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PKD刀具的电火花加工

时间: 2011-07-02 13:01 来源: 作者: BERNHARD KUTTKAT点击:
在汽车工业中使用铝合金材料和其他有色金属合金材料,例如塑料材料、合成碳纤维材料、玻璃纤维材料以及粘接材料用量不断增加的情况下,金刚石涂层的用量也不断增加。PKD刀具,多晶金刚石刀具就是一种近几年来切削高硬度材料经常使用的刀具材料,而且它们在木材加工企业中,也有超出硬质合金刀具的上佳表现。据专家估计,全球PKD刀具的年销售量将超过3.5亿美元,其中52%的PKD刀具应用在汽车生产企业以及零部件供应商。

PKD刀具的加工费用很高,其毛坯的价格相比较也很贵。使用PKD刀具的切削加工即费时又费力。而且废品率还相当高。除了几何形状和尺寸的制造误差外,由于PKD材料的脆性很高,极易在切削刃上出现崩碎缺口,这是精密刀具生产厂家对PKD刀具生产加工时的难度所做的描述。在PKD刀具的发展过程中,现在有可能更加经济,更加优质的保证这种PKD刀具的生产加工了,电火花就是加工PKD刀具的很好的切削方法。

集成了A坐标轴和测量系统

PKD是一种烧结而成的合成金刚石坯料块。它具有金属切削刀具的结构形状,由硬质材料(碳化钨)作为基体。这种金属基的切削材料有一定的导电性,这使得PKD刀具的电腐蚀线切割或者电腐蚀加工成为可能。电腐蚀加工一个重要的任务是:在烧结而成的PKD毛坯上加工出合格的刀片。而电腐蚀加工需要解决的另一个问题是:对安装在刀体中的PKD刀具重新进行刃磨,使它更加锋利。为此,Agie公司为它们的Agiecut配备了一套合适的电机,信号发生器,新的专用软件,机械部件和A回转坐标轴系统。

在提高PKD刀片的电腐蚀加工能力和电腐蚀加工质量方面,电机有着重要的作用,例如Agie公司使用的是IPG(智能化电机),并采用了Ecut电机控制技术,使的电机系统可以适用于各种高速切削和电腐蚀加工。电腐蚀加工的切割丝不断的切割、腐蚀不同的金属材料:PKD刀片中的硬质材料和烧结材料。

精密,高性能的机械和电机系统还不能完全满足PKD刀片刃磨的需要,还不能保证经济高效的生产出合格的或者说刃磨出合格的PKD刀片。它们还必须依靠高效的软件控制程序。

通过与亚琛的Esco有限责任公司的密切合作,Agie公司研发了Windows系统的EDM Map软件。它可根据刀具的几何尺寸生成回转切削加工刀具的NC测量,电腐蚀加工以及刃磨加工程序。精确的获取刀片实际位置,实际角度和切削面形状的参数是高精度电腐蚀加工的前提条件。最好是在生产加工机床中直接测量这些数据,或者在五坐标测量机床中测量,所有的生产准备和切削加工数据应具备网络调用的能力。

在PKD刀具的电腐蚀加工中,CAD/ CAM系统是必须具备的基础。程序控制软件可以调用DXF格式的CAD文件,刀具可以在任何角度,任何位置对PKD的刀片进行测量是获得准确刀具参数的基础。机床夹持元件的参数,都保存在机床数控系统的数据库中,刀具切削刃长度和刀具直径可由操作者自己定义,同时操作者还需给出PKD刀片的刃磨方向,后角、前角,倒角,倒棱的宽度和切削刃的数量。

大量的测试点可以准确的获得实际几何参数

在机床上进行电腐蚀PKD刀具的加工是从刀具测量开始的(在机床的刀具坐标系中测量刀具的相对装夹长度和角度)。在测量时,测量系统对刀具刀片进行多点测量,尤其是采集了大量的切削刃的数据,为下一步的电腐蚀加工作好准备。这些检测到的刀具、刀片数据保证了刀具切削刃正确的磨削,并可在今后的使用中方便的进行刀具尺寸的补偿。换一句说:某一刀片的切削刃崩碎后,经测量可以在今后的多个机床坐标轴方向上得到尺寸补偿,使其加工出合格的产品。在这种电腐蚀加工中,使用的还是线切割铜丝,并且由操作者设定电腐蚀切割的走刀次数。PKD刀片在标准的电腐蚀线切割铜丝(黄铜丝直径0.1~0.25mm)的腐蚀切割最后成型。数控程序的加工结果将以图形方式显示,并保存起来。

在PKD多晶金刚石刀片毛坯的切割加工中,使用的切割进给速度为4~10 mm/ min,这与被切割刀片的材料与厚度有关,刀片的表面质量与刀片的晶粒粗细有关。可以达到的切削刃锋利程度为2~3μm。(end)

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