石墨電極與銅電極相比具有電極消耗小、加工速度快、機(jī)械加工性能好、加工精度高、熱變形小，重量輕、表面處理容易、耐高溫、加工溫度高、電極可黏結(jié)等優(yōu)點。盡管石墨是一種非常容易切削的材料，但由于用作EDM電極的石墨材料（熱作模具鋼）必須具有足夠的強(qiáng)度以免在操作和EDM加工過程中受到破壞，同時電極形狀（薄壁、小圓角，銳變）等也對石墨電極的晶粒尺寸和強(qiáng)度提出較高的要求，這導(dǎo)致在加工過程中石墨工件容易崩碎，刀具容易磨損。  刀具磨損是石墨電極加工中zui重要的問題。磨損量不僅影響刀具損耗費用、加工時間，加工質(zhì)量，而且影響電極EDM加工工件材料的表面質(zhì)量，是優(yōu)化高速加工的重要參數(shù)。石墨砲極材料加工的主要刀具磨損區(qū)域為前刀面和后刀面。在前刀面上，刀具與破碎切屑區(qū)的沖擊接觸產(chǎn)生沖擊磨粒磨損，沿工具表面滑動的切屑產(chǎn)生滑動摩擦磨損。 影響刀具磨損的幾個因素如下。 

 

(1)刀具材料  

刀具材料（模具鋼材）是決定刀具切削性能的根本因素，對于加工效率、加工質(zhì)量、加工成本以及刀具耐用度影響很大。刀具材料越硬，其耐磨性越好，硬度越高，沖擊韌性越低，材料越脆。對于石墨刀具，普通的TiAIN涂層可適當(dāng)選擇韌性相對較好一點的，也就是鈷含量稍高一點的；對于金刪石涂層石墨刀具，可選擇硬度相對較好一點的，也就是鈷含量稍低一點的。

 

（2）刀具的幾何角度  

石墨刀具選擇合適的幾何角度，有助于減小刀具的振動，反過來，石墨工件也不容易崩缺；  

①前角。采用負(fù)前角加工石墨時，J-J具刃口強(qiáng)度較好，耐沖擊和摩擦的性能好，隨著負(fù)前角值的減小，后刀面磨損面積變化不大，但總體呈減小趨勢，采用正前角加工時，隨著前角的增大，刀具刃口強(qiáng)度被削弱，反而導(dǎo)致后刀面磨損加劇。負(fù)前角加工時，切削阻力大，增大了切削振動，采用大正前角加工時，刀具磨損嚴(yán)重，切削振動也較大。  

②后角。如果后角增大，則刀具刃口強(qiáng)度降低，后刀面磨損面積逐漸增大。刀具后角過大后，切削振動加強(qiáng)。  

③螺旋角。螺旋角較小時，同一切削刃上同時切人石墨工件的刃長zui長，切削阻力zui大，刀具承受的切削沖擊力zui大，因而刀具磨損、銑削力和切削振動都是zui大的。當(dāng)螺旋角較大時，銑削合力的方向偏離工件表面的程度大，石墨材料因崩碎而造成的切削沖擊加劇，因而刀具磨損、銑削力和切削振動也都有所增大。  此，刀具角度變化對刀具磨損、銑削力和切削振動的影響是前角，、后角及螺旋角綜合產(chǎn)生的，所以在選擇時一定要多加注意。 通過對石墨材料的加工特性所做的大量的科學(xué)測試，PARA刀具優(yōu)化了相關(guān)刀具的幾何角度，從而使得刀具的整體切削性能大大提高。 

 

（3）刀具的涂層  

金剛石涂層刀具的硬度高、耐磨性好、摩擦因數(shù)低等優(yōu)點，現(xiàn)階段金剛石涂層是石墨加工刀具的*選擇，也zui能體現(xiàn)石墨刀具*的使用性能；金剛石涂層的硬質(zhì)合金刀具的優(yōu)點是綜  合了天然金剛石的硬度和硬質(zhì)合金的強(qiáng)度及斷裂韌性；但是在國內(nèi)金剛石涂層技術(shù)還處于起步階段，還有成本的投入都是很大的，所以金剛石涂層在近期不會有太大發(fā)展，不過我們可以在普通刀具的基礎(chǔ)上，優(yōu)化刀具的角度、選材等方面和改善普通涂層的結(jié)構(gòu)，在某種程度上是可以在石墨加工中應(yīng)用的。  金剛石涂層刀具和普通涂層刀具的幾何角度有本質(zhì)的區(qū)別，所以在設(shè)計金剛石涂層刀具時，由于石墨加工的特殊性，其幾何角度可適當(dāng)放大，容削槽也變大，也不會降低其刀具鋒口的耐磨性；對于普通的TiAIN涂層，雖然比無涂層的刀具耐磨有顯著的提高，但比起金剛石涂層來說，在加工石墨時它的幾何角度應(yīng)適當(dāng)放小，以增加其耐磨性。 對金剛石涂層來說，目前世界上眾多的涂層公司均投入大量的人力和物力來研究開發(fā)相關(guān)涂層技術(shù)，但是至今為止，國外成熟而又經(jīng)濟(jì)的涂層公司僅于歐洲；PARA作為一款的石墨加工刀具，同樣采用目前世界的涂層技術(shù)對刀具進(jìn)行表面處理，以確保加工壽命的同時，保證刀具的經(jīng)濟(jì)實用。  

 

(4)刀具刃口的強(qiáng)化  

刀具刃口鈍化技術(shù)是一個還不被人們普遍重視，而又是十分重要的問題。金剛石砂輪刃磨后的硬質(zhì)合金刀具刃口，存在程度不同的微觀缺口（即微小崩刃與鋸口）。石墨高速切削加工對刀具性能和穩(wěn)定性提出了更高的要求，特別是金剮石涂層刀具在涂層前必須經(jīng)過刀口的鈍化處理，才能保證涂層的牢固性和使用壽命。刀具鈍化目的就是解決上述刃磨后的刀具刃日微觀缺口的缺陷，使其鋒值減少或消除，達(dá)到圓滑平整，既鋒利堅固又耐用的目的。   

 

(5)刀具的機(jī)械加工條件  

選擇適當(dāng)?shù)募庸l件對于刀具的壽命有相當(dāng)大的影響。  

①切削方式（順銑和逆銑）。順銑時的切削振動小于逆銑時的切削振動。順銑時的刀具切入厚度從zui大減小到零，刀具切人工件后不會出現(xiàn)因切不下切屑而造成的彈刀現(xiàn)象，工藝系統(tǒng)的剮性好，切削振動??；逆銑時，刀具的切人厚度從零增加到zui大，刀具切入初期因切削厚度薄，將在工件表面劃擦一段路徑，此時刃口如果遇到石墨材料中的硬質(zhì)點或殘留在工件表面的切屑顆粒，都將引起刀具的彈刀或顫振，因此逆銑的切削振動大．。  

②吹氣（或吸塵）和浸漬電火花液加工，及時清理工件表面的石墨粉塵，有利于減小刀具二次磨損，延長刀具的使用壽命，減少石墨粉塵對機(jī)床絲杠和導(dǎo)軌的影響。  

③選擇合適的高轉(zhuǎn)速及相應(yīng)的大進(jìn)給量。  

 

綜合以上幾點，刀具的材料、幾何角度、涂層、刃口的強(qiáng)化及機(jī)械加工條件，在刀具的使用壽命中扮演者不同的角色，缺一不可，相輔相成。一把好的石墨刀具，應(yīng)具備流暢的石墨粉排屑槽、長的使用壽命，能夠深雕刻加工，能節(jié)約加工成本。