A grafite é um material não metálico comum, de cor preta, com resistência a altas e baixas temperaturas, boa condutividade elétrica e térmica, boa lubricidade e características químicas estáveis; boa condutividade elétrica, podendo ser utilizada como eletrodo em eletroerosão. Comparada aos eletrodos de cobre tradicionais, a grafite apresenta inúmeras vantagens, como resistência a altas temperaturas, baixo consumo de descarga e baixa deformação térmica. Apresenta melhor adaptabilidade no processamento de peças de precisão e complexas, bem como em eletrodos de grande porte. Ela vem substituindo gradualmente os eletrodos de cobre como faíscas elétricas. A principal fonte de eletrodos de usinagem [1]. Além disso, os materiais de grafite resistentes ao desgaste podem ser utilizados em condições de alta velocidade, alta temperatura e alta pressão sem a necessidade de óleo lubrificante. Muitos equipamentos utilizam amplamente o material de grafite em copos de pistão, vedações e rolamentos.
Atualmente, os materiais de grafite são amplamente utilizados nas áreas de máquinas, metalurgia, indústria química, defesa nacional e outras áreas. Existem muitos tipos de peças de grafite, com estruturas complexas, alta precisão dimensional e requisitos de qualidade de superfície. A pesquisa nacional sobre usinagem de grafite não é suficientemente aprofundada. Máquinas-ferramentas nacionais para processamento de grafite também são relativamente poucas. O processamento de grafite estrangeiro utiliza principalmente centros de processamento de grafite para processamento de alta velocidade, que agora se tornou a principal direção de desenvolvimento da usinagem de grafite.
Este artigo analisa principalmente a tecnologia de usinagem de grafite e máquinas-ferramentas de processamento sob os seguintes aspectos.
①Análise do desempenho da usinagem de grafite;
② Medidas de tecnologia de processamento de grafite comumente usadas;
③ Ferramentas e parâmetros de corte comumente usados no processamento de grafite;
Análise de desempenho de corte de grafite
A grafite é um material frágil com estrutura heterogênea. O corte da grafite é obtido pela geração de partículas de cavacos descontínuas ou pó através da fratura frágil do material de grafite. Em relação ao mecanismo de corte de materiais de grafite, estudiosos nacionais e estrangeiros têm feito muitas pesquisas. Estudiosos estrangeiros acreditam que o processo de formação de cavacos de grafite ocorre aproximadamente quando a aresta de corte da ferramenta entra em contato com a peça de trabalho, e a ponta da ferramenta é esmagada, formando pequenos cavacos e pequenas cavidades, e uma rachadura é produzida, que se estenderá para a frente e a base da ponta da ferramenta, formando uma cavidade de fratura, e uma parte da peça de trabalho será quebrada devido ao avanço da ferramenta, formando cavacos. Estudiosos nacionais acreditam que as partículas de grafite são extremamente finas, e a aresta de corte da ferramenta tem um grande arco de ponta, portanto, o papel da aresta de corte é semelhante à extrusão. O material de grafite na área de contato da ferramenta – a peça de trabalho é comprimido pela face de ataque e pela ponta da ferramenta. Sob pressão, a fratura frágil é produzida, formando cavacos de lascamento [3].
No processo de corte de grafite, devido a mudanças na direção de corte dos cantos arredondados ou cantos da peça, mudanças na aceleração da máquina-ferramenta, mudanças na direção e no ângulo de corte para dentro e para fora da ferramenta, vibração de corte, etc., um certo impacto é causado à peça de grafite, resultando na aresta da peça de grafite. Fragilidade e lascamento dos cantos, desgaste severo da ferramenta e outros problemas. Especialmente ao processar cantos e peças de grafite finas e com nervuras estreitas, é mais provável que ocorram cantos e lascamento da peça, o que também se tornou uma dificuldade na usinagem de grafite.
Processo de corte de grafite 
Os métodos tradicionais de usinagem de materiais de grafite incluem torneamento, fresamento, retificação, serragem, etc., mas eles só podem processar peças de grafite com formas simples e baixa precisão. Com o rápido desenvolvimento e aplicação de centros de usinagem de alta velocidade de grafite, ferramentas de corte e tecnologias de suporte relacionadas, esses métodos tradicionais de usinagem foram gradualmente substituídos por tecnologias de usinagem de alta velocidade. A prática tem demonstrado que, devido às características duras e quebradiças da grafite, o desgaste da ferramenta é mais severo durante o processamento, portanto, recomenda-se o uso de ferramentas com revestimento de carboneto ou diamante.
Medidas do processo de corte
Devido às particularidades da grafite, para obter um processamento de alta qualidade de peças de grafite, medidas de processo correspondentes devem ser tomadas para garantir que: ao desbastar material de grafite, a ferramenta possa avançar diretamente na peça de trabalho, utilizando parâmetros de corte relativamente grandes; para evitar lascas durante o acabamento, ferramentas com boa resistência ao desgaste são frequentemente utilizadas para reduzir a quantidade de corte da ferramenta; e garantir que o passo da ferramenta de corte seja inferior a 1/2 do diâmetro da ferramenta; e realizar medidas de processo, como o processamento de desaceleração ao processar ambas as extremidades [4].
Também é necessário organizar razoavelmente o caminho de corte durante o corte. Ao processar o contorno interno, o contorno circundante deve ser utilizado o máximo possível para que a parte de força da peça cortada seja sempre mais espessa e resistente, evitando a quebra da peça [5]. Ao processar planos ou ranhuras, opte por avanço diagonal ou espiral sempre que possível; evite ilhas na superfície de trabalho da peça e evite cortar a peça de trabalho na superfície de trabalho.
Além disso, o método de corte também é um fator importante que afeta o corte de grafite. A vibração de corte durante o fresamento descendente é menor do que a do fresamento ascendente. A espessura de corte da ferramenta durante o fresamento descendente é reduzida do máximo para zero, e não haverá fenômeno de ressalto após a ferramenta cortar a peça. Portanto, o fresamento descendente é geralmente selecionado para o processamento de grafite.
Ao processar peças de grafite com estruturas complexas, além de otimizar a tecnologia de processamento com base nas considerações acima, algumas medidas especiais devem ser tomadas de acordo com as condições específicas para obter os melhores resultados de corte.
Data de publicação: 20 de fevereiro de 2021