贵州师范大学怎么样

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• 1、贵州师范大学怎么样
• 2、石墨烯时代颠覆硅时代是什么意思？
• 3、石墨加工对于刀具选择方面应注意些什么？

贵州师范大学怎么样

• 除了贵州大学（211）外，省内只有贵州师范大学是省部共建大学（全名单问度娘）。贵州省有两所大学科技园，除了贵州大学就剩贵州师范大学科技园，两个大学科技园同为国家级。2016一本招生专业已达15个，一本招生专业会逐年增加。省属重点大学，小211大学。

• 园林式学校，环境优雅，好几座山在内，很好的代表了贵州的大学。至于教育教学水平，贵州省内除了贵州大学，其余的省重点大学都差不多，所谓术业有专攻，放在一起也不具有可比性（师范类贵州师大省内一家独大）。专业选择看兴趣爱好，大学好不好完全在个人。由于国家政策的倾斜，贵州师大的发展今后相对要有优势。

• 由于现今教师资格证需要统考，若没有实力还是别报师范类专业，不然到时候读完大学连教师资格证都拿不到，选择还是慎重。有免推研究生资格，推荐中科院的例子虽不那么随便但也不是没有。图书馆不用说，每个学校的标志建筑，贵州师大的图书馆采光，以及舒适度都很好，期刊杂志丰富，绝对读书赶考的好地方。

• 宿舍情况，四人间上床下桌，相比于财经大学的暖气可能稍微逊色，但每层都有热水器，也能将就。为了让学生保证第二天的学习精力，学校采取了作息熄灯制度。每晚23:30熄灯，周五周六延长半个小时。宿舍是小洋楼式的的顶四合院般的建筑风格，百看不腻。

• 贵州师大有花溪大学城唯一的美食城，所以吃方面不用太担心，有附有酒店和KTV等等。三个食堂，也有民族餐厅。学校的分区比较科学，住宿区和学习区都很集中，不用跑的太远区上课然后跑更远的地方吃饭，吃饭记得排队哟！ 30高考

• 如果你的分数不是高的离谱，选择贵州师大真的不用后悔，除非你去了自我颓废。（好了，就写这些吧！也不知道你要问什么具体的，一个大学怎么样真的不是三言两语能说清楚的，一般人问顶多都是学习氛围或者吃穿住行。）

石墨烯时代颠覆硅时代是什么意思？

8月28日讯石墨烯是一种由碳原子紧密排列而成的蜂窝状结构的二维晶体，看上去近似一张六边形网格构成的平面。它是目前已知最薄的一种材料，单层的石墨烯只有一个碳原子的厚度，属于纳米材料的一种。
2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆（AndreGeim）和康斯坦丁·诺沃肖洛夫（KonstantinNovoselov）成功地在实验室从石墨薄片中剥离出了石墨烯，两人因“在二维石墨烯材料的开创性实验”共同获得2010年诺贝尔物理学奖。人们发现，它的厚度只有0.34纳米，一片1毫米厚的石墨片由近300万层石墨烯堆垛而成。
石墨烯的问世引起了全世界的研究热潮，特别是它的独特性能，许多专家称之为“改变21世纪的材料”，并预测“21世纪将是碳（C）的世纪”。
石墨烯具有超强的导电性，迁移率是硅的100倍。据专家介绍，石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射，受到的干扰也非常小。因此电子的运动速度超过了在其他金属单体或半导体中的运动速度，能够达到光速的1/300。
石墨烯的导热性能优于碳纳米管，是铜铝等金属的数十倍，这使得石墨烯有望作为未来超大规模纳米集成电路的散热材料。石墨烯还具有比金刚石还坚硬、是钢铁100倍的机械强度，以及可拉伸折叠的柔韧性和优异的透光性，透光率达到97.4%。
此外，石墨烯具有极高的比表面积，理想的单层石墨烯比表面积能够达到2630平方米每克，而普通的活性炭的比表面积为1500平方米每克，这使得石墨烯可成为潜力巨大的储能材料。
应用前景广阔
刚诞生不久的石墨烯是一种技术含量非常高、应用潜力非常广泛的碳材料，在触摸屏、电子器件、储能电池、显示器、传感器、半导体、航天、军工、复合材料、生物医药等领域拥有广阔的应用前景，一旦量产将成为下一个万亿级的新兴产业。
“目前从全世界范围来看，石墨烯都属于前沿研究，材料的研发仍处于初级阶段，离大规模应用尚存在一段距离，但这并不意味着遥遥无期。”南京大学电子科学与工程学院教授王欣然说，最先进入市场的应该是手机、平板电脑等终端上的石墨烯触摸屏，预计2年后就可以上市。而由石墨烯做的光电探测器、太阳能电池等光电器件也将于2015年逐步进入市场。但是，要求更高、工艺更为苛刻的高频电路、逻辑电路则在更远的将来才能走向市场。
中国科学院院士高鸿钧也表示，石墨烯在未来电子器件上具有诱人的应用前景，被看作是石墨烯研究最可能突破、实现产业化的领域，成为国际上的研究热点和竞争焦点。
据媒体报道，日前，中科院重庆绿色智能技术研究院已经成功制备出国内首片15英寸的单层石墨烯，其尺寸达到了国内最高水平。中科院重庆研究院目前已经在铜箔衬底上生长出15英寸的均匀单层石墨烯，并成功将其完整地转移到柔性PET衬底上和其他基底表面。通过进一步加工，还制备出了7英寸的石墨烯触摸屏。将石墨烯触摸屏贴在一台普通笔记本电脑的显示屏上，用手写笔可在屏幕上写字。
在储能领域，石墨烯有望在锂离子电池和超级电容器发展上大显身手。石墨烯优异的导电性能和柔韧的二维层状结构，可以提高锂离子电池和超级电容器的充放电速度、循环稳定性和安全性，有可能达到几分钟甚至几秒钟充满电，这样的石墨烯锂电池在消费电子、电动汽车和储能领域具有很大市场。
此外，用石墨烯制成的散热薄膜可应用到智能手机、平板电脑、LED照明、LCD电视等超薄大功耗电子产品。功能化的石墨烯材料在生物医药、生物诊断和食品加工等领域也有极高的应用价值。
投资热度升温
由于石墨烯巨大的市场潜力，世界范围内掀起了石墨烯的研发和投资热潮。目前三星电子、IBM、陶氏化学、通用、施乐公司等国际大牌厂商都在积极推进石墨烯产业化研究。
资料显示，目前全球有200多家公司涉及石墨烯的相关研究和开发，在产品专利数量上，中国和美国遥遥领先。对石墨烯行业有较深研究的英国科技策略机构剑桥知识产权公司（CambridgeIP）的最新数据显示，目前全球最大的10个石墨烯相关专利持有机构分别是IBM、韩国高级科技仪器公司（KAIST）、韩国科技仪器公司（KIST）、莱斯大学、三星、美国晟碟、清华大学、韩国成均馆大学、美国施乐公司、浙江大学。
剑桥知识产权公司董事长唐诺克表示，过去几年中，亚洲地区特别是韩国和中国的石墨烯专利活动显著增加。
在国内，浙江大学、清华大学、北京大学、中国科学院金属所、中国科学院宁波材料所、上海交通大学、东南大学、天津大学等高校及科研机构在石墨烯的制备及应用领域申请了众多专利。
截至今年6月，国内机构共申请石墨烯相关的发明专利3000多项，其中456项已经获得国家知识产权局的专利授权，主要集中在石墨烯的制备和石墨烯应用领域。
在石墨烯的产业化应用方面，江苏走在了全国前列。2010年7月，泰州成立了国内首个专业的石墨烯新材料公司，目前已具备较大规模。
中国科学院宁波材料所刘兆平研究员领导的石墨烯研究团队，于2011年成功研发出具有自主知识产权的石墨烯低成本规模化制备技术，并建立了吨级规模的中试生产线。2012年，该技术转移给上海南江（集团）有限公司，双方合作成立宁波墨西科技有限公司，致力于石墨烯的生产、销售与应用技术研发。年产300吨的石墨烯生产线计划于2013年年底建成。
触控面板产业正成为重庆发展电子信息高科技产业的又一重要方向。据预测，到2015年平板电脑对大尺寸触摸屏的需求也将达到2.3亿片，其中石墨烯将占据重要市场。为此，上海南江集团将与中科院重庆研究院共同推进“大面积单层石墨烯产业化项目”，前期投资达2.67亿元。日前，石墨烯产业基地已成功落户重庆，将力争在一年内建成首期生产线并投产，形成1000万片石墨烯产能。
随着石墨烯的技术进步和产业化进程推进，市场对其关注度日趋升温。涌现了几十家涉及石墨烯研发、生产、销售和服务的高科技企业。譬如上海新池、南京科孚纳米、深圳贝特瑞等。其中不乏风险投资机构的积极介入。
此外，国内多家上市公司也进军到石墨烯应用领域。方大炭素5月20日晚公告称，其以石灰石为原料制备石墨烯的方法，近日收到国家知识产权局颁发的专利证书，专利权期限为20年。方大炭素称，本发明与现有技术的优点在于制备工艺过程简单，原材料来源广泛，成本低，安全性高，绿色环保。
悦达投资董事会主席陈云华今年三月透露，公司目前正在筹划石墨烯产品研发，将主要应用于纺织服装、汽车电池和手机等；2013年3月，南都电源公司公告正式申请石墨烯以及石墨烯电池两项专利；2012年7月，华丽家族确认控股股东南江集团正在投建世界上第一条量产石墨烯生产线；中超电缆也于近日确认，2012年7月公司获得有一项“含石墨烯的橡胶绝缘电缆”的有效专利；金路集团与中科院金属研究所合作开发的“石墨烯材料的规模化制备技术”已通过四川省科技厅专家鉴定。
产业化障碍
尽管石墨烯的研发如火如荼，在学术界、企业界和资本市场备受追捧，但如何大规模制备高质量、大尺寸、低成本的石墨烯是产业化亟待解决的问题。
在7月13日召开的石墨烯产业发展趋势及投资论坛上，多位专家表示，目前制备石墨烯的技术工艺还不成熟，没有达到一致性的品质，而且成品面积都非常小，不能适应工业化应用。石墨烯整体还在研发阶段，各国对这个新兴材料正处于专利布局期，产业链还没有形成，对石墨烯最大的需求仍然是各大院校及科研机构的研究应用。
据介绍，石墨烯之所以没有实现大规模量产，主要是没有找到一种适合大规模生产的方法和途径，这也是石墨烯成本居高不下的原因。目前，石墨烯的主要制备方法包括四种：微机械剥离法、外延生长法、氧化石墨还原法和化学气相沉积法。
诺奖获得者海姆和诺沃肖洛夫获取石墨烯的方法，被称之为微机械剥离法，即直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剪裁下来。这一方式至今仍是实验室获取石墨烯进行基础研究的重要手段。该方法得到的石墨烯质量高，但尺寸较小，大小不一，且极费人工，成本很高，不能满足工业化需求。
外延生长法所获得的石墨烯面积较大，质量较高，但缺点是石墨烯的制作成本非常高，而且生长条件也很苛刻。这种方法生成的石墨烯不易转移到别的基体上使用，因为在金属表面上催化生长石墨烯，再把它转移到适合的基底上，好比在一个足球场上铺一层薄薄的保鲜膜，想让它平平整整且完好无损，难度很大。
氧化石墨还原法是目前成本最低且最容易实现规模化生产的石墨烯制备方法，它的缺点是在氧化还原的过程中，石墨烯的电子结构以及晶体的完整性容易受到强氧化剂的破坏，进而影响石墨烯的分子特性。
化学气相沉积法，虽然可以制备出大面积的石墨烯，转移到其他基体上使用也不困难，但质量仍有待提高，且工艺较为复杂，成本较高。
对石墨烯的研究，中国起步虽相对较晚，研究跟进却很快。截至2012年底，被SCI收录的与石墨烯相关的研究论文已经达到5072篇，超过美国跃居世界第一。
“但我们存在两个不足。首先，虽然研究群体大、成果多，但突出性、原创性成果较少。我们采用他人成熟的方法，始终处于落后位置，重大创新十分有限，因此要在材料制备方法上寻求突破。此外，主要集中在基础研究，产业应用相对薄弱。”中国科学院院士高鸿钧说，欧洲、美国、韩国等国企业介入比较早，成果应用转化也走在世界前列。
清华大学康飞宇教授石墨烯研究团队的朱宏伟认为，目前石墨烯已经具备规模化生产的能力，但在发展过程中，仍存在一些问题。中国现有的技术水平可以支持其产业化，但并没有达到最好的水平，未来还需有大的突破。而主要的制约因素在石墨烯的制备技术与理想状态仍存在差距。此外，他希望国家能对石墨烯研究机构及企业给予更多的政策扶持。
东南大学教授、博士生导师倪振华此前就加速石墨烯科研及产业化提出五点建议：一是从政府层面引导石墨烯研究的正确方向；二是通过政策支持加快产业化进程；三是尽快着手制定行业标准，争取获得话语权；四是加强行业间的交流合作，促进石墨烯广泛应用；五是成立相关产业技术联盟，加强行业内部的协调和合作。
近几年，石墨烯的兴起也引起了中国政府的重视，去年工信部发布的《新材料产业“十二五”发展规划》中的前沿新材料就包含石墨烯。此外，国家科技重大专项、国家973计划也部署了一批重大项目。
在2013石墨烯产业发展趋势及投资论坛上，工信部原材料司副司长高云虎表示，石墨烯属于纳米材料范畴，在编制新材料产业“十二五”发展规划的时候，石墨烯还没有目前这样热门，产业应用前景也并不明朗，因此在规划文本、产品目录中没有把石墨烯作为主要重点，但随着技术和应用的突破，下一步会统筹研究并予以考虑。
7月13日，中国石墨烯产业技术创新战略联盟在北京成立。联盟的成立将有助于整合协调产业资源，建立上下游、产学研信息、知识产权等资源共享机制，进一步提升石墨烯产业链的整体创新水平和低成本石墨烯的竞争力，推动中国石墨烯产业健康发展。

石墨加工对于刀具选择方面应注意些什么？

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PARA刀具在石墨加工的应用

石墨电极与铜电极相比具有电极消耗小、加工速度快、机械加工性能好、加工精度高、热变形小、重量轻、表面处理容易、耐高温、加工温度高、电极可粘结等优点。尽管石墨是一种非常容易切削的材料，但由于用作EDM电极的石墨材料必须具有足够的强度以免在操作和EDM加工过程中受到破坏,同时电极形状(薄壁、小圆角、锐变)等也对石墨电极的晶粒尺寸和强度提出较高的要求，这导致在加工过程中石墨工件容易崩碎，刀具容易磨损。
刀具磨损是石墨电极加工中最重要的问题。磨损量不仅影响刀具损耗费用、加工时间、加工质量，而且影响电极EDM加工工件材料的表面质量，是优化高速加工的重要参数。石墨电极材料加工的主要刀具磨损区域为前刀面和后刀面。在前刀面上，刀具与破碎切屑区的冲击接触产生冲击磨粒磨损，沿工具表面滑动的切屑产生滑动摩擦磨损。
影响刀具磨损的几点事项：
1、刀具材料
刀具材料是决定刀具切削性能的根本因素，对于加工效率、加工质量、加工成本以及刀具耐用度影响很大。刀具材料越硬，其耐磨性越好，硬度越高，冲击韧性越低，材料越脆。硬度和韧性是一对矛盾，也是刀具材料所应克服的一个关键。对于石墨刀具，普通的TiAlN涂层可在选材上适当选择韧性相对较好一点的，也就是钴含量稍高一点的；对于金刚石涂层石墨刀具，可在选材上适当选择硬度相对较好一点的，也就是钴含量稍低一点的；
PARA刀具结合多年的经验，选用欧洲著名品牌的刀具材料.
2、刀具的几何角度
石墨刀具选择合适的几何角度，有助于减小刀具的振动，反过来，石墨工件也不容易崩缺；
（1）前角，采用负前角加工石墨时，刀具刃口强度较好，耐冲击和摩擦的性能好，随着负 前角绝对值的减小，后刀面磨损面积变化不大，但总体呈减小趋势，采用正前角加工时，随着前角的增大，刀具刃口强度被削弱，反而导致后刀面磨损加剧。负前角加工时，切削阻力大，增大了切削振动，采用大正前角加工时，刀具磨损严重，切削振动也较大。
（2）后角，如果后角的增大，则刀具刃口强度降低，后刀面磨损面积逐渐增大。刀具后角过大后，切削振动加强。
（3）螺旋角，螺旋角较小时，同一切削刃上同时切入石墨工件的刃长最长，切削阻力最大，刀具承受的切削冲击力最大，因而刀具磨损、铣削力和切削振动都是最大的。当螺旋角去较大时，铣削合力的方向偏离工件表面的程度大，石墨材料因崩碎而造成的切削冲击加剧，因而刀具磨损、铣削力和切削振动也都有所增大。
因此，刀具角度变化对刀具磨损、铣削力和切削振动的影响是前角、后角及螺旋角综合产生的，所以在选择方面一定要多加注意。
通过对石墨材料的加工特性做了大量的科学测试，PARA刀具优化了相关刀具的几何角度，从而使得刀具的整体切削性能大大提高。
3、刀具的涂层
金刚石涂层刀具的硬度高、耐磨性好、摩擦系数低等优点，现阶段金刚石涂层是石墨加工刀具的最佳选择，也最能体现石墨刀具优越的使用性能；金刚石涂层的硬质合金刀具的优点是综合了天然金刚石的硬度和硬质合金的强度及断裂韧性；但是在国内金刚石涂层技术还处于起步阶段，还有成本的投入都是很大的，所以金刚石涂层在近期不会有太大发展，不过我们可以在普通刀具的基础上，优化刀具的角度，选材等方面和改善普通涂层的结构，在某种程度上是可以在石墨加工当中应用的。
金刚石涂层刀具和普通涂层刀具的几何角度有本质的区别，所以在设计金刚石涂层刀具时，由于石墨加工的特殊性，其几何角度可适当放大，容削槽也变大，也不会降低其刀具锋口的耐磨性；对于普通的TiAlN涂层，虽然比无涂层的刀具其耐磨有显著的提高，但比起金刚石涂层来说，在加工石墨时它的几何角度应适当放小，以增加其耐磨性。
对金刚石涂层来说，目前世界上众多的涂层公司均投入大量的人力和物力来研究开发相关涂层技术，但是至今为止，国外成熟而又经济的涂层公司仅仅限于欧洲；PARA作为一款优秀的石墨加工刀具，同样采用目前世界最先进的涂层技术对刀具进行表面处理，以确保加工寿命的同时，保证刀具的经济实用。
4、刀具刃口的强化
刀具刃口钝化技术是一个还不被人们普遍重视，而又是十分重要的问题。金刚石砂轮刃磨后的硬质合金刀具刃口，存在程度不同的微观缺口(即微小崩刃与锯口)。石墨高速切削加工刀具性能和稳定性提出了更高的要求，特别是金刚石涂层刀具在涂层前必须经过刀口的钝化处理，才能保证涂层的牢固性和使用寿命。刀具钝化目的就是解决上述刃磨后的刀具刃口微观缺口的缺陷，使其锋值减少或消除，达到圆滑平整，既锋利坚固又耐用的目的。
5、刀具的机械加工条件
选择适当的加工条件对于刀具的寿命有相当大的影响。
（1）切削方式（顺铣和逆铣），顺铣时的切削振动小于逆铣的切削振动。顺铣时的刀具切入厚度从最大减小到零，刀具切入工件后不会出现因切不下切屑而造成的弹刀现象，工艺系统的刚性好，切削振动小；逆铣时，刀 具的切入厚度从零增加到最大，刀具切入初期因切削厚度薄将在工件表面划擦一段路径，此时刃口如果遇到石墨材料中的硬质点或残留在工件表面的切屑颗粒，都将引起刀具的弹刀或颤振，因此逆铣的切削振动大；
（2）吹气（或吸尘）和浸渍电火花液加工，及时清理工件表面的石墨粉尘，有利于减小刀具二次磨损，延长刀具的使用寿命，减少石墨粉尘对机床丝杠和导轨的影响；
（3）选择合适的高转速及相应的大进给量。
综述以上几点，刀具的材料、几何角度、涂层、刃口的强化及机械加工条件，在刀具的使用寿命中扮演者不同的角色，缺一不可，相辅相成的。一把好的石墨刀具，应具备流畅的石墨粉排屑槽、长的使用寿命、能够深雕刻加工、能节约加工成本。
6、应用实例
工件尺寸：600×400×90
石墨材料：ISO-63 (东洋碳素)
电极形状：家电散热外盖
使用刀具：PARA ￠6 RO(精加工底部)
PARA ￠6 R3(精加工侧壁)
S=17 000 F= 6000mm/min
加工时间：连续加工15小时
磨损状况：刃尖部<0.02mm，涂层完好
S=17 000 F= 6000mm/min
加工时间：连续加工8小时
磨损状况：刃尖部<0.03mm



数控石墨电极加工生产线简介

王明岐

INTRODUCTION OF NUMERICAL CONTROL TECHNIQUE IN MACHINING PROCESS OF GRAPHITE ELECTRODES

Wang Mingqi
（ Jilin Carbon Group Co Ltd,Jilin 132002）

1 前言

进入70年代以来，以大规模集成电路和微电子计算机为代表的微电子技术的飞跃发展，迅速应用到生产实践中，出现了种类繁多的计算机控制的机床以及具有柔性功能的自动化生产线。数控机床是机电一体化设备的一种。所谓数控就是数字控制，根据生产的程序采用电子计算机进行数字计算，然后对生产过程进行控制，以实现生产过程自动化的一种技术。随着电子计算机的发展，数控技术的应用也越来越普及，其中发展特别迅速的一个方面，就是数控机床。
石墨电极的机械加工是石墨电极生产的最后一道工序，其加工方法与金属制品的加工方法相似。数控电极加工机床以其效率高、精度高、自动化程度高和便于调整，成为电极机械加工机床的重要发展方向。
炭素企业从80年代末期开始使用数控电极加工机床，如吉林炭素集团有限责任公司和兰州炭素有限公司同时引进的美国英格索尔公司制造的数控电极加工自动线（以下简称美线），后来吉林炭素集团有限责任公司又引进日本不二越公司制造的数控电极加工自动线（以下简称日线）。从使用情况看，效果是明显的，不但降低了工人的劳动强度，改善了生产环境，提高了劳动生产率，而且由于采用数控技术，使石墨电极的加工质量明显提高。

2 石墨电极的机械加工工艺

石墨电极在压型后，它的大小和形状就已经确定，但是压型后的生制品经过焙烧和石墨化后，由于产生了一定程度的变形，表面上还粘附一些填充料等杂质，显得形状不规则，表面粗糙不平，无法满足使用要求，必须经过机械加工，才能使用。
石墨电极的机械加工包括镗孔、车外圆和铣螺纹，与金属制品的加工相似。根据石墨电极加工的生产特点，数控电极加工机床一般采用3机组的结构，分别完成镗孔、车外圆和铣螺纹。
石墨电极机械加工的第1道工序是镗孔和粗平端面，端面的切削量一般设定为小于30mm，镗孔后孔壁要求给铣螺纹留一定的加工余量，约2mm。
镗孔和粗平端面以后，要进行外圆的加工，外圆的加工量一般小于15mm。这道工序工艺简单，只要调整好外圆加工车刀，使之满足加工质量要求就可以了。
石墨电极机械加工的最主要工序是铣螺纹，它的质量好坏直接关系到石墨电极的使用。在铣螺纹的加工中，对螺纹的锥度、孔径、扣形都有严格要求，并要进行连接试验。

3 数控技术在石墨电极机械加工中应用

3.1数控电极加工机床的结构

数控电极加工机床由数控系统（CNC）、伺服系统和机床本体3部分组成，如图1所示。

图1 数控加工机床的结构

数控机床的可靠性主要取决于数控系统，数控系统的发展方向是提高处理速度和控制精度，增强抗干扰能力，增加可靠性，减小体积等。“日线”机床的FANUC－18TEA数控系统和“美线”机床的AB－7360数控系统相比在这些方面都有很大提高。
伺服系统也叫执行机构，它的性能好坏直接影响加工精度、进给速度和生产效率。伺服系统按控制原理分有开环、半闭环和全闭环系统；按采用的执行元件分有液压伺服、直流电气伺服和交流电气伺服系统。早期引进的数控电极加工机床多使用液压伺服系统驱动，传感器定位，只在高精度铣螺纹工位采用直流电气伺服系统驱动。新一代的数控电极加工机床全部采用交流电气伺服系统带滚珠丝杠驱动，增加对中、测长系统，这样的设计结构大大提高了加工系统的定位精度和加工精度。
数控电极加工自动线的机床本体部分一般采用3个机组的设计结构，分别完成镗孔、车外圆和铣螺纹。

3.2石墨电极螺纹的2种加工方法

石墨电极机械加工的最主要工序是铣螺纹，从目前国内炭素工厂所使用的数控电极加工机床来看，可归结为2种加工方法：一种是美国英格索尔公司制造的“美线”，另一种是日本不二越公司制造的“日线”。
美国英格索尔公司设计制造的这台数控电极加工机床采用的是下面加工方法：如图2所示，开始加工时，装有梳刀的主轴以电极中心轴线为中心以60r／min的速度旋转，同时加工刀具在CNC的控制下，通过x方向和z方向的合成运动完成螺纹的加工。在整个加工过程中，电极保持不动。美线机床采用多次循环完成一根电极的螺纹加工，以主轴旋转720°为一个单循环。为了保证加工质量，可以选择循环次数，一般采用9次循环，每次循环的进刀量是递减的，以最后一次进刀量为最小，以保证螺纹的光洁度。

图2“美线”机床铣螺纹加工原理图

这种方法的缺点是，完成一根电极的螺纹加工需要x轴、z轴多次频繁往复运动，大大增加了数控及伺服系统的工作量，螺纹的光洁度不好，虽然可以通过增加循环次数来改善螺纹的光洁度，但是会增加循环时间，降低工作效率。数控电极加工机床经过二十几年的发展，加工方法已日渐成熟，目前数控电极加工机床多采用“日线”的加工方法。
“日线”机床电极螺纹的加工方法与“美线”有很大不同，它在铣螺纹工序采用的加工方法是：电极本身以1.8r／min的速度旋转，加工刀具以1000r／min的速度高速自转，同时加工刀具在CNC的控制下通过x方向和z方向的合成运动完成螺纹加工，整个加工过程电极旋转365°。如图3所示，OO′为电极旋转中心线，PP′为刀具旋转中心线，PP′随刀具z方向运动而变化。

图3“日线”机床铣螺纹加工原理图

3.3工件程序设计

以日本不二越公司制造的数控电极加工自动线FANUC数控系统为例，研究一下工件程序的设计。

3.3.1镗孔并粗平端面

石墨电极机械加工的第1道工序是镗孔并粗平端面。如图4所示是CNC控制的x轴，L1是孔底刀距毛坯表面的距离，它来自对中、测长的数据计算，L2是孔的深度，L3是通过数码开关设定的切削量。加工过程如下：

图4镗孔并粗平端面加工过程示意图

加工开始x轴快速定位，孔底刀接近电极表面，然后x轴开始工进，工进一般采用2个进给速度，先以400mm／min的速度进给，当端面刀开始加工时，切削量增加，以200mm／min速度进给。

加工结束，主轴停止，x轴返回零点，再开始下一个循环。程序如下：

N010 ＃501=L1；
N020 ＃502=L1＋L2；
N030 ＃503=L1＋L2＋L3；
N040 M15；（主轴旋转）
N050 G90G00X－＃501；
N060 G01X－＃502F400；
N070 G01X－＃503F200；
N080 M11；（主轴停止）
N090 G90G00X0.0；
N0100 M30；

这个工序加工简单，CNC控制一个轴就可以完成，在硬件系统功能具备的情况下，工件程序可以编制得非常简单。

3.3.2精平端面并铣螺纹

如图5所示为精平端面的加工原理图，＃100为x轴定位值，＃110为y轴定位值，＃111为y轴终位值。加工过程如下：

图5 精平端面加工过程示意图

加工开始，x轴快速定位，然后卡具夹紧电极，主轴电机带动电极旋转，转速为12r／min，用于精平端面。精平端面开始，y轴快速定位，然后进行工进，进给速度为180mm／min，加工时间为5s。精平端面完了，y轴返回零点。

程序如下：
N010 M16；（主轴定向）
N020 M98P1632；（调子程序）
N030 G00X－＃100；
N040 M10；（夹紧电极）
N050 S60M03；
N060 G00Y－＃110；
N070 G01Y－＃111F180；
N080 G04X5.0；
N090 G28Y0；
铣螺纹加工过程如图6所示。

图6 铣螺纹加工过程示意图

说明：x轴快速吃刀量为＃122=－10mm，时间2s，2s主轴旋转1.8/60*2转，所以z轴快速吃刀量应为＃123=8.4667*1.8*2／60／COS（9.462322）mm，进给速度＃127=10/（1.8*2／60）。365°铣螺纹，z轴的进给量为＃124=8.4667*365／360／COS（9.462322），进给速度为＃128=8�4667／COS（9.462322）mm／r。快速退刀量与快速吃刀量相同。
铣螺纹加工开始，x轴快速定位到铣螺纹位置，z轴快速定位到距离加工位置50mm，再工进到加工位置，进给速度为500mm／min。开始铣螺纹，主轴转速为1.8r／min，x轴和z轴快速吃刀，然后是365°铣螺纹，x轴和z轴快速退刀。

铣螺纹加工完了，夹紧装置松开，各轴返回零点，准备开始下一个循环。程序如下：

N110 M15；
N120 G00X＃120；
N130 G00Z〔－＃129＋50〕；
N140 G01Z－＃129F500；
N150 S9M03；
N160 G99G32X＃122Z＃123F＃127；
N170 Z＃124F＃128；
N180 X＃125Z＃126F＃127；
N190 G98G28Z0；
N200 G00X0；
N210 M30；

日线采用新的加工方法，提高了石墨电极的加工质量，出现质量问题易查找，易修正。

4 数控电极加工机床使用情况分析

“美线”的引进，不仅降低了工人的劳动强度，改善了生产环境，而且使电极的产量和质量有了大幅度提高，满足了现代化、规模化生产的要求。“美线”可加工直径250～800mm的电极。为了扩大生产规模，吉林炭素集团责任有限公司又于1995年从日本不二越公司引进一条数控电极加工自动线。这套数控加工系统无论是数控装置、伺服系统，还是机床的整体设计水平都代表了国际90年代数控电极加工机床的先进水平。“日线”可加工直径400～700mm的电极，目前又经过改造具备了加工深孔电极的能力。“日线”机床1996年4月份投产，运行情况良好。石墨电极机械加工的最主要工序是铣螺纹，“日线”产品的螺纹，无论是锥度、孔径还是光洁度都比过去的产品要好，而且“日线”安装有非常强的操作系统，出现问题易于修正。

5 结束语

中国炭素工业从20世纪50年代起步至今已发展了40多年，过去，大部分炭素厂都存在设备自动化程度不高、老化的问题，改革开放以来，许多大的炭素厂引进和开发了不少现代化设备，使用效果是明显的。就电极的机械加工来讲，国产加工线的设计水平和制造工艺还不过关，都存在自动化程度不高、加工质量不好、生产效率低和故障率高的缺点，有的甚至没能形成生产能力。希望通过本文的论述能对国产电极加工机床的发展起到推动和促进作用。

作者简介：王明岐 男 1968年10月生，电气工程师。1991年毕业于华中理工大学电子系。现在在吉林炭素集团股份有限责任公司三零四车间工作，从事自动化机床计算机控制系统的维修管理工作，完成技术革新项目10余项。

作者单位：王明岐（吉林炭素集团有限责任公司吉林132002）

参考文献

〔1〕吴祖育，秦鹏飞�数控机床�上海：上海科学技术出版社，1990
〔2〕吴季良，李襄筠�微型计算机应用一百例�北京：机械工业出版社，1985

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浅谈石墨电极在模具加工中的应用

www.zs91.com 来源：《CADCAM与制造业信息化 时间：2006-4-12

近年来随着精密模具及高效模具（模具周期越来越短）的推出，人们对模具制作的要求越来越高，由于铜电极自身种种条件的限制，已越来越不能满足模具行业的发展要求。石墨作为EDM电极材料，以其高切削性、重量轻、成形快、膨胀率极小、损耗小、修整容易等优点，在模具行业已得到广泛应用，代替铜电极已成为必然。

一、石墨电极材料特性

1.CNC加工速度快、切削性高、修整容易

石墨机加工速度快，为铜电极的3～5倍，精加工速度尤其突出，且其强度很高，对于超高（50～90mm）、超薄（0.2～0.5mm）的电极，加工时不易变形。而且在很多时候，产品都需要有很好的纹面效果，这就要求在做电极时尽量做成整体公电极，而整体公电极制作时存在种种隐性清角，由于石墨的易修整的特性，使得这一难题很容易得到解决，并且大大减少了电极的数量，而铜电极却无法做到。

2.快速EDM成形、热膨胀小、损耗低

由于石墨的导电性比铜好，所以它的放电速度比铜快，为铜的3~5倍。且其放电时能承受住较大电流，电火花粗加工时更为有利。同时，同等体积下，石墨重量为铜的1/5倍，大大减轻EDM的负荷。对于制作大型的电极、整体公电极极具优势。石墨的升华温度为4200℃，为铜的3~4倍(铜的升华温度为1100℃)。在高温下，变形极小（同等电气条件下为铜的1/3~1/5），不软化。可以高效、低耗地将放电能量传送到工件上。由于石墨在高温下强度反而增强，能有效地降低放电损耗（石墨损耗为铜的1/4），保证了加工质量。

3.重量轻、成本低

一套模具的制作成本中，电极的CNC机加工时间、EDM时间、电极损耗等占总体成本的绝大部分，而这些都是由电极材料本身所决定。石墨与铜相比，石墨的机加工速度和EDM速度都是铜的3～5倍。同时，磨损极小的特性与整体公石墨电极的制作，都能减少电极的数量，也就减少了电极的耗材与机加工时间。所有这些，都可大大降低模具的制作成本。

二、石墨电极机电加工要求与特点

1.电极的制作

专业的石墨电极制作主要采用高速机床来加工，机床稳定性要好，三轴运动要均匀稳定不振动，而且像主轴这些回转精度也要尽可能的好。对一般的机床也可以完成电极的加工，只是编写刀路的工艺与铜电极有所不同。

2.EDM放电加工

石墨电极就是碳电极。因为石墨的导电性能好，所以在放电加工中能节省大量时间，这也是用石墨做电极的原因之一。

3.石墨电极的加工特点

工业用石墨质硬而脆， 在C N C加工时对刀具的磨损较为严重，一般建议使用硬质合金或金刚石涂层的刀具。石墨在粗加工时刀具可直接在工件上下刀，精加工时为避免崩角、碎裂的发生，常采用轻刀快走的方式加工。一般而言，石墨在切深小于0.2mm的情况下很少发生崩碎，还会获得较好的侧壁表面质量。石墨电极CNC加工时产生的灰尘比较大，可能入侵到机床的导轨丝杆和主轴等，这就要求石墨加工机床有相应的处理石墨灰尘的装置，机床密封性也要好，因为石墨有毒。

三、加工石墨电极实例

如图1所示的是挂机面板注射模定模芯石墨电极，其毛坯尺寸为182mm×42mm×65mm，中间小槽最大宽度为3.1mm，最大槽深为5.1mm，整体加工高度为64mm。

这种类型电极的外形尺寸中等，形状较为复杂，在石墨电极中为较普遍的模型。整个模型采用Pro/ENGINEER的Wildfire2.0进行数控加工，不过，在加工之前先在煤油中浸泡数小时，降低其脆性。由于中间槽小且不规则，CAM的加工策略为：先粗加工整体外形，再精加工成形曲面及下端相连曲面，接着粗加工中间小槽，最后精加工中间小槽。

图1 挂机面板注射模定模芯石墨电极

1.整体粗加工

使用D20（R1）涂层镶片铣刀，采用螺旋加工方式（TYPE_SPIRAL），切深(STEP_DEPTH)0.35mm，步距(SIDE_STEP)8mm，轮廓余量（PROF_STOCK_ALLOW）0.35mm，粗加工余量（ROUGH_STOCK_ALLOW）0.35mm，底部余量（BTTOM_STOCK_ALLOW）0.35mm，加工方式（ROUGH_OPTION）ROUGH_ONLY，安全高度（CLEAR_DIST）5mm，主轴转速（SPINDLE_SPEED）2500r/min，进给速度(CUT_FEED)800mm/min。

使用屏幕演示（Screen Play）功能，加工刀具轨迹如图2所示。

图2 粗加工整体外形

同时，对加工进行仿真模拟检查（NC Check）和过切检查（GougeCheck）。铣刀没有进入中间槽的内部，整个电极外形被铣出，符合工艺的要求。按完成序列（DoneS w q）退出。程序计算的时间为50s，加工时间为2.1h。

2. 精加工一

精加工选用D16（R8）球头铣刀，采用曲面铣削(SurfaceMilling)的加工方式，步距(SIDE_STEP)0.2mm，轮廓余量（PROF_STOCK_ALLOW）-0.25mm，切削角度（CUT_ANGLE）45°，加工类型（SCAN_TYPE）TYPE_3，安全高度（CLEAR_DIST）5mm，主轴转速（SPINDLE_SPEED）2500r/min，进给速度(CUT_FEED)650mm/min。使用屏幕演示（Screen Play）功能，加工刀具轨迹如图3所示。同时，对加工进行仿真模拟检查(NC Check)和过切检查（Gouge Check）。铣刀没有进入中间槽的内部，槽外部被定义的加工成型曲面的负余量（火花间隙即摇动量）都被去除了，符合工艺的要求。按完成序列（Done Swq）退出。程序计算的时间为130s，加工时间为1.5h。

图3 精加工成型曲面

3. 精加工二

使用D20（R1）涂层镶片铣刀，加工类型（SCAN_TYPE）TYPE_2，切深(STEP_DEPTH)0.35mm，步距(SIDE_STEP)8mm，轮廓余量（PROF_STOCK_ALLOW）-0.25mm，粗加工余量（ROUGH_STOCK_ALLOW）0.35mm，底部余量（BTTOM_STOCK_ALLOW）0mm，加工方式（ROUGH_OPTION）PROF_ONLY，安全高度（CLEAR_DIST）5mm，主轴转速（SPINDLE_SPEED）2500r/min，进给速度(CUT_FEED)800mm/min。使用屏幕演示（Screen Play）功能，加工刀具轨迹如图4所示。同时，对加工进行仿真模拟检查（NC Check）和过切检查（Gouge Check）。铣刀进行侧面加工，电极侧部被铣到位，符合工艺的要求。按完成序列（Done Swq）退出。程序计算的时间为45s，加工时间为2h。

图4 精加工侧面

4. 粗加工中间小槽

使用D2（R0.4）涂层牛鼻铣刀， 采用螺旋加工方式（TYPE_SPIRAL），切深(STEP_DEPTH)0.25mm，步距( SIDE_STEP)0.8mm，轮廓余量（PROF_STOCK_ALLOW）-0.25mm，粗加工余量（ROUGH_STOCK_ALLOW）-0.25mm，底部余量（BTTOM_STOCK_ALLOW）- 0 . 3 5 m m，加工方式（ROUGH_OPTION）ROUGH_ONLY，安全高度（CLEAR_DIST）5mm，主轴转速（SPINDLE_SPEED）3500r/min，进给速度(CUT_FEED)450mm/min。

使用屏幕演示（Screen Play）功能，加工刀具轨迹如图5所示。

同时，对加工进行仿真模拟检查（NC Check）和过切检查（GougeCheck）。铣刀进入中间槽的内部，槽的外形被铣出，符合工艺的要求。按完成序列（Done Swq）退出。程序计算的时间为30s，加工时间为1h。

图5 粗加工中间小槽

5. 精加工三

精加工选用D1（R0.5）球头铣刀，采用曲面铣削(SurfaceMilling)的加工方式，步距(SIDE_STEP)0.2mm，轮廓余量（PROF_STOCK_ALLOW）-0.25mm，切削角度（CUT_ANGLE）45°，加工类型（SCAN_TYPE）TYPE_3，安全高度（CLEAR_DIST）5mm，主轴转速（SPINDLE_SPEED）3500r/min，进给速度(CUT_FEED)400mm/min。使用屏幕演示（Screen Play）功能，加工刀具轨迹如图6所示。同时，对加工进行仿真模拟检查（NC Check）和过切检查（Gouge Check）。铣刀进入中间槽的内部，槽内部被定义的加工成形曲面的负余量（火花间隙即摇动量）都被去除了，符合工艺的要求。按完成序列（DoneS wq）退出。程序计算的时间为60s，加工时间为0.5h。

图6 精加工中间小槽

四、编辑加工作业指导书

数控加工作业指导书如图7所示。

图7 加工作业指导书范例

五、结束语

针对未来模具行业的发展趋势，谁能在最短的时间里完成模具的制作，谁就赢得了客户，赢得了市场。由于石墨电极(与铜相比)有电极消耗少、放电加工速度快、机械加工性能好、重量轻、热膨胀系数小等优越性，已经被大家逐步认识并接受。拥有了石墨电极就拥有了模具的明天!（江苏春兰机械制造有限公司 张晓陆）

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