Worstelen met grafiet:een bewerkingsgids

Ondanks dat het een zachter materiaal is, is grafiet eigenlijk een van de moeilijkst te bewerken materialen. Er zijn veel overwegingen die machinisten moeten maken op het gebied van gereedschap, gebruik van koelvloeistof en persoonlijke veiligheid als het gaat om het bewerken van deze onderdelen. Deze post "In The Loupe" onderzoekt de materiaaleigenschappen, de belangrijkste bewerkingstechnieken om te overwegen en tips voor het correct selecteren van snijgereedschappen om succes te behalen in dit lastige materiaal.

Wat is grafiet?

Hoewel grafiet een allotroop van koolstof is, zijn de twee termen niet eenvoudig uitwisselbaar. Koolstof is een element dat zich kan vormen tot verschillende allotropen, waaronder grafiet, diamant en fulleriet. Grafiet is toevallig de meest stabiele vorm van koolstof en komt het meest voor, aangezien koolstof van nature voorkomt als grafiet onder standaardomstandigheden.

Grafiet staat het meest bekend om zijn superieure geleidbaarheid en weerstand tegen hoge temperaturen en corrosie. Dit maakt het een veelgebruikt materiaal in situaties met hoge temperaturen en hoge druk in de ruimtevaart-, elektroden-, nucleaire, energie- en militaire industrie.

Hoewel grafiet met gemak intense hogedruksituaties aankan, is het eigenlijk een zeer zacht, schurend en bros materiaal. Dit kan ernstige uitdagingen veroorzaken bij het bewerken, omdat grafiet snijgereedschappen kan opeten en de bruikbare levensduur van een gereedschap ernstig kan verminderen. Met de juiste gereedschappen en technieken zijn er echter manieren om de bewerking van grafiet te optimaliseren om kosteneffectiever te zijn dan de concurrentie.

Grafiet bewerkingstechnieken

Omdat grafiet zo'n zacht en bros materiaal is, moet bij het bewerken speciale aandacht worden besteed aan het voorkomen van afbrokkelen. Om een ​​goede snede te krijgen, wordt aanbevolen om lichte spaanbelastingen te nemen en lagere voedingen in grafiet te gebruiken. Als u een zware snede zou maken met een hoge voedingssnelheid, zou u het grafiet gaan versnipperen en zou het volledig kunnen breken. Om een ​​vergelijkingspunt te geven, zijn de spaanbelastingen voor grafiet vergelijkbaar met die voor aluminiummaterialen, maar met minder dan de helft van de voedingssnelheid.

Om u een idee te geven van snelheden en voedingen voor grafiet, is hier een voorbeeld met een 1/4" Harvey Tool CVD Diamond Coated, 4-fluits vierkante frees. Als dat gereedschap zou draaien met een standaard RPM van 12.000 bij 780 SFM, zou de aanbevolen spaanbelasting 0,00292 zijn voor een voedingssnelheid van 140 IPM.

Wat betreft de installatie van de machine, is de enige belangrijke tip om te onthouden om altijd het gebruik van koelvloeistof te vermijden. Grafiet is een redelijk poreus materiaal en kan daarom koelvloeistof opnemen en fungeren als een "koelvloeistofspons", wat problemen zal veroorzaken met afgewerkte onderdelen. In de machine en op het gereedschap kan het koelmiddel daadwerkelijk reageren met het grafietstof en een schurende slurry creëren, die problemen zal veroorzaken tijdens het bewerken. Een vacuümsysteem wordt aanbevolen voor het opruimen van materiaal tijdens het bewerken van grafiet. Anders zouden gecoate gereedschappen droog moeten kunnen lopen.

Een ander ding om op te merken bij het bewerken van grafiet is dat, omdat grafiet geen spanen produceert, maar eerder een wolk van zeer schurend stof, het schadelijk kan zijn voor operators en machines zonder de juiste zorg. Operators moeten een beschermend masker dragen om te voorkomen dat ze het grafietstof inademen. Een goede ventilatie en het behoud van de luchtkwaliteit in de winkel is ook essentieel voor de bescherming van machinisten bij het werken in grafiet.

Omdat het grafietstof ook extreem geleidend is, kan het gemakkelijk niet-beschermende circuits in uw CNC-machine beschadigen, wat grote elektrische problemen kan veroorzaken. Hoewel koelvloeistof niet wordt aanbevolen, kan een vacuümsysteem helpen om het stof te verwijderen, zodat het niet te veel in de machine ophoopt en ernstige problemen worden voorkomen.

Verhoog uw efficiëntie bij het bewerken van grafiet – maak vandaag nog gebruik van de snelheden en invoergrafieken van Harvey Tool

Snijgereedschap voor grafietbewerking

Zoals eerder vermeld, is grafiet een beruchte snijgereedschap-killer vanwege zijn extreem schurende aard. Zelfs de hoogste kwaliteit hardmetalen vingerfrezen, als ze niet gecoat worden, zullen bij de meeste klussen snel slijten. Deze extreme slijtage kan ertoe leiden dat het gereedschap tijdens een bewerking moet worden vervangen, wat kan leiden tot een onvolkomenheid in het onderdeel wanneer wordt geprobeerd de bewerking opnieuw te starten waar het versleten gereedschap was gebleven.

Bij het selecteren van een snijgereedschap voor grafietbewerking zijn de coating en snijkant de belangrijkste overweging. Fluittelling, helixhoeken en andere belangrijke kenmerken van de gereedschapsgeometrie komen uiteindelijk op de tweede plaats na de coating bij het kopen van gereedschap.

Voor het bewerken van grafiet wordt waar mogelijk een CVD-diamantcoating (Chemical Vapor Deposition) aanbevolen om de standtijd en de prestaties van het gereedschap te maximaliseren. Deze coatings worden direct in de hardmetalen vingerfrees gekweekt, waardoor de hardheid wordt verbeterd en het gereedschap een coatinglaag krijgt die 5 keer dikker is dan een PVD Diamond Coating. Hoewel niet de scherpste rand, biedt de CVD-diamantcoating een veel langere standtijd dan andere diamantcoatings vanwege de dikkere diamantlaag.

Hoewel de initiële gereedschapskosten hoger kunnen zijn met CVD-gecoate gereedschappen dan met ongecoate gereedschappen, aangezien CVD-gecoate gereedschappen een aanzienlijk langere standtijd hebben dan ongecoate gereedschappen, waardoor de kosten per onderdeel aanzienlijk dalen. In moeilijke, schurende materialen zoals grafiet, zal het ongecoate hardmetalen gereedschap een korte tijd meegaan voordat de abrasiviteit van het grafiet de snijkant volledig verslijt. Als u een gereedschap met CVD-coating heeft, heeft u een voorsprong op de concurrentie, blijft uw machine draaien met minder uitvaltijd voor gereedschapswisselingen en levert u uiteindelijk aanzienlijke kostenbesparingen op.

Over het algemeen kan grafiet een moeilijk te bewerken materiaal zijn, maar met de juiste snijgereedschappen en de juiste snelheden en voedingen maakt u in een mum van tijd kwaliteitsonderdelen. Harvey Tool biedt een brede selectie van CVD-gecoate vingerfrezen in verschillende diameters, bereiken en snedelengtes om ervoor te zorgen dat u krijgt wat u nodig heeft voor elke klus die op uw pad komt.