多晶金剛石刀具電腐蝕加工技術(shù)分析
在汽車工業(yè)使用鋁合金材料和其他有色金屬合金材料,如塑料材料、合成碳纖維材料、玻璃纖維材料以及粘接材料用量不斷增加的情況下箕母,金剛石涂層刀具的用量也不斷增加。多晶金剛石(PKD)刀具就是一種近幾年來切削高硬度材料經(jīng)常使用的刀具材料俱济,而且它們?cè)谀静募庸ば袠I(yè)中也有超出硬質(zhì)合金刀具的上佳表現(xiàn)嘶是。據(jù)專家估計(jì),全球PKD刀具的年銷售量將超過3.5億美元蛛碌,其中52%的PKD刀具應(yīng)用在汽車生產(chǎn)企業(yè)以及零部件供應(yīng)商聂喇。
PKD刀具的加工費(fèi)用很高,其毛坯的價(jià)格相比較也很貴蔚携。使用PKD刀具的切削加工既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力希太,而且廢品率相當(dāng)高。除了幾何形狀和尺寸的制造誤差外那辰,由于PKD材料的脆性很高拳鹉,極易在切削刃上出現(xiàn)崩碎缺口,這是精密刀具生產(chǎn)廠家對(duì)PKD刀具生產(chǎn)加工時(shí)的難度所做的描述拣壮。在PKD刀具的發(fā)展過程中,現(xiàn)在有可能更加經(jīng)濟(jì)琢刮,更加優(yōu)質(zhì)的保證這種PKD刀具的生產(chǎn)加工了呈缴,電火花就是加工PKD刀具的很好的切削方法。
集成了A坐標(biāo)軸和測(cè)量系統(tǒng)
PKD是一種燒結(jié)而成的合成金剛石坯料塊耍烙。它具有金屬切削刀具的結(jié)構(gòu)形狀酌峻,由硬質(zhì)材料(碳化鎢)作為基體。這種金屬基的切削材料有一定的導(dǎo)電性扼希,這使得PKD刀具的電腐蝕線切割或者電腐蝕加工成為可能坊阎。電腐蝕加工一個(gè)重要的任務(wù)是:在燒結(jié)而成的PKD毛坯上加工出合格的刀片。而電腐蝕加工需要解決的另一個(gè)問題是:對(duì)安裝在刀體中的PKD刀具重新進(jìn)行刃磨工殖,使它更加鋒利惶政。為此,Agie公司為它們的Agiecut車床配備了一套合適的發(fā)電機(jī)矮男、信號(hào)發(fā)生器移必、新的專用軟件、機(jī)械部件和A回轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸系統(tǒng)毡鉴。
在提高PKD刀片的電腐蝕加工能力和電腐蝕加工質(zhì)量方面崔泵,電機(jī)有著重要的作用,例如Agie公司使用的是IPG(智能化電機(jī))猪瞬,并采用了Ecut電機(jī)控制技術(shù)憎瘸,使機(jī)床的電機(jī)系統(tǒng)可以適用于各種高速切削和電腐蝕加工入篮。電腐蝕加工的切割絲不斷的切割、腐蝕不同的金屬材料:PKD刀片中的硬質(zhì)材料和燒結(jié)材料幌甘。
精密潮售、高性能的機(jī)械和電機(jī)系統(tǒng)還不能完全滿足PKD刀片刃磨的需要,還不能保證經(jīng)濟(jì)高效的生產(chǎn)出合格的或者說刃磨出合格的PKD刀片含潘。它們還必須依靠高效的軟件控制程序饲做。
通過與亞琛的Esco有限責(zé)任公司的密切合作,Agie公司研發(fā)了Windows系統(tǒng)的EDM Map軟件遏弱。它可根據(jù)刀具的幾何尺寸生成回轉(zhuǎn)切削加工刀具的NC測(cè)量盆均,電腐蝕加工以及刃磨加工程序。精確的獲取刀片實(shí)際位置差齐,實(shí)際角度和切削面形狀的參數(shù)是高精度電腐蝕加工的前提條件依堆。最好是在生產(chǎn)加工機(jī)床中直接測(cè)量這些數(shù)據(jù),或者在五坐標(biāo)測(cè)量機(jī)床中測(cè)量气弥,所有的生產(chǎn)準(zhǔn)備和切削加工數(shù)據(jù)應(yīng)具備網(wǎng)絡(luò)調(diào)用的能力驮荚。
在PKD刀具的電腐蝕加工中,CAD/CAM系統(tǒng)是必須具備的基礎(chǔ)给措。程序控制軟件可以調(diào)用DXF格式的CAD文件兆送,刀具可以在任何角度,任何位置對(duì)PKD的刀片進(jìn)行測(cè)量是獲得準(zhǔn)確刀具參數(shù)的基礎(chǔ)炮罩。機(jī)床夾持元件的參數(shù)棺距,都保存在機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中,刀具切削刃長(zhǎng)度和刀具直徑可由操作者自己定義圃匙,同時(shí)操作者還需給出PKD刀片的刃磨方向榴蜻,后角、前角炎蹬,倒角瞎喉,倒棱的寬度和切削刃的數(shù)量。
大量的測(cè)試點(diǎn)可以準(zhǔn)確的獲得實(shí)際幾何參數(shù)
在機(jī)床上進(jìn)行電腐蝕PKD刀具的加工是從刀具測(cè)量開始的(在機(jī)床的刀具坐標(biāo)系中測(cè)量刀具的相對(duì)裝夾長(zhǎng)度和角度)竭沫。在測(cè)量時(shí)燥翅,測(cè)量系統(tǒng)對(duì)刀具刀片進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量,尤其是采集了大量的切削刃的數(shù)據(jù)蜕提,為下一步的電腐蝕加工作好準(zhǔn)備权旷。這些檢測(cè)到的刀具、刀片數(shù)據(jù)保證了刀具切削刃正確的磨削贯溅,并可在今后的使用中方便的進(jìn)行刀具尺寸的補(bǔ)償拄氯。換一句說:某一刀片的切削刃崩碎后,經(jīng)測(cè)量可以在今后的多個(gè)機(jī)床坐標(biāo)軸方向上得到尺寸補(bǔ)償它浅,使其加工出合格的產(chǎn)品译柏。在這種電腐蝕加工中镣煮,使用的還是線切割銅絲,并且由操作者設(shè)定電腐蝕切割的走刀次數(shù)鄙麦。PKD刀片在標(biāo)準(zhǔn)的電腐蝕線切割銅絲(黃銅絲直徑0.1~0.25mm)的腐蝕切割最后成型典唇。數(shù)控程序的加工結(jié)果將以圖形方式顯示,并保存起來胯府。
在PKD多晶金剛石刀片毛坯的切割加工中贾焊,使用的切割進(jìn)給速度為4~10mm/min,這與被切割刀片的材料與厚度有關(guān)痪猛,刀片的表面質(zhì)量與刀片的晶粒粗細(xì)有關(guān)占赤。可以達(dá)到的切削刃鋒利程度為2~3μm算换。
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