石墨电极铣削、钻孔，都能用金刚石（PCD）刀具？|pcd|刀具|涂层|石墨|金刚石|钻孔|铣刀

石墨模具、石墨电极等制品的加工方式主要以车削、铣削、钻孔为主，而且石墨制品质坚而脆，在加工过程中如果刀具（PCD刀具）选择不正确，很容易产生崩损现象，华菱超硬作为我国超硬刀具国产化的先驱，在该领域积累了丰富的加工经验，今天笔者就结合实际案例，来聊一聊加工石墨的PCD刀具应该怎么选择~

一、加工石墨制品的刀具材质选择

刀具材质是决定刀具切削性能的根本因素，对于加工效率、加工质量、加工成本以及刀具耐用度都有很大的影响。但由于石墨制品质坚而脆，所以切削刀具需具备高硬度和高耐磨性，足够的强度和冲击韧性，良好的可加工性等性能，目前常用的刀具材质主要以金刚石（PCD）为主。

金刚石（PCD）刀具有很多种结构，如PCD铣刀，PCD铰刀，PCD钻头，PCD车刀，CVD金刚石涂层刀具等，但在石墨制品领域，主要以PCD车刀和金刚石涂层铣刀为主，目前常用的PCD车刀有CDW302材质和CDW010材质，加工效率高，CVD金刚石涂层铣刀以HPD石墨专用铣刀为主。

二、石墨加工刀具的切削参数选择

所谓的切削参数就是切削速度，进给量和吃刀深度三要素，在加工石墨过程中，根据控制切削三要素，来保证石墨模具/石墨电极等制品的高效高精度要求。

加工石墨过程中采用高转速（切削速度Vc）、快进给（进给量Fr），小切深（吃刀深度ap）进行加工，具体切削参数范围如下表：

三、石墨加工刀具的几何角度选择

选择合适的几何角度，加工石墨制品时可有效减小刀具的振动，反过来，石墨工件也不容易崩缺。

后角：如果后角的增大，则刀具刃口强度降低，后刀面磨损面积逐渐增大。刀具后角过大后，切削振动加强。

前角：采用负前角（6-10°）加工石墨模具/石墨电极等制品时，刀具刃口强度较好，耐冲击和摩擦的性能好。

螺旋角：螺旋角较小时，同一切削刃上同时切入石墨工件的刃长长，切削阻力大，刀具承受的切削冲击力大，因而刀具磨损、铣削力和切削振动都是很大的螺旋角较大时，铣削合力的方向偏离工件表面的程度大，石墨材料因崩损而造成的切削冲击加剧，因而刀具磨损、铣削力和切削振动也都有所增大。

通过对石墨材料的加工特性进行大量的科学测试，HPD石墨铣刀和CDW302/CDW010材质PCD车刀片优化了相关刀具的几何角度，从而使得刀具的整体切削性能大大提高。

四、石墨加工刀具的涂层选择

加工石墨刀具应选择金刚石涂层，HPD石墨铣刀采用全新的涂层工艺，先进的涂层后处理技术，使其与基体结合更紧密，耐磨性能，抗氧化性能和润滑性能优异，摩擦力更低，加工表面质量更优，是石墨加工刀具的理想选择，也能体现石墨刀具优越的使用性能。

HPD石墨铣刀锋利耐磨，减少换刀次数，可以提高近10-20 倍刀具使用寿命；刃口经过特殊优化，有效减小切削阻力，效率更高；同时可在切削速度比硬质合金刀具高2-3倍的情况下对石墨制品进行高效加工，满足加工中心大批量、高效率、高精度的加工要求。

五、石墨加工刀具的刃口强化

刀具刃口钝化技术是一个还不被人们普遍重视，而又是十分重要的问题。金刚石砂轮刃磨后的硬质合金刀具刃口，存在程度不同的微观缺口 (即微小崩刃与锯口 )。石墨高速切削加工刀具性能和稳定性提出了更高的要求，特别是金刚石涂层刀具在涂层前必须经过刀口的钝化处理，才能保证涂层的牢固性和使用寿命。

六、HPD石墨铣刀加工石墨电极的方案

当石墨电极在EDM（电火花加工）时，有两个或两个以上方向同时有电作用即为立体电极。如下图所示：立体电极EDM时五个面同时起到放电效果，该类型的电极从一个方向加工不出来，一般需从几个方向加工（即多面加工），加工时尽量使用EROWA夹具以保证精度，同时也方便加工，下面介绍一下立体电极的加工方法：

先用φ12R0.5从顶面整体开粗，并光出电极底座 → Φ3R0.3二次开粗小槽及凹坑 → Φ10R5球头铣刀精光顶面及精兜侧边 → Φ10R0.5精铣平底，精兜侧边下面5mm（切掉球刀留下的圆角R5）→ Φ2R1球刀和φ1R0.1分别清圆角和利角（只光顶面和靠近顶面部分）→ 后分别从四个侧面加工，用φ1R0.1和φ1R0.5球头铣刀清出侧面所有的圆角和利角。