1慢走絲線切割加工PCD刀具

1.1.1慢走絲線切割的原理

      慢走絲線切割設備以銅絲作為電極絲,以純浮水為絕緣介質。在銅絲與被加工材料之間施加60~300V的脈衝電壓，保持5~50μm間隙，間隙中充滿純淨水,銅絲以低於0.2m/s的速度作單向運動，使電極與鼓加工物之間發生火花放電,並彼此被消耗、腐蝕。在慢走絲線切割放電加工PCD材料的過程中，脈衝電路部分給工作台加以直流脈衝高電平,給銅絲加以直流脈衝低電平,在高電平和低電平之間形成電場在加工的過程中以純淨水作為工作介質，以純淨水為冷卻液,在水中存在大量的電子和少量的離子,電子在電場力的作用下作高速運動,電子高速運動使它不停地攛擊PCD材科,PCD材料在高速運動的電子撞擊下產生很大的熱能，局部溫度可達到1000C~ 0000C,從而把PCD材料局部熔掉,實現加工的目的。

1.1.2影響慢走 絲加工的因素

      (1)放電能量的大小放電脈寬時間和主電源電壓影響放電能量的大小，放電能量增大，可以增大PCD材料的去除率，從而提高加工效率。但是同時放電能量的增大會使放電過程中的熱膨脹和局部微爆炸作用增強,從而使得刀具刃口質量變差，這樣會增大被加工工件表面的粗糙度,降低加工表面質量。而且由於較高的放電能量會導致電極絲損耗加快甚全可能斷絲。為保証加工過程的穩定進行，主電源電壓需要保持恆定。一般不對主電源電壓進行調整。

      (2)何服迷度和伺服基準電壓方面增大伺服速度值可以提高加工刀具的精度,但也降低加工效率。一般對伺服速度的調整不應過大，而且還要考慮防止產生振動。調高伺服基準電壓值會提高加工精度但降低加工速度,且對加工速度的影響更為明顯。

      (3)電極絲方面在電極絲承受範圍內提高張力可以提高加工刀具的精度。因為通過增大電極絲的張力可以有效減緩水壓和放電時產生的爆炸力對電極絲的滯后作用,此外還可以有效地抑制電極絲的振動。但同時加工效率會有所下降。提高電板絲速度也可以提高加工刀具的精度。因為提高電極絲速度有利於把工作液帶人工件放電間隙,加快電蝕產物的排出,且能加強對電極絲的冷卻。但電極絲速度過高會造成電極絲在運行時的振動,使得加工精度變差甚至會引起斷絲，

      (4)PCD刀片的影響  PCD刀片中金剛石的含量越低,粒度越細的相對容易加工。

1.1. 3  慢走絲加工PCD刀具刃口狀況及應用

      我國的線切刮加工精度大都為0.01~0.02mm,加工表面粗糙度一般為Ra1. 25~2.5pm,加工刀具刃口相對較差,主要用於粗加工和半精加工,在用來製作機加工刀具、地質鑽頭、拉絲模、木工刀及成型刀具等形狀複雜的刀具加工，可以取得良好的經濟效益。

 

PCD刀具的優秀性能指標

①PCD的硬度可達8000HV，為硬質合金的8~12倍;

②PCD的導熱係數為700W/mK，為硬質合金的1.5~9倍，甚至高于PCBN和銅，因此PCD刀具熱量傳遞迅速;

③PCD的摩擦係數一般僅為0.1~0.3(硬質合金的摩擦係數為0.4~1)，因此PCD刀具可顯著減小切削力;

④PCD的熱膨脹係數僅為0.9×10^-6~1.18×10^-6，僅相當于硬質合金的1/5，因此PCD刀具熱變形小，加工精度高;

⑤PCD刀具與有色金屬和非金屬材料間的親和力很小，在加工過程中切屑不易粘結在刀尖上形成積屑瘤。

 

一、設備的型號、規格、參數及性能

1. 設備的主要技術參數：

設備型號		α-C400iC	α-C600iC	α-C800iB
設備規格		400mm×300mm	600mm×400mm	800mm×600mm
工作台	尺寸	626mm×441mm	898mm×620mm	1132mm×820mm
	承載	500Kg	1000Kg	2000Kg
行程	X軸	400mm	600mm	800mm
	Y軸	300mm	400mm	600mm
	Z軸	255mm	310mm	310mm
	斜度	±30°/80mm	±30°/150mm	±30°/150mm
輔助行程	U軸	±60mm	±100mm	±100mm
	V軸	±60mm	±100mm	±100mm

1. 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)  最佳粗糙度：Ra≤0.19μm；

(F)  精度（按JIS標準）：

X軸的定位精度：±0.005mm ；

     X軸的重複定位精度：±0.002mm ；

     Y軸的定位精度：±0.005mm ；

     Y軸的重複定位精度：±0.002mm ；

     U、V軸的定位精度：±0.005mm ；

     U、V軸的重複定位精度：±0.003mm ；

 (G) 高速自動穿線AWF功能（10秒循環，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。

 

二、機床的配置功能組成

1. 機床結構：

（1） 高強度優質鑄鐵床身；

（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：

1. 日本原產FANUC Series 31i-WB系統；
2. 存儲卡,硬盤；
3. 配置以太網和USB接口；
4. 15″觸摸液晶；
5. RS232接口,USB鼠標接口；
6. 系統接口。

1. CNC的軟件組成及操作平台：

操作平台為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加工工藝的專家系統；

（4）CNC系統的技術性能：

• 5軸數控，5軸4個CNC軸聯動；
• 錐度加工及補償功能，加工錐度標準±30°/80mm；

（5）CNC系統運行環境：

1. 溫度範圍：5-30℃，最佳溫度20±0.5℃；
2. 相對濕度：40%-80%RH以下；
3. 機床週圍無振源、無粉塵；

3、機床運行環境：

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）