багато типів графітових деталей, складна структура деталей, висока точність розмірів та вимоги до якості поверхні. Вітчизняні дослідження з обробки графіту недостатньо глибокі. Вітчизняних верстатів для обробки графіту також відносно мало. За кордоном для обробки графіту в основному використовуються графітові обробні центри для високошвидкісної обробки, що зараз стало основним напрямком розвитку обробки графіту.
У цій статті в основному аналізується технологія обробки графіту та обробні верстати з наступних аспектів.
①Аналіз продуктивності обробки графіту;
② Зазвичай використовувані заходи технології обробки графіту;
③ Інструменти, що зазвичай використовуються, та параметри різання при обробці графіту;
Аналіз продуктивності різання графіту
Графіт – це крихкий матеріал з неоднорідною структурою. Різання графіту досягається шляхом утворення переривчастих частинок стружки або порошку внаслідок крихкого руйнування графітового матеріалу. Щодо механізму різання графітових матеріалів, вчені як в країні, так і за кордоном провели багато досліджень. Зарубіжні вчені вважають, що процес утворення графітової стружки відбувається приблизно тоді, коли ріжуча кромка інструменту контактує з заготовкою, і кінчик інструменту роздавлюється, утворюючи дрібні стружки та невеликі ямки, і утворюється тріщина, яка поширюється на передню та нижню частину кінчика інструменту, утворюючи ямку розлому, і частина заготовки ламається внаслідок просування інструменту, утворюючи стружку. Вітчизняні вчені вважають, що частинки графіту надзвичайно дрібні, а ріжуча кромка інструменту має велику дугу кінчика, тому роль ріжучої кромки подібна до екструзії. Графітовий матеріал у зоні контакту інструменту – заготовки стискається передньою поверхнею та кінчиком інструменту. Під тиском утворюється крихке руйнування, в результаті чого утворюється викришування стружки [3].
У процесі різання графіту, через зміни напрямку різання закруглених кутів або кутів заготовки, зміни прискорення верстата, зміни напрямку та кута різання в інструмент та назовні, вібрацію різання тощо, на графітову заготовку завдається певний вплив, що призводить до крихкості та сколювання країв графітової деталі. Це призводить до крихкості та відколів кутів, сильного зносу інструменту та інших проблем. Особливо під час обробки кутів та тонких і вузькоребристих графітових деталей існує більша ймовірність виникнення відколів кутів та заготовки, що також є складністю при обробці графіту.
Процес різання графіту 
Традиційні методи обробки графітових матеріалів включають токарство, фрезерування, шліфування, пиляння тощо, але вони можуть обробляти лише графітові деталі простої форми та низької точності. Зі швидким розвитком та застосуванням високошвидкісних обробних центрів для графіту, різальних інструментів та пов'язаних з ними допоміжних технологій, ці традиційні методи обробки поступово замінюються високошвидкісними технологіями обробки. Практика показала, що через тверді та крихкі характеристики графіту, знос інструменту під час обробки є більш серйозним, тому рекомендується використовувати інструменти з твердим сплавом або алмазним покриттям.
Заходи процесу різання
Через особливості графіту, для досягнення високоякісної обробки графітових деталей необхідно вжити відповідних технологічних заходів. Під час чорнової обробки графітового матеріалу інструмент може безпосередньо подавати заготовку, використовуючи відносно великі параметри різання; щоб уникнути викришування під час чистової обробки, часто використовуються інструменти з хорошою зносостійкістю для зменшення різання інструментом, а також слід забезпечити, щоб крок різального інструменту становив менше 1/2 діаметра інструменту, та виконати технологічні заходи, такі як уповільнення обробки під час обробки обох кінців [4].
Також необхідно розумно організувати траєкторію різання під час різання. Під час обробки внутрішнього контуру слід максимально використовувати навколишній контур, щоб частина деталі, що піддається різанню, завжди була товстішою та міцнішою, а також щоб запобігти поломці заготовки [5]. Під час обробки площин або канавок слід максимально вибирати діагональну або спіральну подачу; уникати островів на робочій поверхні деталі та уникати зрізання заготовки на робочій поверхні.
Крім того, метод різання також є важливим фактором, що впливає на різання графіту. Вібрація під час фрезерування по горизонталі менша, ніж під час фрезерування вгору. Товщина різання інструменту під час фрезерування по вертикалі зменшується від максимуму до нуля, і не буде жодного явища підстрибування після того, як інструмент врізається в заготовку. Тому для обробки графіту зазвичай обирають фрезерування по вертикалі.
Під час обробки графітових заготовок зі складною структурою, окрім оптимізації технології обробки на основі вищезазначених міркувань, необхідно вжити деяких спеціальних заходів відповідно до конкретних умов для досягнення найкращих результатів різання.
Час публікації: 20 лютого 2021 р.