石墨材料加工工艺分析

于空空导弹长尾喷管上，是构成发动机喉部结构零件主要选材。零件的尺寸、外观等技术要求高，但是由于其材质特殊、切削性能差，加工质量不易保证，特别是加工中容易产生崩边缺陷，这些都成为非金属加工的瓶颈之一。
近年来，各型号发动机长尾喷管石墨零部件加工任务繁重、技术要求高。对历年的报废的石墨零件原因进行分析发现，由于零件崩边产生的废品约占20%. 由于材料难加工，加工效率低，使零件的生产进度受到严重影响。为尽快解决石墨零件崩边问题，提高石墨零件生产效率，以某型空空导弹前嵌环、喉衬及其组件壳体组合等机械加工为研究对象进行技术攻关，从加工方法、刀具及其切削参数等方面探索石墨材料加工技术，解决石墨零件的加工难题，对夯实非金属加工技术，顺利完成科研和批生产任务具有重要意义。

1 石墨材料简介
我院使用的石墨材料主要是火箭喷管用石墨，牌号：T705.该材料是由易石墨化、强度高、抗烧蚀性好的石油焦骨料和析焦量高的粘结剂制成。
T705 石墨材料的生产过程包括混捏、磨粉、压制、焙烧、石墨化等工序。在生产过程中经过多次热循环，材料内部可能产生裂纹、气孔等缺陷，各批材料和每块材料内部的性能有一定分散性。如果实际生产状态偏离工艺规程，将会导致石墨材料质量波动。比如：压制工序是单件生产，采用热压工艺。热压前模温、料温必须达到要求（135 ～ 150 ℃），然后将料粉装入模具，加压后停止模具加热，模具自然冷却到 50 ℃以下时允许吹风冷却，37 ℃以下脱模。每次压制一件产品，需要五个多小时，如果压力不够，可能产生气孔、疏松、裂纹；温度不够，可能产生分层；冷却过快，可能产生裂纹等。因此，T705 石墨生产过程中的质量控制对材料的性能有很大影响，如质量控制产生波动，在材料上的表现形式是多方面的，包括裂纹、疏松、气孔等。
石墨材料一般制成圆柱体或方形体结构，我院使用的材料为圆柱体，要求内部不允许有裂纹和直径大于 1 mm 的空洞，技术性能指标（标准样）如表 1所示，整体性能如表 2 所示。技术要求高于（GJB33 06-98）《火箭喷管用石墨规范》标准。

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综上分析可知：
（1）加工石墨零件采用金刚石刀具加工效果更好，耐用度最高。
（2）石墨材料加工宜采用低速、小进给切削参数、分粗、精加工的方式，不仅能防止崩边的发生，更有利于提高刀具耐用度。
（3）采用“平行切法”的加工方法能够保证零件表面质量，同时提高加工效率。

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