服務熱線：
模具中石墨材質CNC加工技術
發布時間：
2020-07-21
作者：
來源：
模具中石墨CNC加工技術分享：從設備、治具到刀具
石墨型模具配件
石墨在模具和模具零配件中都會被用到，石墨有良好的物理和化學性能，主要體現在：良好的導熱和導電性，耐高溫耐腐蝕性，良好的潤滑和抗磨性，易加工，可用以機構復雜且精度要求很高的模具及模具零部件。
石墨材料廣泛應用于玻璃成型模具，由于其具有化學穩定性，不易受熔融玻璃的浸潤，不會改變玻璃的成分，石墨材料耐熱沖擊性能良好，尺寸隨溫度變化小等特點，所以近年來在玻璃制造中成為不可缺少的模具材料，可以用它來制造玻璃管，彎管，漏斗及其它各種異型玻璃瓶的鑄模。
電火花加工性能：速度快：重量輕、損耗小、無毛刺、易拋光、成本低
1. 如何選用石墨加工設備?
（1）吸塵強度要高
石墨加工對機器要求很嚴格，粉末不只對機器造成傷害，對人也會造成一定的傷害，所以對設備吸塵強度的建議是：
1）變頻器控制吸塵器運作，減少震動源
2）吸塵口靠近加工區域，快速吸塵
3）定時吹塵設計，使角落里沉淀的石墨粉塵被吹起，并吸走，不會滯留在機器內部
4）刀庫門帶吹氣裝置，防止石墨粉塵進入刀庫，粘上刀柄影響加工精度
（2）機床密封性很重要
刀庫的密封包括Y軸的設計的密封都要做到很嚴格，機床的密封性如果做得不好的話，設備進入粉塵，基本上不超過3個月，有些電子元件就慢慢損壞。建議Y軸防塵罩一體化設計，防護性能升級。
（3） 一般需用固態導軌油
石墨的設備一般用固態導軌油，石墨的導軌油還是會滴油的原因是油污時間一長就會沉淀，產生廢油，廢油也會慢慢滴到石墨或是機臺里面，建議：
1）導軌油一旦滴落石墨表面，即毀壞材料；
2）使用滴油回收裝置，定時吸油，廢油回收。
2. 設計好加工治具
真空治具
上圖是一個真空治具，一個治具可以做兩個或多個的產品。目前很多都是真空吸附臺，一個機臺上可以裝大的、小的，達3~4個。有的石墨加工用的是工裝，但這是做模具電極的；做石墨模具一般都會采用真空吸附臺，加工尺寸穩定，變形量也小。
3. 選好刀具
石墨加工的難點也在刀具上面，刀具磨損的非常快，國內普通的刀具也就3-4個小時，好一點的5個小時。國外的進口刀具大大概也就6-8個小時。選擇刀具時盡量選擇平底帶R刀，不要選擇平底刀（開粗精修的時候）。因為平底刀的刀尖是鋒利的，切削出來石墨會容易崩。石墨比較硬也比較脆，用太過尖利的去切它，會容易崩掉。所以我們現在切削時都會選帶點R角的刀具（0.5R或是0.2R）。
球刀一般是用來精修。損耗最大是如下圖的R刀，一套模具其加工時間要2個小時，做的精細的要3個小時。現在國內也在努力的研究刀具的材質和涂層，希望它的加工時間變的更久成本會降低。
4. 在不同加工階段下設置好參數、選好刀具
1) 開粗
開粗石墨加工路徑
如下圖是簡單的石墨加工路徑，是開粗的路徑，旁邊是放大的開粗的切削深度，每刀的加工量。
參數的設置：
切削量：2~3mm
加工速度：3~4m/min
主軸轉速：10000~12000rpm
刀具的選擇：
開粗刀：四刃，10~12mm
（直徑過小：速度慢，加工沒效率）
（直徑過大：刀擺大，影響加工精度）
開粗的效果圖
2) 中粗
中粗石墨加工路徑
參數的設置：
切削量：0.5mm
加工速度：3m/min
主軸轉速：15000rpm
刀具的選擇：
R刀：R3（帶曲面，曲面稍微大，適合曲面開粗）
中粗的效果圖
3) 精修
精修石墨加工路徑
如上圖是精修的加工路徑，精修加工爬坡的曲面很多種路徑：0°、45°、90°、包括環形的都有在切削，目前切削效果最好的還是90°的，90°普遍來說是比較好的。一般用R刀精修，效果也是比較好的，但是國外的機床用圓鼻刀，這對機床精度要求很高。像牧野、米克朗的切出的精度就很高，用圓鼻刀切出來也會很亮，基本上切出來不用拋光。
參數的設置：
切削量：0.03mm
加工速度：3m/min
主軸轉速：22000rpm
刀具的選擇：
凸模：R刀：R2（曲面小，可設置高轉速，震動小，提高加工效果）
凹模：圓鼻刀（平底帶R刀） （6R0.5 / 4R0.2）
（6&4代表直徑，0.5&0.2代表R角度，R角度越小，表示加工范圍越小，加工更精細，可處理凹模中角落位置加工。）
精修效果圖
二、石墨CNC加工中會遇到哪些問題及如何解決
1. 刀線問題
1）刀具問題：建議盡量使用高質量刀具。目前刀具材質以及涂層配方，多進口為宜。國內刀具的材質和涂層還在繼續深入研究當中。
2）后處理：配合數控系統的專用后處理程序。
2. 暗紋問題
機床、刀具等都會影響精度，產生暗紋。
1）系統問題：系統設置需調整，選擇“高精修”模式，配合系統專用后處理；
2）走刀方式：建議最好兩軸同時移動，而非三軸同時移動。45°一般使用三軸同時動，三軸同時動的話效果沒那么好，容易產生刀紋。