PCD刀具的优势

主要指标

①PCD的硬度可达8000HV，为硬质合金的8~12倍;

②PCD的导热系数为700W/mK，为硬质合金的1.5~9倍，甚至高于PCBN和铜，因此PCD刀具热量传递迅速;

③PCD的摩擦系数一般仅为0.1~0.3(硬质合金的摩擦系数为0.4~1)，因此PCD刀具可显著减小切削力;

④PCD的热膨胀系数仅为0.9×10^-6~1.18×10^-6，仅相当于硬质合金的1/5，因此PCD刀具热变形小，加工精度高;

⑤PCD刀具与有色金属和非金属材料间的亲和力很小，在加工过程中切屑不易粘结在刀尖上形成积屑瘤。

PCD刀具线切割加工

  切割工艺

由于PCD复合片具有很高的硬度及耐磨性，因此必须采用特殊的加工工艺。目前，加工PCD复合片主要采用电火花线切割、激光加工、超声波加工、高压水射流等几种工艺方法，其工艺特点的比较见表1。

表1 PCD复合片切割工艺的比较

工艺方法	工艺特点
电火花加工	高度集中的脉冲放电能量、强大的放电爆炸力使PCD材料中的金属融化，部分金刚石石墨化和氧化，部分金刚石脱落，工艺性好、效率高
超声波加工	加工效率低，金刚石微粉消耗大，粉尘污染大
激光加工	非接触加工，效率高、加工变形小、工艺性差

 

在上述加工方法中，电火花加工效果较佳。PCD中结合桥的存在使电火花加工复合片成为可能。在有工作液的条件下，利用脉冲电压使靠近电极金属处的工作液形成放电通道，并在局部产生放电火花，瞬间高温可使聚晶金刚石熔化、脱落，从而形成所要求的三角形、长方形或正方形的刀头毛坯。电火花加工PCD复合片的效率及表面质量受到切削速度、PCD粒度、层厚和电极质量等因素的影响，其中切削速度的合理选择十分关键，实验表明，增大切削速度会降低加工表面质量，而切削速度过低则会产生"拱丝"现象，并降低切割效率。增加PCD刀片厚度也会降低切割速度。

      

       慢走丝线切割的原理 

        慢走丝线切割设备以铜丝作为电极丝,以纯浮水为*缘介质。在铜丝与被加工材料之间施加60~300V的脉冲电压，保持5~50μm间隙，间隙中充满纯净水,铜丝以低于0.2m/s的速度作单向运动，使电极与鼓加工物之间发生火花放电,并彼此被消耗、腐蚀。在慢走丝线切割放电加工PCD材料的过程中，脉冲电路部分给工作台加以直流脉冲高电平,给铜丝加以直流脉冲低电平,在高电平和低电平之间形成电场在加工的过程中以纯淨水作为工作介质，以纯净水为冷却液,在水中存在大量的电子和少量的离子,电子在电场力的作用下作高速运动,电子高速运动使它不停地攛击PCD材科,PCD材料在高速运动的电子撞击下产生很大的热能，局部温度可达到1000C~ 0000C,从而把PCD材料局部熔掉,实现加工的目的。

一、设备的型号、规格、参数及性能

1、设备的主要技术参数：

设备型号		α-C400iB	α-C600iB	α-C800iB
设备规格		400mm×300mm	600mm×400mm	800mm×600mm
工作台	尺寸	626mm×441mm	898mm×620mm	1132mm×820mm
	承载	500Kg	1000Kg	2000Kg
行程	X轴	400mm	600mm	800mm
	Y轴	300mm	400mm	600mm
	Z轴	255mm	310mm	310mm
	斜度	±30°/80mm	±30°/150mm	±30°/150mm
辅助行程	U轴	±60mm	±100mm	±100mm
	V轴	±60mm	±100mm	±100mm

2、设备的主要技术参

(A)  *大切割效率：330mm²/min

(B)  机床消耗功率：13KVA ；

(C)  电极丝直径：Ф0.10Ф0.30mm；

(D)  走丝速度：<15 M/min ；

(E)  *佳粗糙度：Ra0.19μm；

(F)  精度（按JIS标准）：

X轴的定位精度：&plusmn;0.005mm ；

     X轴的重复定位精度：&plusmn;0.002mm ；

     Y轴的定位精度：&plusmn;0.005mm ；

     Y轴的重复定位精度：&plusmn;0.002mm ；

     U、V轴的定位精度：&plusmn;0.005mm ；

     U、V轴的重复定位精度：&plusmn;0.003mm ；

 (G) 高速自动穿线AWF功能（10秒循环，0.10细线可自动穿线）

上述精度指标的校准已在日本工厂完成，以日本工厂出具的出厂精度报告为准。

 

二、机床的配置功能组成

1、机床结构：

（1）  高强度优质铸铁床身；

（2）  锥度机构；

（3）  X、Y轴滚珠丝杠和精密直线导轨及交流伺服电机,U、V、Z轴交流伺服电机；

（4）  先进电控系统,高速无电解电源（高频交流电源）；（变频器控制喷水马达）

（5）  过滤系统及温控装置，配置日本原装大金变频冷水机。

（6）  FANUC Series 31i-WB控制系统；（数控系统）

（7）  线切割工作液箱，格兰富变频水泵；

  2、CNC系统的配置组成功能及其技术性能：

（1）CNC的硬件组成：

(A)  日本原产FANUC Series 31i-WB系统；

(B)  存储卡,硬盘；

(C)  配置以酞网和USB接口；

(D)  15″触摸液晶；

(E)  RS232接口,USB鼠标接口；

(F)  系统接口。

（2）CNC的软件组成及操作平台：

操作平台为windows系统。

（3）系统配置功能：

（A） 坐标系：*对坐标、相对坐标，；

（B） 图形坐标变换、缩放、旋转功能，图形跟踪显示功能；

（C） 直线、圆弧纳米插补功能；

（D） 锥度加工功能；

（E） 短路、断丝处理功能；

（F） 停电记忆功能，加工结束自动停机功能；

（G） 自动对端面、对中心功能；

（H） 自动加过渡圆弧功能（任意）；

（I） 菜单技术、自动编程功能；

（J） 数据传输；

（K） 配备电火花线切割专业加工工艺的专家系统；

（4）CNC系统的技术性能：

（A）5轴数控，5轴4个CNC轴联动；

（B）锥度加工及补偿功能，加工锥度标准&plusmn;30&deg;/80mm；

（5）CNC系统运行环境：

(A) 温度范围：5-30，*佳温度20&plusmn;0.5；

(B) 相对湿度：40-80RH以下；

(C) 机床周围无振源、无粉尘；

3、机床运行环境：

电网标准：电压200V（-1010），频率50HZ；13KVA.

（机器内部有信号防干扰设计）

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