高性能石墨材料高速铣削加工中的摩擦磨损特性研究

广泛应用于精密微细结构电加工的石墨材料是具有典型层状结构的硬脆材料，层间距大，易沿层解理，润滑性能好。但在高速切削加工中，切削深度很小，切屑为颗粒状微细粉尘，即使有强烈的除尘系统也非常容易粘结堆积在刀具的前/后刀面上，同时加工时刀具与石墨及其切屑间发生的剧烈磨损使得刀具磨损严重，这成为石墨高速加工中最突出的问题。目前国内外相关研究甚少。本项目提出以耐蚀性好的高性能极细石墨材料为研究对象，采用多种摩擦磨损实验和测试分析手段，通过对石墨切屑形成过程的观察，分析其断裂特征与切屑形态，建立石墨切屑形成机理模型；研究石墨材料及其切屑与刀具材料的摩擦特性及其影响因素；研究石墨材料高速铣削加工过程中常用刀具材料的磨损和破损过程、机理及影响因素；并在上述理论研究和实验研究的基础上，针对石墨材料精密复杂曲面和薄壁结构，以最小刀具磨损量和最佳加工质量为目标，提出优化的加工工艺原则，实现高效高质的石墨加工。