กราไฟต์เป็นวัสดุอโลหะทั่วไป สีดำ ทนต่ออุณหภูมิสูงและต่ำได้ดี มีการนำไฟฟ้าและความร้อนที่ดี มีคุณสมบัติการหล่อลื่นที่ดี และมีคุณสมบัติทางเคมีที่เสถียร มีการนำไฟฟ้าที่ดี สามารถใช้เป็นอิเล็กโทรดใน EDM ได้ เมื่อเปรียบเทียบกับอิเล็กโทรดทองแดงแบบดั้งเดิม กราไฟต์มีข้อดีหลายประการ เช่น ทนต่ออุณหภูมิสูง ใช้พลังงานต่ำ และเสียรูปจากความร้อนน้อย แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการปรับตัวได้ดีกว่าในการประมวลผลชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำและซับซ้อน รวมถึงอิเล็กโทรดขนาดใหญ่ กราไฟต์จึงค่อยๆ เข้ามาแทนที่อิเล็กโทรดทองแดงในฐานะอิเล็กโทรดหลักสำหรับการตัดเฉือนด้วยไฟฟ้า [1] นอกจากนี้ วัสดุกราไฟต์ที่ทนต่อการสึกหรอสามารถใช้ภายใต้สภาวะความเร็วสูง อุณหภูมิสูง และความดันสูงได้โดยไม่ต้องใช้น้ำมันหล่อลื่น อุปกรณ์หลายชนิดใช้ถ้วยลูกสูบ ซีล และแบริ่งที่ทำจากวัสดุกราไฟต์อย่างแพร่หลาย
ปัจจุบัน วัสดุกราไฟต์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านเครื่องจักรกล โลหะวิทยา อุตสาหกรรมเคมี การป้องกันประเทศ และสาขาอื่นๆ ชิ้นส่วนกราไฟต์มีหลายประเภท โครงสร้างชิ้นส่วนซับซ้อน มีความแม่นยำสูง และต้องการคุณภาพพื้นผิวที่ดี การวิจัยด้านการแปรรูปกราไฟต์ในประเทศยังไม่ลึกซึ้งเพียงพอ เครื่องมือกลสำหรับการแปรรูปกราไฟต์ในประเทศก็มีค่อนข้างน้อย การแปรรูปกราไฟต์ในต่างประเทศส่วนใหญ่ใช้ศูนย์แปรรูปกราไฟต์ความเร็วสูง ซึ่งปัจจุบันกลายเป็นทิศทางการพัฒนาหลักของการแปรรูปกราไฟต์ไปแล้ว
บทความนี้วิเคราะห์เทคโนโลยีการขึ้นรูปกราไฟต์และเครื่องมือกลสำหรับการแปรรูปกราไฟต์จากแง่มุมต่างๆ ดังต่อไปนี้
① การวิเคราะห์ประสิทธิภาพการขึ้นรูปกราไฟต์
② มาตรการทางเทคโนโลยีการแปรรูปกราไฟต์ที่ใช้กันทั่วไป;
③ เครื่องมือและพารามิเตอร์การตัดที่ใช้กันทั่วไปในการแปรรูปกราไฟต์;
การวิเคราะห์ประสิทธิภาพการตัดกราไฟต์
กราไฟต์เป็นวัสดุเปราะที่มีโครงสร้างไม่สม่ำเสมอ การตัดกราไฟต์เกิดขึ้นจากการสร้างเศษวัสดุหรือผงที่ไม่ต่อเนื่องกันผ่านการแตกหักแบบเปราะของวัสดุกราไฟต์ เกี่ยวกับกลไกการตัดวัสดุกราไฟต์นั้น นักวิชาการทั้งในและต่างประเทศได้ทำการวิจัยมากมาย นักวิชาการต่างประเทศเชื่อว่ากระบวนการเกิดเศษกราไฟต์นั้นโดยคร่าวๆ คือ เมื่อคมตัดของเครื่องมือสัมผัสกับชิ้นงาน ปลายของเครื่องมือจะถูกบด ทำให้เกิดเศษเล็กๆ และหลุมเล็กๆ และเกิดรอยแตก ซึ่งจะขยายไปทางด้านหน้าและด้านล่างของปลายเครื่องมือ ทำให้เกิดหลุมแตกหัก และส่วนหนึ่งของชิ้นงานจะแตกหักเนื่องจากการเคลื่อนที่ของเครื่องมือ ทำให้เกิดเศษวัสดุ นักวิชาการในประเทศเชื่อว่าอนุภาคกราไฟต์นั้นละเอียดมาก และคมตัดของเครื่องมือมีส่วนโค้งปลายมาก ดังนั้นบทบาทของคมตัดจึงคล้ายกับการอัดขึ้นรูป วัสดุกราไฟต์ในบริเวณสัมผัสระหว่างเครื่องมือกับชิ้นงานจะถูกบีบอัดโดยหน้าตัดและปลายของเครื่องมือ ภายใต้แรงกดดัน จะเกิดการแตกหักแบบเปราะ ทำให้เกิดเศษชิ้นเล็กๆ ขึ้นมา [3]
ในกระบวนการตัดกราไฟต์ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงทิศทางการตัดบริเวณมุมโค้งหรือมุมเหลี่ยมของชิ้นงาน การเปลี่ยนแปลงความเร่งของเครื่องมือ การเปลี่ยนแปลงทิศทางและมุมการเข้าออกของเครื่องมือ การสั่นสะเทือนในการตัด ฯลฯ ทำให้เกิดแรงกระแทกต่อชิ้นงานกราไฟต์ ส่งผลให้ขอบของชิ้นส่วนกราไฟต์เปราะและบิ่น มุมสึกหรออย่างรุนแรง และปัญหาอื่นๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทำการตัดมุมและชิ้นส่วนกราไฟต์ที่บางและมีร่องแคบ มีโอกาสสูงที่จะทำให้มุมและชิ้นงานบิ่น ซึ่งกลายเป็นปัญหาหนึ่งในการขึ้นรูปกราไฟต์
กระบวนการตัดกราไฟต์
วิธีการขึ้นรูปวัสดุกราไฟต์แบบดั้งเดิม ได้แก่ การกลึง การกัด การเจียร การเลื่อย ฯลฯ แต่สามารถขึ้นรูปชิ้นส่วนกราไฟต์ได้เฉพาะรูปทรงที่ไม่ซับซ้อนและมีความแม่นยำต่ำเท่านั้น ด้วยการพัฒนาและการประยุกต์ใช้เครื่องจักรกลความเร็วสูงสำหรับกราไฟต์ เครื่องมือตัด และเทคโนโลยีสนับสนุนที่เกี่ยวข้องอย่างรวดเร็ว วิธีการขึ้นรูปแบบดั้งเดิมเหล่านี้จึงค่อยๆ ถูกแทนที่ด้วยเทคโนโลยีการขึ้นรูปความเร็วสูง จากการใช้งานจริงพบว่า เนื่องจากกราไฟต์มีคุณสมบัติแข็งและเปราะ การสึกหรอของเครื่องมือจึงรุนแรงมากขึ้นในระหว่างการขึ้นรูป ดังนั้นจึงแนะนำให้ใช้เครื่องมือเคลือบคาร์ไบด์หรือเพชร
การวัดกระบวนการตัด
เนื่องจากคุณสมบัติเฉพาะของกราไฟต์ เพื่อให้ได้การประมวลผลชิ้นส่วนกราไฟต์ที่มีคุณภาพสูง จึงต้องใช้มาตรการการประมวลผลที่เหมาะสม เมื่อทำการตัดหยาบวัสดุกราไฟต์ เครื่องมือสามารถป้อนลงบนชิ้นงานโดยตรงโดยใช้พารามิเตอร์การตัดที่ค่อนข้างใหญ่ เพื่อหลีกเลี่ยงการบิ่นระหว่างการตกแต่ง มักใช้เครื่องมือที่มีความทนทานต่อการสึกหรอที่ดีเพื่อลดปริมาณการตัดของเครื่องมือ และตรวจสอบให้แน่ใจว่าระยะห่างของเครื่องมือตัดน้อยกว่า 1/2 ของเส้นผ่านศูนย์กลางของเครื่องมือ และดำเนินการตามมาตรการการประมวลผล เช่น การลดความเร็วในการประมวลผลเมื่อทำการประมวลผลทั้งสองด้าน [4]
นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องจัดวางเส้นทางการตัดอย่างเหมาะสมในระหว่างการตัด เมื่อทำการประมวลผลรูปทรงภายใน ควรใช้รูปทรงโดยรอบให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อตัดส่วนที่รับแรงของชิ้นส่วนที่ตัดให้หนาและแข็งแรงกว่าเสมอ และเพื่อป้องกันไม่ให้ชิ้นงานแตก [5] เมื่อทำการประมวลผลระนาบหรือร่อง ควรเลือกใช้การป้อนแบบเฉียงหรือแบบเกลียวให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ หลีกเลี่ยงการเกิดเกาะบนพื้นผิวการทำงานของชิ้นส่วน และหลีกเลี่ยงการตัดชิ้นงานบนพื้นผิวการทำงาน
นอกจากนี้ วิธีการตัดยังเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อการตัดกราไฟต์ การสั่นสะเทือนของการตัดในระหว่างการกัดลงจะน้อยกว่าการกัดขึ้น ความหนาของการตัดของเครื่องมือในระหว่างการกัดลงจะลดลงจากค่าสูงสุดเหลือศูนย์ และจะไม่มีปรากฏการณ์การกระเด้งหลังจากที่เครื่องมือตัดเข้าไปในชิ้นงาน ดังนั้น โดยทั่วไปจึงนิยมใช้การกัดลงสำหรับการแปรรูปกราไฟต์
ในการแปรรูปชิ้นงานกราไฟต์ที่มีโครงสร้างซับซ้อน นอกจากการปรับปรุงเทคโนโลยีการแปรรูปให้เหมาะสมตามข้อพิจารณาข้างต้นแล้ว ยังต้องใช้มาตรการพิเศษบางอย่างตามเงื่อนไขเฉพาะเพื่อให้ได้ผลลัพธ์การตัดที่ดีที่สุด
วันที่โพสต์: 20 กุมภาพันธ์ 2021
