高性能石墨作為電極材料，具有強度高、電極消耗小、加工速度快、熱變形小和加工溫度高等優點，在我國汽車、家電、通信和電子等行業制品的模具電火花加工制造中應用日益廣泛，尤其在薄壁或微細電極制造和應用方面具有銅電極無法比擬的優勢。加工石墨電極的時候，其壁厚越薄高度越高，加工難度越大，掌握薄壁石墨材質的加工是石墨電極加工的高端操作，是有一定的技術難度的。石墨的數控加工需要的是專業的數控機床，鑫騰輝數控推出了專門針對石墨材質的數控石墨精雕機，為石墨制品的加工提供了專業的生產工具。石墨精雕機廠家聯系電話：136_998_99025。
  加工薄壁石墨電極主要技術問題分析和加工難點　
石墨材料作為電極前需要經過成型加工，而機械切削加工是工件成型的主要工藝手段。石墨材料具有不同于金屬的特性，決定了石墨在切削加工過程中具有獨特的性質。

（1）加工過程中石墨電極容易發生邊角崩碎的原因主要有：
①切削沖擊。在石墨電極銑削過程中刀具在圓角或拐角處機床進給方向的改變時，機床的加減速度特性將導致在拐角處的進給量減小以及銑刀切入角增大，從而引起切削力增大和加工振動，刀具切入切出以及刀具磨損和破損等等，都有可能加大刀具對薄壁產生的沖擊載荷，從而導致薄壁電極發生邊角脆性崩碎。
②讓刀和彈刀。在石墨電極銑削過程中，當刀具切入工件時，薄壁在切削力作用下將向背離刀具的方向發生彈性變形并產生讓刀導致刀具的實際切削量小于切削量而產生欠切，薄壁的壁厚越薄，高度越高，彈性變形量就越大，讓刀現象就越嚴重，當彈性變形超過薄壁的應力極限時，薄壁便會出現邊角崩碎現象。此外，當薄壁彈性變形結束后將朝向刀具的方向發生回彈，并與刀具發生碰撞產生沖擊，當沖擊過大時，將導致薄壁發生邊角崩碎。
③切削力波動。切削力與讓刀和彈刀之間具有相互的因果關系，讓刀和彈刀主要是由切削力過大而產生，同時讓刀和彈刀又會導致切削力波動，從而加大刀具對薄壁產生的切削沖擊，這樣就又加劇讓刀和彈刀的產生。因此，降低切削力必然可以減少讓刀和彈刀的發生和降低讓刀和彈刀的程度，提高薄壁石墨電極的表面加工質量，又可減少切削力的波動變化，從而提高切削過程的穩定性，減少薄壁石墨電極的邊角崩碎和折斷現象。
（2）已加工表面質量和尺寸精度難以保證。薄壁石墨電極在加工過程中出現的由讓刀和彈刀引起的欠切將導致使加工后的薄壁厚度大于名義壁厚，而由刀具偏擺引起的過切將導致使加工后的薄壁厚度小于名義壁厚，由此極易引起薄壁石墨電極的加工尺寸超出規定的公差要求，而其加工精度不易保證。薄壁已加工表面上的欠切部位，引起加工表面凹凸不平，從而造成工件表面質量下降，并使已加工表面出現波紋狀。由于上述幾個問題的存在，直接影響薄壁石墨電極銑削的質量和效率，所以在銑削過程中，必須采取必要的技術措施加以解決。
2 銑削中采取的基本技術措施
銑削中的基本技術措施是指在加工過程中所注意的問題，它包括：選用正確銑削編程策略、合理選擇銑削工藝參數、合理選擇刀具材料及其合理選擇切削用量等技術措施。
（1）選用正確銑削編程策略。選用適合于薄壁石墨電極銑削的編程策略，決定了該薄壁石墨電極銑削加工的可能性、加工質量、加工精度和加工效率，是成功實現薄壁石墨電極銑削的關鍵措施。高效高精度的銑削編程策略可提高加工過程的穩定性，保證切削載荷恒定，保持穩定的進給運動，以及避免走刀方向和加速度的突然變化，從而減少切削沖擊，減少讓刀的彈刀的產生，提高薄壁已加工表面質量，減少薄壁邊角崩碎的產生。

（2）合理選擇銑削工藝參數。對于薄壁石墨電極銑削的工件已加工表面質量和刀具耐用度起著決定性作用。影響切削力的因素較多，切削參數、銑削方式、刀具角度和石墨材料性能等切削條件對切削力具有顯著影響，通過選取合理的切削參數、刀具角度和銑削方式可有效地減小切削力及其產生的切削沖擊，減小讓刀和彈刀現象的發生，并可選取強度較高的石墨材料，以提高薄壁石墨電極的結構剛性，從而減小薄壁石墨電極的邊角崩碎。
（3）合理選擇刀具材料。①刀具材料是決定刀具切削性能的根本因素，對于加工效率、加工質量、加工成本以及刀具耐用度影響很大。刀具材料越硬，其耐磨性越好，硬度越高，沖擊韌性越低，材料
越脆。硬度和韌性是一對矛盾，也是刀具材料所應克服的一個關鍵。②正確選擇銑刀的切削角度。石墨刀具選擇合適的幾何角度，有助于減小刀具的振動，反過來，石墨工件也不容易崩缺。
（4）合理選擇切削用量。銑削加工切削用量包括主軸轉速、背吃刀量及進給速度等。由于切削用量直接影響到生產效率、加工精度、表面粗糙度以及銑刀的壽命等一系列問題，鑒于該零件材料的加工性能具有特殊性，應合理選擇切削用量。

3 加工薄壁石墨電極的數控加工程序總方案
（1）加工準備。
①編程軟件該零件的數控加工程序是基于軟件MasterCAM9.1生成的。該軟件無須畫出實體，只需按1：1正確畫出要加工的輪廓線，選擇適當的圖形和參數即可生成用于加工的程序。
②設備選用VMC850加工中心進行加工(臺灣喬福機械有限公司制造，數控系統為FANUC Oi，機床最高轉速8000r/min)。
③刀具的選擇進口超微粒全鎢鋼刀，刀具磨損量極微小。
④工件的裝夾采用墊板裝夾方法，首先將石墨毛坯底面基準加工后，在中間鉆兩個M16作工藝螺絲孔，再準備一件400mm×300mm的平行墊板，墊板可根據零件大小鉆多個工藝通孔（如圖），然后把石墨毛坯放在墊板上用兩個16mm內六角螺釘擰緊。⑤石墨毛坯在加工之前先在煤油中浸泡數小時，降低其脆性。

（2）銑削加工過程。
①基本外形加工。因為該電極只需加工正面，對刀后第一步先用pocket平面挖槽的加工方法去除（片周圍區域的材料。粗加工后不換刀而是直接轉用Contour輪廓加工方法精加工外形和下部基準分別到尺寸。刀具φ16mm，粗加工刀具轉速n=3000r/min，每層背吃刀量1.0mm，進給速度 ν f=1000mm/min。精加工轉速 n=4500r/min，每層背吃刀量11.0mm，進給速度νf=300mm/min。外形輪廓已加工出單邊0.1mm的電火花間隙；暫時先保留薄片部分及各薄片之問部位的材料。
②電極斜面和圓弧面粗銑。第二步使用Surface Rough Pocket編程即曲面粗加工的形式進行斜面粗銑削，為節省時間仍繼續使用φ16mmR2的圓角銑刀，轉速3500r/min，進給速度νf=2500mm/min，每層背吃刀量0. 7mm。
③電極斜面和圓弧面精加工。第三步采用Surface Finish Parallel的編程方法精加工曲面，使用直徑為φ10mm的二刃球形銑刀；刀具轉速為6000r/min；進給速度為3000mm/min；進刀角度為315°；為保證斜面足夠的精度和良好的表面質量，斜面和圓弧面精度參數Tolerance值設為0.005，每行進刀間距為0.15mm。加工時刀具路徑模擬效果，如果沒有先進行曲面粗加工(即第二步Surface Rough Pocket加工)而直接進行斜面和圓弧面精銑，會使φ10mm球形刀精銑的切削量較大，刀具振動大，表面粗糙度值增大達不到快速精銑的目的甚至有可能斷刀。采用 315°的進刀角度目的是使加工行間距均勻，工件表面質量提高。

④薄片外形精加工。在曲面精加工之后再進行薄壁形狀的精加工成形，如果先加工外形輪廓后加工頂部斜面和圓弧面，則此時薄壁形狀太高，在刀具切削力的作用下石墨電極頂部常會發生崩角崩邊現象，造成加工失敗，這也是薄片電極加工中最容易出現的問題。同時，由于薄片之間為10mm窄槽，只能用直徑較小的刀具加工薄片外形。故取直徑為8mm端銑刀，轉速8000r/min，進給速度νf=400mm/min，加工完曲面再加工電極外形時還要注意每次下刀深度不能太大，刀具直徑小，故易產生搶刀過切；每層背吃刀量僅取0.4mm；而轉速和進給速度則取高些，以達到一定的效率。其中外形加工余量參數(XY stock to leave)取-0.1mm是電極預留火花加工間隙。抬刀選擇參數(Keep tool down)選為不抬刀，因為在輪廓外下刀，已確定是在安全的空位下刀，所以不需要設定抬刀，以節約刀具空運行時間，提高效率。薄壁石墨電極加工工藝路線規劃對加工的成敗具有決定性的作用，同樣的加工方法和參數設定，按不同的加工順序進行，得到的效果截然不同。
一種經過實踐證明可行的工藝方案：粗銑外形基準，邊框加工→斜面和圓弧面等高粗加工→斜面和圓弧面精加工→精加工薄壁外形。從合理選擇刀具及材料、切削用量、刀具工藝流程等方面探討了曲面薄壁石墨電極的加工工藝，并在實際加工中得到了驗證，為數控加工工藝人員提供了解決難加工材料問題的參考方案，有助于更加有效地發揮數控機床的作用。鑫騰輝數控專業生產數控機床近十年，石墨精雕機更是我們的主推產品，廠家聯系電話：136_998_99025。