石墨高速（sù）加工機理

國內外已有學者在石墨普通切削加工（gōng）以及高速（sù）加（jiā）工中切屑形成時的裂紋形成

及其擴展（zhǎn）、切屑（xiè）形態和尺寸、以及刀具與工件材料之（zhī）間的相互作用等方麵進行了

初步的分析和研究（jiū）。Das(1973>認（rèn）為采用正前角刀（dāo）具進行石墨車削加工時，首

先將產生一個大（dà）塊切（qiē）屑（xiè），並在待加（jiā）工工件表麵留下一個弧形溝槽，然後再以細小 

切屑的形式被去除；而采用（yòng）負前角刀具加工時，由於多個滑移麵同步擴展，產生

的切屑主要以小顆粒切屑為主[47】。陳昌精(1989)研究碳一石墨材料的車削過程

及其特性時指出，切削工具對石墨坯料不是單純的表麵剝（bāo）離，而是根據切削工具

和坯料的性質、切削工具的切削因素（sù）和切削刃口的鋒利程度等（děng）不同，分（fèn）別對切削

表麵的顆粒（lì）起“切開剝離”或（huò）“壓碎剝離”等（děng）作（zuò）用：碳一石（shí）墨材料切削過程中的

切削力是沒有規律的、斷斷續續的高頻衝擊力；此外（wài），在高速相對運動中的碳顆

粒與切削刃之間存在著相當（dāng）大的摩擦（cā）力[Ill。胡建文(1991)認為石墨材料的切削

過程主要是被加（jiā）工材料表麵（miàn）受刀具刃口的擠壓力而被（bèi）擠裂(擠（jǐ）碎)，該擠壓（yā）力（lì）實際

上是（shì）刃1：3與被加工材料的摩擦作用（yòng）【4引。閻秋生(1994)提及燒結石墨車削時的切

屑粉粒（lì）呈凹凸碎狀，新刃磨刀具切屑形狀不規則性嚴重，表麵多棱角，尺寸為幾

十（shí）到數百微米，隨著刀具（jù）磨損的增大，切屑顆粒平均直徑近似球形（xíng），粉屑表麵凹

凸度減小14”。Masuda(1996)在石墨材料的高速車削過程中通過高速攝影觀察（chá）到，

石墨材（cái）料內部產生的（de）初始裂紋沿（yán）著切削方向發生（shēng）擴展，使石墨（mò）材（cái）料發生碎裂（liè），大

多數（shù）切屑沿前刀麵滑動，因而產生刀具月（yuè）牙窪磨損【50l。Sato(1996)將燒結石墨（mò）

高速車削過程中的石墨切屑分為4個等級500“m、250 pm、125¨m和63 ttm，

其中粒度小於250 I．tm的石墨切屑顆粒的重量在切屑總（zǒng）重量中占有大部分比例，

而且隨著進給量（liàng）的增加，大顆粒切屑所占的比重將增加[sH。K6nig(1998)研究

石墨高速銑削過程後認為，石墨切屑形成過程與陶瓷等脆性材料有很大相似之處；

石墨材料在刀尖處有擠壓破碎，形成細小切屑（xiè），切削產生的裂紋會先向刀尖前下

方延伸擴展然（rán）後再擴展（zhǎn）到自由表麵，形成大塊斷屑，並在石墨已加（jiā）工表麵形成（chéng）斷

裂凹坑；切屑與刀具前刀麵的接觸狀態分為切削接（jiē）觸衝擊區和切屑沿前刀麵的滑

移區，它們分別導致（zhì）不同（tóng）的刀具磨損形態。石墨電極材料（liào）車削的切削力（lì）及其波動幅值隨進給量的增大而增大，最大切（qiē）削力與平均切削力（lì）之比可（kě）達2．0，充分反（fǎn）