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1慢走丝线切割加工PCD刀具

1.1.1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,以纯浮水为绝缘介质。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净水作为工作介质，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撺击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。

1.1.2影响慢走 丝加工的因素

      (1)放电能量的大小放电脉宽时间和主电源电压影响放电能量的大小，放电能量增大，可以增大PCD材料的去除率，从而提高加工效率。但是同时放电能量的增大会使放电过程中的热膨胀和局部微爆炸作用增强,从而使得刀具刃口质量变差，这样会增大被加工工件表面的粗糙度,降低加工表面质量。而且由于较高的放电能量会导致电极丝损耗加快甚全可能断丝。为保证加工过程的稳定进行，主电源电压需要保持恒定。一般不对主电源电压进行调整。

      (2)何服迷度和伺服基准电压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。一般对伺服速度的调整不应过大，而且还要考虑防止产生振动。调高伺服基准电压值会提高加工精度但降低加工速度,且对加工速度的影响更为明显。

      (3)电极丝方面在电极丝承受范围内提高张力可以提高加工刀具的精度。因为通过增大电极丝的张力可以有效减缓水压和放电时产生的爆炸力对电极丝的滞后作用,此外还可以有效地抑制电极丝的振动。但同时加工效率会有所下降。提高电板丝速度也可以提高加工刀具的精度。因为提高电极丝速度有利于把工作液带人工件放电间隙,加快电蚀产物的排出,且能加强对电极丝的冷却。但电极丝速度过高会造成电极丝在运行时的振动,使得加工精度变差甚至会引起断丝，

      (4)PCD刀片的影响  PCD刀片中金刚石的含量越低,粒度越细的相对容易加工。

1.1. 3  慢走丝加工PCD刀具刃口状况及应用

      我国的线切刮加工精度大都为0.01~0.02mm,加工表面粗糙度一般为Ra1. 25~2.5pm,加工刀具刃口相对较差,主要用于粗加工和半精加工,在用来制作机加工刀具、地质钻头、拉丝模、木工刀及成型刀具等形状复杂的刀具加工，可以取得良好的经济效益。

 

PCD刀具的优秀性能指标

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。

 

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-C400iC	α-C600iC	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

1. 设备的主要技术参

(A)  最大切割效率：330mm2/min

(B)  机床消耗功率：13KVA ；

(C)  电极丝直径：Ф0.10～Ф0.30mm；

(D)  走丝速度：<15 M/min ；

(E)  最佳粗糙度：Ra≤0.19μm；

(F)  精度（按JIS标准）：

X轴的定位精度：±0.005mm ；

     X轴的重复定位精度：±0.002mm ；

     Y轴的定位精度：±0.005mm ；

     Y轴的重复定位精度：±0.002mm ；

     U、V轴的定位精度：±0.005mm ；

     U、V轴的重复定位精度：±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：

1. 日本原产FANUC Series 31i-WB系统；
2. 存储卡,硬盘；
3. 配置以太网和USB接口；
4. 15″触摸液晶；
5. RS232接口,USB鼠标接口；
6. 系统接口。

1. 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：绝对坐标、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：

• 5轴数控，5轴4个CNC轴联动；
• 锥度加工及补偿功能，加工锥度标准±30°/80mm；

（5）CNC系统运行环境：

1. 温度范围：5-30℃，最佳温度20±0.5℃；
2. 相对湿度：40%-80%RH以下；
3. 机床周围无振源、无粉尘；

3、机床运行环境：

电网标准：电压200V（-10%～10%），频率50HZ；13KVA.

（机器内部有信号防干扰设计）