Ricerca sul processo di lavorazione della grafite 2

Nella lavorazione ad alta velocità della grafite, a causa della durezza del materiale, dell'interruzione della formazione del truciolo e dell'influenza delle caratteristiche di taglio ad alta velocità, si generano sollecitazioni di taglio alternate durante il processo di taglio e una certa vibrazione d'impatto. L'utensile è soggetto ad abrasione sulla superficie di spoglia e sul fianco, il che influisce seriamente sulla sua durata. Pertanto, gli utensili utilizzati per la lavorazione ad alta velocità della grafite devono possedere elevata resistenza all'usura e agli urti.

Gli utensili rivestiti di diamante presentano i vantaggi di elevata durezza, elevata resistenza all'usura e basso coefficiente di attrito. Attualmente, gli utensili rivestiti di diamante rappresentano la scelta migliore per la lavorazione della grafite.

Anche per la lavorazione della grafite è necessario scegliere un angolo geometrico adeguato, che contribuisca a ridurre le vibrazioni dell'utensile, a migliorare la qualità della lavorazione e a diminuire l'usura. La ricerca di studiosi tedeschi sul meccanismo di taglio della grafite dimostra che la rimozione del materiale durante la lavorazione è strettamente correlata all'angolo di spoglia dell'utensile. Un angolo di spoglia negativo aumenta la sollecitazione di compressione, il che favorisce la frantumazione del materiale, migliora l'efficienza di lavorazione ed evita la formazione di frammenti di grafite di grandi dimensioni.

Le tipologie di utensili più comuni per la lavorazione ad alta velocità della grafite includono frese a candela, frese a sfera e frese per raccordi. Le frese a candela sono generalmente utilizzate per la lavorazione di superfici con piani e forme relativamente semplici. Le frese a sfera sono ideali per la lavorazione di superfici curve. Le frese per raccordi combinano le caratteristiche delle frese a sfera e delle frese a candela e possono essere utilizzate sia per superfici curve che piane.

Parametri di taglio

La selezione di parametri di taglio adeguati durante la lavorazione ad alta velocità della grafite è di fondamentale importanza per migliorare la qualità e l'efficienza della lavorazione del pezzo. Poiché il processo di taglio ad alta velocità della grafite è molto complesso, nella scelta dei parametri di taglio e delle strategie di lavorazione è necessario considerare la struttura del pezzo, le caratteristiche della macchina utensile, gli utensili, ecc. Sono molti i fattori da valutare, e la decisione finale si basa principalmente su un gran numero di prove di taglio.

Per i materiali in grafite, è necessario selezionare parametri di taglio con alta velocità, avanzamento rapido e un grande numero di utensili nella fase di sgrossatura, il che può migliorare efficacemente l'efficienza di lavorazione; tuttavia, poiché la grafite è soggetta a scheggiature durante la lavorazione, soprattutto sui bordi, ecc., è facile che si formino irregolarità, e la velocità di avanzamento dovrebbe essere opportunamente ridotta in queste zone, e non è adatto consumare un grande numero di utensili.

Per i componenti in grafite a parete sottile, le cause principali della scheggiatura di bordi e angoli sono l'impatto del taglio, l'elasticità della lama e le fluttuazioni della forza di taglio. Riducendo la forza di taglio è possibile ridurre l'usura della lama e della lama, migliorare la qualità della lavorazione superficiale dei componenti in grafite a parete sottile e ridurre la scheggiatura e la rottura degli angoli.

La velocità del mandrino dei centri di lavoro ad alta velocità per la lavorazione della grafite è generalmente elevata. Se la potenza del mandrino della macchina utensile lo consente, la scelta di una velocità di taglio più elevata può ridurre efficacemente la forza di taglio e migliorare significativamente l'efficienza di lavorazione; nella scelta della velocità del mandrino, l'avanzamento per dente deve essere adattato alla velocità del mandrino per evitare un avanzamento troppo rapido e un eccessivo avanzamento dell'utensile che potrebbero causare scheggiature. La lavorazione della grafite viene solitamente eseguita su macchine utensili specifiche per la grafite, con una velocità di lavorazione generalmente compresa tra 3000 e 5000 giri/min e una velocità di avanzamento generalmente compresa tra 0,5 e 1 m/min; si consiglia di scegliere una velocità relativamente bassa per la sgrossatura e una velocità elevata per la finitura. Nei centri di lavoro ad alta velocità per la lavorazione della grafite, la velocità della macchina utensile è relativamente elevata, generalmente tra 10000 e 20000 giri/min, e la velocità di avanzamento è generalmente compresa tra 1 e 10 m/min.

Centro di lavorazione ad alta velocità per grafite

Durante la lavorazione della grafite si genera una grande quantità di polvere, che inquina l'ambiente, compromette la salute dei lavoratori e danneggia le macchine utensili. Pertanto, le macchine utensili per la lavorazione della grafite devono essere dotate di efficaci dispositivi di protezione e aspirazione della polvere. Poiché la grafite è un materiale conduttivo, per evitare che la polvere di grafite generata durante la lavorazione penetri nei componenti elettrici della macchina utensile e causi incidenti come cortocircuiti, è necessario proteggere adeguatamente tali componenti.

Il centro di lavorazione ad alta velocità per grafite adotta un mandrino elettrico ad alta velocità per raggiungere un'elevata velocità e, per ridurre le vibrazioni della macchina utensile, è necessario progettare una struttura a basso baricentro. Il meccanismo di avanzamento adotta principalmente una trasmissione a vite a ricircolo di sfere ad alta velocità e alta precisione e progetta dispositivi antipolvere [7]. La velocità del mandrino del centro di lavorazione ad alta velocità per grafite è solitamente compresa tra 10000 e 60000 giri/min, la velocità di avanzamento può raggiungere i 60 m/min e lo spessore della parete lavorata può essere inferiore a 0,2 mm, la qualità della lavorazione superficiale e la precisione di lavorazione dei pezzi sono elevate, il che rappresenta il metodo principale per ottenere una lavorazione della grafite ad alta efficienza e alta precisione al momento.

Con l'ampia applicazione dei materiali in grafite e lo sviluppo di tecnologie di lavorazione ad alta velocità, la disponibilità di apparecchiature ad alte prestazioni per la lavorazione della grafite, sia in patria che all'estero, è gradualmente aumentata. La Figura 1 mostra i centri di lavoro ad alta velocità per la grafite prodotti da alcuni produttori nazionali ed esteri.

La GR400 di OKK adotta un design con baricentro basso e struttura a ponte per ridurre al minimo le vibrazioni meccaniche della macchina utensile; utilizza viti di precisione C3 e guide a rulli per garantire un'elevata accelerazione della macchina utensile, ridurre i tempi di lavorazione e adotta protezioni antispruzzo. Il design completamente chiuso in lamiera del coperchio superiore della macchina impedisce la polvere di grafite. Le misure antipolvere adottate dalla Haicheng VMC-7G1 non sono il comune metodo di aspirazione, ma una forma di tenuta a cortina d'acqua e uno speciale dispositivo di separazione della polvere è installato. Le parti mobili come le guide e le viti sono inoltre dotate di guaine e di un potente dispositivo di raschiatura per garantire un funzionamento stabile a lungo termine della macchina utensile.

Come si evince dai parametri di specifica del centro di lavoro ad alta velocità per grafite riportati nella Tabella 1, la velocità del mandrino e la velocità di avanzamento della macchina utensile sono molto elevate, caratteristica tipica della lavorazione ad alta velocità della grafite. Rispetto ai paesi esteri, i centri di lavoro per grafite nazionali presentano poche differenze nelle specifiche delle macchine utensili. A causa dell'assemblaggio, della tecnologia e della progettazione delle macchine utensili, la precisione di lavorazione è relativamente bassa. Con la diffusione dell'uso della grafite nell'industria manifatturiera, i centri di lavoro ad alta velocità per grafite hanno attirato sempre più attenzione. Vengono progettati e realizzati centri di lavoro per grafite ad alte prestazioni ed efficienza. Viene adottata una tecnologia di lavorazione ottimizzata per sfruttare appieno le caratteristiche e le prestazioni della grafite, al fine di migliorarne l'efficienza di lavorazione e la qualità dei pezzi. Ciò riveste grande importanza per il miglioramento della tecnologia di lavorazione a taglio della grafite nel nostro paese.

per riassumere

Questo articolo tratta principalmente del processo di lavorazione della grafite, analizzandone le caratteristiche, il processo di taglio e la struttura del centro di lavoro ad alta velocità. Con il continuo sviluppo della tecnologia delle macchine utensili e degli utensili, la tecnologia di lavorazione ad alta velocità della grafite necessita di approfondite ricerche attraverso prove di taglio e applicazioni pratiche, al fine di migliorare il livello tecnico della lavorazione della grafite sia a livello teorico che pratico.