刀具磨損是石墨電極加工中最重要的問題。磨損量不僅影響刀具損耗費用、加工時間、加工質量，而且影響電極EDM加工工件材料的表面質量，是優化高速加工的重要參數。

　　石墨電極材料加工的主要刀具磨損區域為前刀面和后刀面。在前刀面上，刀具與破碎切屑區的沖擊接觸產生沖擊磨粒磨損，沿工具表面滑動的切屑產生滑動摩擦磨損。影響高速加工刀具磨損的因素：

　　一、前刀面沖擊磨損

　　切屑顆粒在刀具前刀面產生的沖擊有兩種形式，一種是與前刀面呈一定角度的沖擊，這種沖擊導致表面層脫落或剝落：另一種是切削沖擊，即石墨切屑在刀具前刀面產生微切削，最大切削溝痕寬度達150nm，沖擊區磨損形成了前刀面月牙洼磨損(圖4)。

圖4 刀具磨損

　　二、前刀面滑動區刀具磨損

　　在前刀面的滑動磨損區，石墨碎屑對前刀面有一定的保護作用。后刀面磨損主要是刀具后刀面與已加工表面的機械摩擦磨損。

　　三、切削速度

　　切削速度增大，雖然大塊斷裂面積增加，但KT減小，KB大致不變，同時月牙洼磨損截面積減小。隨著切削速度的增大，在摩擦面生成的石墨潤滑膜增厚，表面磨損系數減小，所以刀具磨損下降很快，這也是采用高速加工石墨優越性的一個重要原因。

　　四、刀具材料

　　刀具材料對沖擊磨損量的影響很大。一般刀具材料HV提高，則KT下降。刀具材料對刀具磨損的影響如圖5所示。

　　工件材料:EK85：晶粒尺寸:13?m：刀具:立銑刀，D=12mm，Z=2：切削條件:fz=0.05mm，ap=3mm，ae=12mm

圖5 切削速度與刀具材料對刀具磨損的影響

　　硬質合金刀具加工石墨電極材料時的磨損機理:在滑動區因微切削和表面疲勞破壞產生磨損：最終導致刀具粘結相(Co)磨粒磨損和耐磨損相(WC)的磨損、產生裂紋和斷裂脫落。增大WC 的顆粒尺寸和減小Co 相的顆粒尺寸，可使刀具磨損下降。刀具表面有時會有石墨粘結。

　　聚晶金剛石刀具磨損是由石墨切屑對結合相的磨損以及金剛石破碎后引起的二次磨粒磨損組成。刀具表面通常有一層粘附石墨形成的潤滑膜，其耐磨性是硬質合金K10的1～2倍。

　　金剛石薄膜刀具表面通常有強烈的石墨粘附，并有金剛石表面損傷破碎，沒有月牙洼磨損。它屬于宏觀沖擊磨損，而不是機械磨料磨損。涂層基體硬質合金表面處理效果影響涂層效率，也對刀具壽命有很大影響。金剛石薄膜刀具的壽命可達K10的100倍，并優于PCD刀具。

　　硬質合金涂層刀具(TiN等)可顯著改善刀具耐磨性。

　　Al2O3陶瓷刀具并不適合切削石墨材料。

　　五、進給量

　　提高銑刀每齒進給量，KB、KL、KT均增大。增加每齒的切削寬度，即增加了平均切屑厚度，因此切削沖擊上升，刀具磨損上升。從圖6中可看出銑削寬度大于銑刀半徑后切削狀況的改變。

　　工件材料:EK85：晶粒尺寸:13?m：刀具:平底立銑刀，D=12mm，Z=2：刀具材料:硬質合金K10：磨鈍標準:VB=0.1mm

圖6 進給量和銑削寬度與刀具磨損的關系

　　六、刀具角度

　　刀具前角增大，改變了切屑顆粒沖擊角度，KT下降，但KB變化不大：后角增大，則刀具鋒利性增大，后刀面磨損減�。褐髌�角的變化，改變了切削受力方向和實際切削面積，因此隨著主偏角增大，刀具磨損也下降，刀具耐用度得到提高(圖7)。

　　刀具:平底立銑刀，D=6mm，Z=2：刀具材料:硬質合金K10：磨鈍標準:VB=0.12mm：切削條件:Vc=600m/min，fz=0.06mm，ap=6mm，ae=1mm

圖7 刀具角度對刀具磨損的影響

　　七、刀具結構

　　高速銑削常用球頭銑刀和平底銑刀進行加工。當采用球頭立銑刀加工曲面，其切削速度從外到里是下降的，因此刀具頂部易于磨損。平底立銑刀可加工臺階輪廓，加工余量波動強烈，加工出的工具輪廓波動使精加工刀具受到強烈損害。相同條件下這兩種刀具比較，平底立銑刀的切削距離比球頭立銑刀的長。

　　八、石墨電極材料

　　石墨電極材料對刀具磨損有很大影響。如圖8所示，高速加工時石墨晶粒尺寸越小，刀具壽命越高，刀具壽命大致與抗彎強度和肖氏硬度呈正比。此外石墨電極材料石墨化程度及浸漬材料成分、填充材料粒度，也對刀具磨損有一定的影響。

　　刀具:平底立銑刀，D=6mm，Z=2：刀具材料:HM K10：切削條件:fz=0.05mm，ap=3mm，ae=12mm

圖8 石墨電極材料對刀具磨損的影響

　　九、銑削方向

　　在高速銑削加工中銑削加工方向是十分重要的。相同條件下進行順銑和逆銑加工時，由于破碎顆粒量的不同以及刀具實際切入沖擊的不同，刀具壽命也不相同，逆銑的刀具壽命高于順銑刀具壽命(圖9)。

　　工件材料:V1364：粒度:7?m：刀具:平底立銑刀，D=6mm：刀具材料:硬質合金K10：切削條件:Vc=600m/min，fz=0.074mm，ap=3mm，ae=0.35mm，Rth=5?M

圖9 銑削方向對刀具磨損的影響