Than chì là một vật liệu phi kim loại phổ biến, màu đen, có khả năng chịu nhiệt độ cao và thấp, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, khả năng bôi trơn tốt và đặc tính hóa học ổn định; khả năng dẫn điện tốt, có thể được sử dụng làm điện cực trong EDM. So với các điện cực đồng truyền thống, than chì có nhiều ưu điểm như khả năng chịu nhiệt độ cao, tiêu thụ điện năng thấp và biến dạng nhiệt nhỏ. Nó thể hiện khả năng thích ứng tốt hơn trong việc gia công các bộ phận chính xác và phức tạp cũng như các điện cực có kích thước lớn. Nó đã dần thay thế các điện cực đồng làm điện cực chính trong gia công tia lửa điện [1]. Ngoài ra, vật liệu chống mài mòn bằng than chì có thể được sử dụng trong điều kiện tốc độ cao, nhiệt độ cao và áp suất cao mà không cần dầu bôi trơn. Nhiều thiết bị sử dụng rộng rãi các vòng bi, gioăng và vòng bi làm bằng vật liệu than chì.
Hiện nay, vật liệu than chì được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực cơ khí, luyện kim, công nghiệp hóa chất, quốc phòng và các lĩnh vực khác. Có nhiều loại chi tiết than chì, cấu trúc chi tiết phức tạp, yêu cầu độ chính xác kích thước và chất lượng bề mặt cao. Nghiên cứu trong nước về gia công than chì chưa đủ sâu rộng. Máy công cụ gia công than chì trong nước cũng tương đối ít. Gia công than chì ở nước ngoài chủ yếu sử dụng các trung tâm gia công than chì tốc độ cao, điều này hiện đã trở thành hướng phát triển chính của gia công than chì.
Bài viết này chủ yếu phân tích công nghệ gia công than chì và các máy công cụ gia công từ các khía cạnh sau.
①Phân tích hiệu suất gia công bằng than chì;
② Các biện pháp công nghệ chế biến than chì thường được sử dụng;
③ Các dụng cụ và thông số cắt thường dùng trong gia công than chì;
Phân tích hiệu suất cắt than chì
Than chì là một vật liệu giòn có cấu trúc không đồng nhất. Việc cắt than chì được thực hiện bằng cách tạo ra các hạt vụn hoặc bột không liên tục thông qua sự gãy giòn của vật liệu than chì. Về cơ chế cắt vật liệu than chì, các học giả trong và ngoài nước đã thực hiện rất nhiều nghiên cứu. Các học giả nước ngoài cho rằng quá trình hình thành vụn than chì diễn ra đại khái khi cạnh cắt của dụng cụ tiếp xúc với phôi, và đầu dụng cụ bị nghiền nát, tạo thành các mảnh vụn nhỏ và các hố nhỏ, và một vết nứt được tạo ra, vết nứt này sẽ lan rộng đến phía trước và phía dưới đầu dụng cụ, tạo thành một hố gãy, và một phần của phôi sẽ bị vỡ do dụng cụ tiến lên, tạo thành vụn. Các học giả trong nước cho rằng các hạt than chì cực kỳ mịn, và cạnh cắt của dụng cụ có cung đầu lớn, do đó vai trò của cạnh cắt tương tự như ép đùn. Vật liệu than chì trong vùng tiếp xúc của dụng cụ - phôi bị ép bởi mặt trước và đầu dụng cụ. Dưới áp lực, sự gãy giòn được tạo ra, do đó tạo thành vụn [3].
Trong quá trình gia công than chì, do sự thay đổi hướng cắt ở các góc bo tròn hoặc các cạnh sắc của phôi, sự thay đổi gia tốc của máy công cụ, sự thay đổi hướng và góc cắt ra vào của dao, rung động khi cắt, v.v., đều gây ra những tác động nhất định lên phôi than chì, dẫn đến hiện tượng giòn và vỡ cạnh của chi tiết than chì, mài mòn dao nghiêm trọng và các vấn đề khác. Đặc biệt khi gia công các chi tiết than chì có góc cạnh và các đường gân mỏng, hẹp, thì khả năng xảy ra hiện tượng vỡ cạnh và vỡ phôi càng cao, điều này cũng trở thành một khó khăn trong gia công than chì.
Quy trình cắt than chì 
Các phương pháp gia công truyền thống đối với vật liệu than chì bao gồm tiện, phay, mài, cưa, v.v., nhưng chúng chỉ có thể gia công các chi tiết than chì có hình dạng đơn giản và độ chính xác thấp. Với sự phát triển và ứng dụng nhanh chóng của các trung tâm gia công tốc độ cao than chì, dụng cụ cắt và các công nghệ hỗ trợ liên quan, các phương pháp gia công truyền thống này đã dần được thay thế bằng các công nghệ gia công tốc độ cao. Thực tiễn cho thấy: do đặc tính cứng và giòn của than chì, sự mài mòn dụng cụ nghiêm trọng hơn trong quá trình gia công, do đó, nên sử dụng dụng cụ phủ cacbua hoặc kim cương.
Các biện pháp trong quá trình cắt
Do tính chất đặc thù của than chì, để đạt được chất lượng gia công cao đối với các bộ phận bằng than chì, cần phải thực hiện các biện pháp xử lý tương ứng để đảm bảo. Khi gia công thô vật liệu than chì, dụng cụ có thể trực tiếp cấp phôi, sử dụng các thông số cắt tương đối lớn; để tránh sứt mẻ trong quá trình gia công tinh, thường sử dụng các dụng cụ có khả năng chống mài mòn tốt để giảm lượng cắt của dụng cụ và đảm bảo rằng bước ren của dụng cụ cắt nhỏ hơn 1/2 đường kính của dụng cụ và thực hiện các biện pháp xử lý như gia công giảm tốc khi gia công cả hai đầu [4].
Cũng cần sắp xếp hợp lý đường cắt trong quá trình cắt. Khi gia công đường viền bên trong, nên sử dụng đường viền xung quanh càng nhiều càng tốt để cắt phần chịu lực của phần cắt luôn dày hơn và chắc chắn hơn, và để ngăn phôi bị vỡ [5]. Khi gia công mặt phẳng hoặc rãnh, nên chọn đường cấp liệu chéo hoặc xoắn ốc càng nhiều càng tốt; tránh các đảo trên bề mặt làm việc của chi tiết và tránh cắt rời phôi trên bề mặt làm việc.
Ngoài ra, phương pháp cắt cũng là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình cắt than chì. Độ rung khi cắt bằng phương pháp phay xuôi ít hơn so với phay ngược. Độ dày cắt của dụng cụ khi phay xuôi giảm từ mức tối đa xuống bằng không, và sẽ không có hiện tượng nảy lên sau khi dụng cụ cắt vào phôi. Do đó, phay xuôi thường được lựa chọn để gia công than chì.
Khi gia công các chi tiết bằng than chì có cấu trúc phức tạp, ngoài việc tối ưu hóa công nghệ gia công dựa trên những cân nhắc nêu trên, cần phải thực hiện một số biện pháp đặc biệt tùy theo điều kiện cụ thể để đạt được kết quả cắt tốt nhất.
Thời gian đăng bài: 20/02/2021