גרפיט הוא חומר לא מתכתי נפוץ, שחור, בעל עמידות לטמפרטורות גבוהות ונמוכות, מוליכות חשמלית ותרמית טובה, יכולת סיכה טובה ומאפיינים כימיים יציבים; מוליכות חשמלית טובה, יכולה לשמש כאלקטרודה בעיבוד אלקטרוני (EDM). בהשוואה לאלקטרודות נחושת מסורתיות, לגרפיט יתרונות רבים כגון עמידות לטמפרטורות גבוהות, צריכת פריקה נמוכה ועיוות תרמי קטן. הוא מראה יכולת הסתגלות טובה יותר בעיבוד של חלקים מדויקים ומורכבים ואלקטרודות גדולות. הוא החליף בהדרגה את אלקטרודות הנחושת כניצוצות חשמליים. הזרם המרכזי של אלקטרודות עיבוד שבבי [1]. בנוסף, ניתן להשתמש בחומרים עמידים בפני שחיקה של גרפיט בתנאי מהירות גבוהה, טמפרטורה גבוהה ולחץ גבוה ללא שמן סיכה. ציוד רב משתמש באופן נרחב בכוסות בוכנה, אטמים ומיסבים מחומר גרפיט.
כיום, חומרי גרפיט נמצאים בשימוש נרחב בתחומי המכונות, המתכת, התעשייה הכימית, ההגנה הלאומית ותחומים אחרים. ישנם סוגים רבים של חלקי גרפיט, מבנה חלקים מורכב, דיוק מימדי גבוה ודרישות איכות פני השטח. מחקר מקומי על עיבוד גרפיט אינו מעמיק מספיק. מכונות עיבוד גרפיט מקומיות הן גם מעטות יחסית. עיבוד גרפיט זר משתמש בעיקר במרכזי עיבוד גרפיט לעיבוד במהירות גבוהה, שכעת הפך לכיוון הפיתוח העיקרי של עיבוד גרפיט.
מאמר זה מנתח בעיקר טכנולוגיית עיבוד שבבי גרפיט וכלי עיבוד מכונות מההיבטים הבאים.
①ניתוח ביצועי עיבוד שבבי גרפיט;
② אמצעי טכנולוגיית עיבוד גרפיט נפוצים;
③ כלים ופרמטרי חיתוך נפוצים בעיבוד גרפיט;
ניתוח ביצועי חיתוך גרפיט
גרפיט הוא חומר שביר בעל מבנה הטרוגני. חיתוך גרפיט מושג על ידי יצירת חלקיקי שבב או אבקה לא רציפים באמצעות שבר שביר של חומר הגרפיט. בנוגע למנגנון החיתוך של חומרי גרפיט, חוקרים בארץ ובחו"ל ערכו מחקר רב. חוקרים זרים מאמינים שתהליך היווצרות שבב הגרפיט מתרחש בערך כאשר קצה החיתוך של הכלי בא במגע עם חומר העבודה, וקצה הכלי נמעך, ויוצר שבבים קטנים ובורות קטנים, ונוצר סדק, אשר מתפשט לחזית ולתחתית קצה הכלי, ויוצר בור שבר, וחלק מחומר העבודה נשבר עקב התקדמות הכלי, ויוצר שבבים. חוקרים מקומיים מאמינים שחלקיקי הגרפיט דקים ביותר, וקצה החיתוך של הכלי בעל קשת גדולה, כך שתפקיד קצה החיתוך דומה לחול. חומר הגרפיט באזור המגע של הכלי - חומר העבודה - נלחץ על ידי פני הלהבה וקצה הכלי. תחת לחץ, נוצר שבר שביר, ובכך נוצר שבבי סדקים [3].
בתהליך חיתוך גרפיט, עקב שינויים בכיוון החיתוך של הפינות המעוגלות או הפינות של חומר העבודה, שינויים בתאוצת כלי המכונה, שינויים בכיוון ובזווית החיתוך פנימה והחוצה של הכלי, רעידות חיתוך וכו', נגרמת השפעה מסוימת על חומר העבודה הגרפיט, וכתוצאה מכך קצה החלק הגרפיט נשבר, וניתן לראות בו שבירות וסדקים בפינות, בלאי חמור של הכלים ובעיות אחרות. במיוחד בעת עיבוד פינות וחלקי גרפיט דקים וצרים, סביר יותר שייגרמו לפינות ולסדקים של חומר העבודה, מה שהופך גם הוא לקושי בעיבוד שבבי גרפיט.
תהליך חיתוך גרפיט 
שיטות העיבוד המסורתיות של חומרי גרפיט כוללות חריטה, כרסום, השחזה, ניסור וכו', אך הן יכולות לממש רק את עיבוד חלקי הגרפיט עם צורות פשוטות ודיוק נמוך. עם הפיתוח והיישום המהירים של מרכזי עיבוד שבבי מהירים, כלי חיתוך וטכנולוגיות תומכות קשורות בגרפיט, שיטות עיבוד שבבי מסורתיות אלו הוחלפו בהדרגה בטכנולוגיות עיבוד שבבי מהירות. התרגול הראה כי: בשל המאפיינים הקשים והשבירים של הגרפיט, בלאי הכלים חמור יותר במהלך העיבוד, לכן מומלץ להשתמש בכלים מצופים קרביד או יהלום.
אמצעי תהליך חיתוך
בשל הייחודיות של הגרפיט, על מנת להשיג עיבוד איכותי של חלקי גרפיט, יש לנקוט באמצעי תהליך מתאימים על מנת להבטיח זאת. בעת חיתוך גס של חומר גרפיט, הכלי יכול להזין ישירות את חומר העבודה, תוך שימוש בפרמטרי חיתוך גדולים יחסית; על מנת למנוע סדקים במהלך הגימור, משתמשים לעתים קרובות בכלים בעלי עמידות טובה בפני שחיקה כדי להפחית את כמות החיתוך של הכלי, וכן לוודא שגובה החיתוך של כלי החיתוך קטן מ-1/2 מקוטר הכלי, ולבצע אמצעי תהליך כגון האטת עיבוד בעת עיבוד בשני הקצוות [4].
כמו כן, יש צורך לסדר את נתיב החיתוך בצורה סבירה במהלך החיתוך. בעת עיבוד הקונטורה הפנימית, יש להשתמש ככל האפשר בקווי המתאר שמסביב כדי לחתוך את החלק הכוחי של החלק החתוך כך שיהיה תמיד עבה וחזק יותר, ולמנוע את שבירת חומר העבודה [5]. בעת עיבוד מישורים או חריצים, בחרו הזנה אלכסונית או ספירלית ככל האפשר; הימנעו מאיים על משטח העבודה של החלק, והימנעו מחיתוך חומר העבודה על משטח העבודה.
בנוסף, שיטת החיתוך היא גם גורם חשוב המשפיע על חיתוך גרפיט. רעידות החיתוך במהלך כרסום כלפי מטה קטנות יותר מזו של כרסום כלפי מעלה. עובי החיתוך של הכלי במהלך כרסום כלפי מטה מצטמצם מהמקסימום לאפס, ולא תהיה תופעת קפיצות לאחר שהכלי חותך לתוך חומר העבודה. לכן, בדרך כלל נבחרת כרסום כלפי מטה לעיבוד גרפיט.
בעת עיבוד חומרי גרפיט בעלי מבנים מורכבים, בנוסף לאופטימיזציה של טכנולוגיית העיבוד על סמך השיקולים הנ"ל, יש לנקוט בכמה אמצעים מיוחדים בהתאם לתנאים הספציפיים כדי להשיג את תוצאות החיתוך הטובות ביותר.
זמן פרסום: 20 בפברואר 2021