①PCD復合片的制造:PCD復合片是由天然或人工合成的金剛石粉末與結合劑(其中含鈷、鎳等金屬)按一定比例在高溫(1000~2000℃)、高壓(5~10萬個大氣壓)下燒結而成。在燒結過程中,由于結合劑的加入,使金剛石晶體間形成以TiC、SiC、Fe、Co、Ni等為主要成分的結合橋,金剛石晶體以共價鍵形式鑲嵌于結合橋的骨架中。通常將復合片制成固定直徑和厚度的圓盤,還需對燒結成的復合片進行研磨拋光及其它相應的物理、化學處理。
②PCD刀片的加工:PCD刀片的加工主要包括復合片的切割、刀片的焊接、刀片刃磨等步驟。
切割工藝
由于PCD復合片具有很高的硬度及耐磨性,因此必須采用特殊的加工工藝。目前,加工PCD復合片主要采用電火花線切割、激光加工、超聲波加工、高壓水射流等幾種工藝方法,其工藝特點的比較見表1。
表1 PCD復合片切割工藝的比較
工藝方法 |
工藝特點 |
電火花加工 |
高度集中的脈沖放電能量、強大的放電爆炸力使PCD材料中的金屬融化,部分金剛石石墨化和氧化,部分金剛石脫落,工藝性好、效率高 |
超聲波加工 |
加工效率低,金剛石微粉消耗大,粉塵污染大 |
激光加工 |
非接觸加工,效率高、加工變形小、工藝性差 |
在上述加工方法中,電火花加工效果較佳。PCD中結合橋的存在使電火花加工復合片成為可能。在有工作液的條件下,利用脈沖電壓使靠近電極金屬處的工作液形成放電通道,并在局部產生放電火花,瞬間高溫可使聚晶金剛石熔化、脫落,從而形成所要求的三角形、長方形或正方形的刀頭毛坯。電火花加工PCD復合片的效率及表面質量受到切削速度、PCD粒度、層厚和電極質量等因素的影響,其中切削速度的合理選擇十分關鍵,實驗表明,增大切削速度會降低加工表面質量,而切削速度過低則會產生"拱絲"現象,并降低切割效率。增加PCD刀片厚度也會降低切割速度。
1、設備的主要技術參數:
設備型號 |
α-C400iC |
α-C600iC |
α-C800iB |
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設備規(guī)格 |
400mm×300mm |
600mm×400mm |
800mm×600mm |
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工作臺 |
尺寸 |
626mm×441mm |
898mm×620mm |
1132mm×820mm |
承載 |
500Kg |
1000Kg |
2000Kg |
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行程 |
X軸 |
400mm |
600mm |
800mm |
Y軸 |
300mm |
400mm |
600mm |
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Z軸 |
255mm |
310mm |
310mm |
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斜度 |
±30°/80mm |
±30°/150mm |
±30°/150mm |
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輔助行程 |
U軸 |
±60mm |
±100mm |
±100mm |
V軸 |
±60mm |
±100mm |
±100mm |
2、設備的主要技術參
(A) 最大切割效率:330mm2/min
(B) 機床消耗功率:13KVA ;
(C) 電極絲直徑:Ф0.10~Ф0.30mm;
(D) 走絲速度:<15 M/min ;
(E) *佳粗糙度:Ra≤0.19μm;
(F) 精度(按JIS標準):
X軸的定位精度:±0.0015mm;
X軸的重復定位精度:±0.002mm;
Y軸的定位精度:±0.0015mm;
Y軸的重復定位精度:±0.002mm;
U、V軸的定位精度:±0.005mm;
U、V軸的重復定位精度:±0.003mm;
(G)高速自動穿線AWF功能(10秒循環(huán),0.10細線可自動穿線)
上述精度指標的校準已在日本工廠完成,以日本工廠出具的出廠精度報告為準。
1、機床結構:
(1) 高強度優(yōu)質鑄鐵床身;
(2) 錐度機構;
(3) X、Y軸滾珠絲杠和精密直線導軌及交流伺服電機,U、V、Z軸交流伺服電機;
(4) 先進電控系統,高速無電解電源(高頻交流電源);(變頻器→控制噴水馬達)
(5) 過濾系統及溫控裝置,配置日本原裝大金變頻冷水機。
(6) FANUC Series 31i-WB控制系統;(數控系統)
(7) 線切割工作液箱,格蘭富變頻水泵;
2、CNC系統的配置組成功能及其技術性能:
(1)CNC的硬件組成:
(A) 日本原產FANUCSeries 31i-WB系統;
(B) 存儲卡,硬盤;
(C) 配置以太網和USB接口;
(D) 15″觸摸液晶;
(E) RS232接口,USB鼠標接口;
(F) 系統接口。
(2)CNC的軟件組成及操作平臺:
操作平臺為windows系統。
(3)系統配置功能:
(A)坐標系:絕對坐標、相對坐標,;
(B)圖形坐標變換、縮放、旋轉功能,圖形跟蹤顯示功能;
(C)直線、圓弧納米插補功能;
(D)錐度加工功能;
(E)短路、斷絲處理功能;
(F)停電記憶功能,加工結束自動停機功能;
(G)自動對端面、對中心功能;
(H)自動加過渡圓弧功能(任意);
(I)菜單技術、自動編程功能;
(J)數據傳輸;
(K)配備電火花線切割專業(yè)加工工藝的專家系統;
(4)CNC系統的技術性能:
(A)5軸數控,5軸4個CNC軸聯動;
(B)錐度加工及補償功能,加工錐度標準±30°/80mm;
(5)CNC系統運行環(huán)境:
(A)溫度范圍:5-30℃,*佳溫度20±0.5℃;
(B)相對濕度:40%-80%RH以下;
(C)機床周圍無振源、無粉塵;
3、機床運行環(huán)境:
電網標準:電壓200V(-10%~10%),頻率50HZ;13KVA.
(機器內部有信號防干擾設計)
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