فرزکاری گرافیت بهدلیل ماهیت شکننده این ماده، با مشکلاتی همچون خرد شدن لبه ابزار، زبری سطح قطعه و ایجاد برادههای زائد همراه است که میتواند کیفیت و بهرهوری تولید را به شدت کاهش دهد. این مقاله به بررسی سه عامل کلیدی در بهینهسازی فرایند فرزکاری گرافیت میپردازد: انتخاب صحیح متریال ابزار، تنظیم پارامترهای برش و استفاده موثر از سیستم شستوشوی خیس برای کنترل دما و حذف برادهها.
گرافیت به دلیل ساختار لایهای و خاصیت شکنندگی بالا، در فرآیند ماشینکاری با فشارهای متمرکز و حرارت بالا، مستعد ایجاد میکرو ترکها است. این موضوع در نهایت منجر به شکستن یا ترک خوردن لبه ابزار مخصوصاً در ابزارهای با روکش کم مقاومت میشود. همچنین تولید حرارت بیش از حد میتواند باعث نرم شدن و سایش سریع ابزار گردد.
ابزارهای پوشش داده شده معمولی معمولاً پاسخگوی نیازهای سخت و پرحرارت گرافیت نیستند. استفاده از ابزارهای الماس پولیکریستال (PCD) که بهدلیل سختی فوقالعاده بالا، مقاومت حرارتی و سایشی چشمگیر شناخته شدهاند، گزینه ایدهآل میباشد. مطالعات نشان داده ابزار PCD در فرزکاری گرافیت میتواند عمر ابزار را تا 3 برابر افزایش داده و کیفیت سطح را بهبود بخشد.
| پارامتر | مقادیر توصیهشده | توضیحات |
|---|---|---|
| سرعت برش (m/min) | 500 - 700 | بالاتر از حد معمول برای کاهش زمان ماشینکاری |
| سرعت پیشروی (mm/min) | 400 - 600 | تطبیق با سرعت برش برای جلوگیری از اضافه بار روی ابزار |
| عمق برش (mm) | 0.1 - 0.3 | کاهش فشار موضعی و کنترل حرارت |
تنظیم دقیق این پارامترها باعث کاهش فشارهای مکانیکی و حرارتی وارد بر ابزار شده و از خرد شدن لبه ابزار جلوگیری میکند.
در فرایند فرزکاری گرافیت، تجمع گرد و غبار و حرارت بالا دو عامل تهدیدکننده کیفیت هستند. سیستم شستوشوی خیس با تزریق مستقیم مایعات خنککننده، نقش حیاتی در کاهش دمای محل برش و پاکسازی ذرات معلق دارد. این سیستم باعث میشود گرد و غبار مختل کننده قطعات الکترونیکی در دستگاههای تولید باتری حذف شده و همچنین عمر ابزار افزایش یابد.
تحقیقات میدانی نشان داده استفاده از سیستمهای خنککاری و شستوشوی خیس میتواند دمای محل برش را تا 30٪ کاهش داده و گرد و غبار را حداقل 85٪ حذف نماید. این پارامترها مستقیماً بهبود کیفیت سطح و کاهش خرابی ابزار را به دنبال دارد.
مهندسان در حوزه تولید قطعات گرافیتی برای باتریهای نو و قالبسازی بایستی موارد زیر را بهدقت مدنظر قرار دهند:
ترکیب این تکنیکها موجب افزایش حداقل 25٪ راندمان تولید و کاهش 40٪ هزینههای ناشی از تعویض مکرر ابزارهای فرزکاری خواهد شد.
| ✔ انتخاب ابزار PCD مرغوب | ✔ تنظیم سرعت برش در 500-700 m/min |
| ✔ کنترل پیشروی بین 400-600 mm/min | ✔ نگهداری عمق برش کمتر از 0.3 mm |
| ✔ استفاده مداوم از سیستم شستوشوی خیس | ✔ بررسی و پاکسازی دورهای سیستم خنککنندگی |
تعریف اصطلاحی: ابزار PCD (Polycrystalline Diamond) مجموعهای از بلورهای الماس است که با فشار و حرارت بالا در کنار هم فشرده شدهاند و این ساختار برش فوقالعاده سخت و مقاوم در برابر سایش ایجاد میکند.
