งานวิจัยเกี่ยวกับกระบวนการขึ้นรูปกราไฟต์ 2

ในการตัดเฉือนกราไฟต์ด้วยความเร็วสูง เนื่องจากความแข็งของวัสดุกราไฟต์ การหยุดชะงักของการก่อตัวของเศษวัสดุ และอิทธิพลของลักษณะการตัดด้วยความเร็วสูง ทำให้เกิดความเค้นตัดสลับไปมาในระหว่างกระบวนการตัด และเกิดการสั่นสะเทือนจากการกระแทก ส่งผลให้เครื่องมือมีแนวโน้มที่จะสึกหรอที่หน้าตัดและด้านข้างอย่างรุนแรง ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่ออายุการใช้งานของเครื่องมือ ดังนั้นเครื่องมือที่ใช้ในการตัดเฉือนกราไฟต์ด้วยความเร็วสูงจึงต้องมีความทนทานต่อการสึกหรอและความทนทานต่อแรงกระแทกสูง

เครื่องมือเคลือบเพชรมีข้อดีคือมีความแข็งสูง ทนต่อการสึกหรอสูง และมีสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ ปัจจุบัน เครื่องมือเคลือบเพชรจึงเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการแปรรูปกราไฟต์

เครื่องมือตัดเฉือนกราไฟต์จำเป็นต้องเลือกมุมคายเศษที่เหมาะสม ซึ่งจะช่วยลดการสั่นสะเทือนของเครื่องมือ ปรับปรุงคุณภาพการตัดเฉือน และลดการสึกหรอของเครื่องมือ งานวิจัยของนักวิชาการชาวเยอรมันเกี่ยวกับกลไกการตัดกราไฟต์แสดงให้เห็นว่า การกำจัดกราไฟต์ในระหว่างการตัดกราไฟต์มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับมุมคายเศษของเครื่องมือ การตัดด้วยมุมคายเศษที่เป็นลบจะเพิ่มแรงกด ซึ่งเป็นประโยชน์ในการส่งเสริมการบดวัสดุ ปรับปรุงประสิทธิภาพการประมวลผล และหลีกเลี่ยงการเกิดเศษกราไฟต์ขนาดใหญ่

ประเภทของเครื่องมือที่ใช้กันทั่วไปสำหรับการตัดกราไฟต์ความเร็วสูง ได้แก่ ดอกกัดปลายแบน ดอกกัดปลายกลม และดอกกัดมุมโค้ง ดอกกัดปลายแบนโดยทั่วไปใช้สำหรับการประมวลผลพื้นผิวที่มีระนาบและรูปทรงค่อนข้างเรียบง่าย ดอกกัดปลายกลมเป็นเครื่องมือที่เหมาะสมสำหรับการประมวลผลพื้นผิวโค้ง ดอกกัดมุมโค้งมีคุณสมบัติของทั้งดอกกัดปลายกลมและดอกกัดปลายแบน และสามารถใช้ได้ทั้งกับพื้นผิวโค้งและพื้นผิวเรียบ

พารามิเตอร์การตัด

การเลือกพารามิเตอร์การตัดที่เหมาะสมในระหว่างการตัดกราไฟต์ความเร็วสูงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการปรับปรุงคุณภาพและประสิทธิภาพการประมวลผลชิ้นงาน เนื่องจากกระบวนการตัดกราไฟต์ความเร็วสูงมีความซับซ้อนมาก เมื่อเลือกพารามิเตอร์การตัดและกลยุทธ์การประมวลผล จำเป็นต้องพิจารณาโครงสร้างของชิ้นงาน คุณลักษณะของเครื่องมือ และเครื่องมือที่ใช้ เป็นต้น ซึ่งส่วนใหญ่ต้องอาศัยการทดลองตัดจำนวนมาก

สำหรับวัสดุกราไฟต์ จำเป็นต้องเลือกพารามิเตอร์การตัดที่มีความเร็วสูง อัตราป้อนเร็ว และปริมาณเครื่องมือมากในกระบวนการตัดหยาบ ซึ่งสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการตัดเฉือนได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่เนื่องจากกราไฟต์มีแนวโน้มที่จะแตกหักง่ายในระหว่างกระบวนการตัดเฉือน โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ขอบและตำแหน่งอื่นๆ ที่อาจเกิดการแตกหักเป็นรูปทรงหยักได้ง่าย ดังนั้นควรลดอัตราป้อนลงอย่างเหมาะสมในตำแหน่งเหล่านี้ และไม่ควรใช้ปริมาณใบมีดมากเกินไป

สำหรับชิ้นส่วนกราไฟต์ผนังบาง สาเหตุหลักของการบิ่นที่ขอบและมุมเกิดจากแรงกระแทกในการตัด การที่ใบมีดมีความยืดหยุ่น และความผันผวนของแรงตัด การลดแรงตัดสามารถลดการยืดหยุ่นของใบมีด ปรับปรุงคุณภาพการแปรรูปพื้นผิวของชิ้นส่วนกราไฟต์ผนังบาง และลดการบิ่นและการแตกหักที่มุมได้

โดยทั่วไปแล้ว ความเร็วรอบของแกนหมุนของเครื่องจักรกลความเร็วสูงสำหรับงานกราไฟต์จะสูงกว่า หากกำลังของแกนหมุนของเครื่องมือกลเอื้ออำนวย การเลือกความเร็วในการตัดที่สูงขึ้นจะช่วยลดแรงตัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ และประสิทธิภาพในการประมวลผลก็จะดีขึ้นอย่างมาก ในกรณีของการเลือกความเร็วรอบของแกนหมุน ปริมาณการป้อนต่อฟันควรปรับให้เข้ากับความเร็วรอบของแกนหมุนเพื่อป้องกันการป้อนที่เร็วเกินไปและปริมาณเครื่องมือที่มากเกินไปซึ่งอาจทำให้เกิดการบิ่น การตัดกราไฟต์มักจะทำบนเครื่องมือกลสำหรับงานกราไฟต์โดยเฉพาะ ความเร็วรอบของเครื่องจักรโดยทั่วไปอยู่ที่ 3000 ~ 5000 รอบ/นาที และความเร็วในการป้อนโดยทั่วไปอยู่ที่ 0.5 ~ 1 เมตร/นาที ควรเลือกความเร็วที่ค่อนข้างต่ำสำหรับการกลึงหยาบและความเร็วสูงสำหรับการกลึงละเอียด สำหรับเครื่องจักรกลความเร็วสูงสำหรับงานกราไฟต์ ความเร็วของเครื่องมือกลจะค่อนข้างสูง โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 10000 ถึง 20000 รอบ/นาที และอัตราการป้อนโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 1 ถึง 10 เมตร/นาที

ศูนย์เครื่องจักรกลความเร็วสูงกราไฟต์

การตัดกราไฟต์ก่อให้เกิดฝุ่นละอองจำนวนมาก ซึ่งก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม ส่งผลกระทบต่อสุขภาพของคนงาน และส่งผลกระทบต่อเครื่องมือกล ดังนั้น เครื่องมือกลที่ใช้ในการแปรรูปกราไฟต์จึงต้องติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันและกำจัดฝุ่นที่ดี เนื่องจากกราไฟต์เป็นตัวนำไฟฟ้า เพื่อป้องกันไม่ให้ฝุ่นกราไฟต์ที่เกิดขึ้นระหว่างการแปรรูปเข้าไปในชิ้นส่วนไฟฟ้าของเครื่องมือกลและก่อให้เกิดอุบัติเหตุ เช่น ไฟฟ้าลัดวงจร จึงควรมีการป้องกันชิ้นส่วนไฟฟ้าของเครื่องมือกลตามความจำเป็น

ศูนย์เครื่องจักรกลความเร็วสูงกราไฟต์ใช้แกนหมุนไฟฟ้าความเร็วสูงเพื่อให้ได้ความเร็วสูง และเพื่อลดการสั่นสะเทือนของเครื่องมือกล จึงจำเป็นต้องออกแบบโครงสร้างจุดศูนย์ถ่วงต่ำ กลไกการป้อนส่วนใหญ่ใช้ระบบส่งกำลังแบบบอลสกรูความเร็วสูงและความแม่นยำสูง และออกแบบอุปกรณ์ป้องกันฝุ่น [7] ความเร็วแกนหมุนของศูนย์เครื่องจักรกลความเร็วสูงกราไฟต์โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 10,000 ถึง 60,000 รอบ/นาที ความเร็วในการป้อนสามารถสูงถึง 60 เมตร/นาที และความหนาของผนังที่ประมวลผลสามารถน้อยกว่า 0.2 มม. คุณภาพการประมวลผลพื้นผิวและความแม่นยำในการประมวลผลของชิ้นส่วนสูง ซึ่งเป็นวิธีการหลักในการบรรลุการประมวลผลกราไฟต์ที่มีประสิทธิภาพสูงและแม่นยำสูงในปัจจุบัน

ด้วยการใช้งานวัสดุกราไฟต์อย่างแพร่หลายและการพัฒนาเทคโนโลยีการแปรรูปกราไฟต์ความเร็วสูง ทำให้เครื่องจักรแปรรูปกราไฟต์ประสิทธิภาพสูงทั้งในและต่างประเทศเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง รูปที่ 1 แสดงเครื่องจักรศูนย์กลางการแปรรูปกราไฟต์ความเร็วสูงที่ผลิตโดยผู้ผลิตในและต่างประเทศบางราย

เครื่อง GR400 ของ OKK ใช้การออกแบบโครงสร้างแบบจุดศูนย์ถ่วงต่ำและโครงสร้างสะพานเพื่อลดการสั่นสะเทือนทางกลของเครื่องมือกลให้เหลือน้อยที่สุด ใช้สกรูและลูกกลิ้งนำทางที่มีความแม่นยำสูงระดับ C3 เพื่อให้มั่นใจถึงความเร่งสูงของเครื่องมือกล ลดเวลาในการประมวลผล และเพิ่มแผ่นกันกระเด็น การออกแบบฝาครอบด้านบนที่เป็นโลหะแผ่นปิดสนิทช่วยป้องกันฝุ่นกราไฟต์ มาตรการป้องกันฝุ่นที่ใช้โดย Haicheng VMC-7G1 ไม่ใช่วิธีการดูดฝุ่นแบบทั่วไป แต่เป็นรูปแบบการปิดผนึกด้วยม่านน้ำ และติดตั้งอุปกรณ์แยกฝุ่นแบบพิเศษ ชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ได้ เช่น รางนำทางและแกนสกรู ยังติดตั้งปลอกหุ้มและอุปกรณ์ขูดที่มีประสิทธิภาพเพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานที่เสถียรในระยะยาวของเครื่องมือกล

จากพารามิเตอร์จำเพาะของเครื่องจักรกลความเร็วสูงสำหรับกราไฟต์ในตารางที่ 1 จะเห็นได้ว่าความเร็วรอบแกนหมุนและความเร็วป้อนของเครื่องมือกลนั้นสูงมาก ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของการตัดเฉือนกราไฟต์ด้วยความเร็วสูง เมื่อเทียบกับต่างประเทศแล้ว เครื่องจักรกลความเร็วสูงสำหรับกราไฟต์ในประเทศมีความแตกต่างกันเล็กน้อยในด้านข้อกำหนดของเครื่องมือกล เนื่องจากการประกอบ เทคโนโลยี และการออกแบบของเครื่องมือกล ทำให้ความแม่นยำในการตัดเฉือนของเครื่องมือกลค่อนข้างต่ำ ด้วยการใช้งานกราไฟต์อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการผลิต เครื่องจักรกลความเร็วสูงสำหรับกราไฟต์จึงได้รับความสนใจมากขึ้นเรื่อยๆ เครื่องจักรกลความเร็วสูงสำหรับกราไฟต์ที่มีประสิทธิภาพสูงและประสิทธิผลสูงได้รับการออกแบบและผลิตขึ้น โดยใช้เทคโนโลยีการประมวลผลที่เหมาะสมที่สุดเพื่อใช้ประโยชน์จากคุณลักษณะและประสิทธิภาพของกราไฟต์อย่างเต็มที่ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการประมวลผลและคุณภาพของชิ้นส่วน ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาเทคโนโลยีการตัดเฉือนกราไฟต์ของประเทศ

สรุปได้ว่า

บทความนี้กล่าวถึงกระบวนการตัดเฉือนกราไฟต์เป็นหลัก โดยพิจารณาจากคุณลักษณะของกราไฟต์ กระบวนการตัด และโครงสร้างของเครื่องจักรตัดเฉือนความเร็วสูงสำหรับกราไฟต์ ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีเครื่องมือกลและเทคโนโลยีเครื่องมือ เทคโนโลยีการตัดเฉือนความเร็วสูงสำหรับกราไฟต์จึงต้องการการวิจัยเชิงลึกผ่านการทดสอบการตัดและการประยุกต์ใช้งานจริง เพื่อยกระดับเทคนิคการตัดเฉือนกราไฟต์ทั้งในเชิงทฤษฎีและปฏิบัติ