电火花放电磨削聚晶立方氮化硼刀具刃口

发布时间: 2020-06-20 发布者: 富耐克应用研究中心

1。聚晶立方氮化硼(PCBN)磨削概况

近年来,聚晶立方氮化硼(PCBN)的使用,使58HRC以上硬度的工件精密硬态切削加工成为可能,达到以车代磨的表面质量,与高速钢、硬质合金材料相比,PCBN刀具可以大幅提高工件表面质量和加工速度,提升加工效率以及刀具寿命。目前,国内外对PCBN刀具刃口加工的手段主要有机械磨削、电火花放电磨削等。

机械磨削,即用高速旋转的金刚石砂轮磨削PCBN刀具被加工表面。机械磨削具有工艺简单、刀具刃口表面粗糙度值低等优点,但是,由于存在砂轮整形困难、砂轮损耗严重、成本较高等问题,难以实现对尖细刃口和复杂形状刃口刀具的加工,应用范围受到限制。电火花放电加工是一种基于脉冲放电蚀除原理的自激放电加工过程,放电蚀除的物理过程是电磁学、热力学、流体动力学等综合作用的过程,电火花加工的机理是一种电物理过程。而电火花加工属于非接触式加工,没有机械切削力,所以在制作工具电极时不必考虑其受力特性,具有工具电极成形简单、相对损耗小等优势,可有效应用于尖细刃口和复杂形状刃口PCBN刀具加工。本文针对超硬刀具产品的自身特性,结合电火花放电磨削的原理,对超硬刀具电火花放电磨削的电极旋转线速度、峰值电流以及脉冲宽度等因素对加工效率、加工质量进行了详述。

2。电火花放电磨削影响因素

2.1电极旋转线速度

当电极不旋转时,工件材料去除量是最低的,工件表面粗糙度值也是最大的;电极旋转后,加工速度和加工质量均明显提高,这是由于电极的旋转改善了放电加工条件,加速了材料的蚀除速度;随着电极旋转速度的增加,工件材料去除量也增加,但增加幅度逐渐变缓,电极的损耗也增加,这是由于电极的磨损主要发生在放电加工初期,随着电极转速的增加,放电点迅速转移,放电频率明显加强,从而导致电极损耗增大;随着电极转速的增加,工件表面粗糙度值先减少,后增加。在加工质量和加工效率方面,电极线速度变化的影响小于峰值电流和脉冲宽度的影响。

2。2峰值电流

随着峰值电流Ip的增加,材料去除量增加,电极损耗减小,工件材料的表面粗糙度值增大。但三者变化的趋势却有区别:当峰值电流小于5A时,工件材料去除量和工件表面粗糙度值均缓慢增加,而电极损耗却急剧降低;当峰值电流大于10A时,工件材料去除量和工件表面粗糙度值均快速增加,电极损耗降低趋势变缓。同时,当峰值电流在8A以下时,PCBN粒度基本对加工效率和加工质量影响不大;但当峰值电流大于10A时,PCBN粒度对工件的加工效率和加工质量均有一定的影响。

2.3脉冲宽度

随着脉宽的增加,PCBN材料的去除量迅速增加。其原因可能是脉冲宽度和放电时间越长,电极与PCBN毛坯之间产生的能量就越大,从而加速了PCBN材料的移除量。同时,随着脉宽的增加,电极损耗快速减少。电极损耗主要发生在脉冲前端,当脉冲间隔常数增大时,脉冲宽度越大,产生的脉冲数越少,电极损耗就越小。随着脉冲宽度的增加,PCBN毛坯表面粗糙度值和变质层厚度均增加。

3.总结

工件PCBN粒度对电火花放电磨削加工效率和质量均有一定的影响,但不如放电加工工艺参数的影响显著。综合考虑切割效率、表面质量和电极丝损耗等因素的共同影响,PCBN复合片电火花线切割应选择合理脉宽,在大峰值电流和小脉间的切割条件下,采用正向运丝高压供液。

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