El grafito es un material no metálico común, de color negro, con resistencia a altas y bajas temperaturas, buena conductividad eléctrica y térmica, buena lubricidad y características químicas estables. Gracias a su buena conductividad eléctrica, se puede utilizar como electrodo en la electroerosión. En comparación con los electrodos de cobre tradicionales, el grafito presenta numerosas ventajas, como resistencia a altas temperaturas, bajo consumo de descarga y baja deformación térmica. Presenta una mayor adaptabilidad en el procesamiento de piezas de precisión y complejas, así como en electrodos de gran tamaño. Ha reemplazado gradualmente a los electrodos de cobre como generadores de chispas eléctricas. Es la corriente principal de los electrodos de mecanizado [1]. Además, los materiales de grafito resistentes al desgaste se pueden utilizar en condiciones de alta velocidad, alta temperatura y alta presión sin necesidad de aceite lubricante. Muchos equipos utilizan ampliamente el grafito en copas de pistón, sellos y cojinetes.
Actualmente, el grafito se utiliza ampliamente en maquinaria, metalurgia, industria química, defensa nacional y otros sectores. Existen numerosos tipos de piezas de grafito, con estructuras complejas, alta precisión dimensional y requisitos de calidad superficial. La investigación nacional sobre el mecanizado de grafito es insuficiente. Además, las máquinas herramienta nacionales para el procesamiento de grafito son relativamente escasas. El procesamiento de grafito en el extranjero utiliza principalmente centros de procesamiento de grafito para el procesamiento de alta velocidad, lo que se ha convertido en la principal dirección de desarrollo del mecanizado de grafito.
Este artículo analiza principalmente la tecnología de mecanizado de grafito y las máquinas herramienta de procesamiento desde los siguientes aspectos.
①Análisis del rendimiento del mecanizado de grafito;
② Medidas de tecnología de procesamiento de grafito comúnmente utilizadas;
③ Herramientas y parámetros de corte comúnmente utilizados en el procesamiento de grafito;
Análisis del rendimiento del corte de grafito
El grafito es un material frágil con una estructura heterogénea. El corte del grafito se logra generando partículas de viruta discontinuas o polvo mediante la fractura frágil del material. Investigadores nacionales e internacionales han realizado numerosas investigaciones sobre el mecanismo de corte de los materiales de grafito. Los investigadores extranjeros creen que el proceso de formación de viruta de grafito se produce, aproximadamente, cuando el filo de la herramienta entra en contacto con la pieza de trabajo y la punta se aplasta, formando pequeñas virutas y picaduras. Se produce una grieta que se extiende hacia la parte frontal e inferior de la punta de la herramienta, formando una pica de fractura. Una parte de la pieza de trabajo se rompe debido al avance de la herramienta, formando virutas. Los investigadores nacionales creen que las partículas de grafito son extremadamente finas y que el filo de la herramienta tiene un amplio arco de punta, por lo que su función es similar a la de la extrusión. El grafito en el área de contacto de la herramienta con la pieza de trabajo es comprimido por la cara de ataque y la punta de la herramienta. Bajo presión, se produce una fractura frágil, formando virutas [3].
Durante el corte de grafito, debido a cambios en la dirección de corte de las esquinas redondeadas o de las esquinas de la pieza, cambios en la aceleración de la máquina herramienta, cambios en la dirección y el ángulo de corte, vibraciones de corte, etc., se produce un impacto en la pieza, lo que resulta en la rotura del filo. Esto puede provocar fragilidad y astillamiento en las esquinas, un desgaste severo de la herramienta y otros problemas. Especialmente al procesar esquinas y piezas de grafito con nervaduras delgadas y estrechas, es más probable que se produzcan astillamiento en las esquinas, lo que también dificulta el mecanizado de grafito.
Proceso de corte de grafito 
Los métodos tradicionales de mecanizado de materiales de grafito incluyen torneado, fresado, rectificado, aserrado, etc., pero solo permiten procesar piezas de grafito con formas simples y baja precisión. Con el rápido desarrollo y la aplicación de centros de mecanizado de alta velocidad de grafito, herramientas de corte y tecnologías auxiliares relacionadas, estos métodos de mecanizado tradicionales han sido reemplazados gradualmente por tecnologías de mecanizado de alta velocidad. La práctica ha demostrado que, debido a la dureza y fragilidad del grafito, el desgaste de las herramientas es mayor durante el procesamiento; por lo tanto, se recomienda utilizar herramientas con recubrimiento de carburo o diamante.
Medidas del proceso de corte
Debido a la particularidad del grafito, para lograr un procesamiento de alta calidad en sus piezas, es necesario implementar las medidas de proceso correspondientes. Al desbastar grafito, la herramienta puede avanzar directamente sobre la pieza, utilizando parámetros de corte relativamente amplios. Para evitar el astillado durante el acabado, se suelen utilizar herramientas con buena resistencia al desgaste para reducir la cantidad de corte, asegurar que el paso de la herramienta sea inferior a la mitad del diámetro de la herramienta y aplicar medidas de proceso como la desaceleración al procesar ambos extremos [4].
También es necesario planificar adecuadamente la trayectoria de corte. Al procesar el contorno interior, se debe aprovechar al máximo el contorno circundante para que la sección de fuerza de la pieza cortada sea siempre más gruesa y resistente, y para evitar que la pieza se rompa [5]. Al procesar planos o ranuras, opte por un avance diagonal o espiral siempre que sea posible; evite las islas en la superficie de trabajo de la pieza y el corte de la pieza en ella.
Además, el método de corte también es un factor importante que afecta el corte de grafito. La vibración de corte durante el fresado descendente es menor que la del fresado ascendente. El espesor de corte de la herramienta durante el fresado descendente se reduce del máximo a cero, y no se produce rebote después de que la herramienta corte la pieza de trabajo. Por lo tanto, el fresado descendente se suele seleccionar para el procesamiento de grafito.
Al procesar piezas de grafito con estructuras complejas, además de optimizar la tecnología de procesamiento según las consideraciones anteriores, se deben tomar algunas medidas especiales según las condiciones específicas para lograr los mejores resultados de corte.
Hora de publicación: 20 de febrero de 2021