①PCD復(fù)合片的制造:PCD復(fù)合片是由天然或人工合成的金剛石粉末與結(jié)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(gè)大氣壓)下燒結(jié)而成。在燒結(jié)過程中，由于結(jié)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(jié)合橋，金剛石晶體以共價(jià)鍵形式鑲嵌于結(jié)合橋的骨架中。通常將復(fù)合片制成固定直徑和厚度的圓盤，還需對燒結(jié)成的復(fù)合片進(jìn)行研磨拋光及其它相應(yīng)的物理、化學(xué)處理。
②PCD刀片的加工:PCD刀片的加工主要包括復(fù)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(fù)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(fù)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(diǎn)的比較見表1。
表1 PCD復(fù)合片切割工藝的比較
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工藝方法 |
工藝特點(diǎn) |
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電火花加工 |
高度集中的脈沖放電能量、強(qiáng)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 |
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超聲波加工 |
加工效率低，金剛石微粉消耗大，粉塵污染大 |
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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(jié)合橋的存在使電火花加工復(fù)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(chǎn)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(fù)合片的效率及表面質(zhì)量受到切削速度、PCD粒度、層厚和電極質(zhì)量等因素的影響，其中切削速度的合理選擇十分關(guān)鍵，實(shí)驗(yàn)表明，增大切削速度會降低加工表面質(zhì)量，而切削速度過低則會產(chǎn)生"拱絲"現(xiàn)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(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)：
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設(shè)備型號 |
α-C400iC |
α-C600iC |
α-C800iB |
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設(shè)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 |
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承載 |
500Kg |
1000Kg |
2000Kg |
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行程 |
X軸 |
400mm |
600mm |
800mm |
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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 |
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V軸 |
±60mm |
±100mm |
±100mm |
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2、設(shè)備的主要技術(shù)參
(A) 最大切割效率：330mm2/min
(B) 機(jī)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(biāo)準(zhǔn)）：
X軸的定位精度：±0.0015mm；
X軸的重復(fù)定位精度：±0.002mm；
Y軸的定位精度：±0.0015mm；
Y軸的重復(fù)定位精度：±0.002mm；
U、V軸的定位精度：±0.005mm；
U、V軸的重復(fù)定位精度：±0.003mm；
(G)高速自動(dòng)穿線AWF功能（10秒循環(huán)，0.10細(xì)線可自動(dòng)穿線）
上述精度指標(biāo)的校準(zhǔn)已在日本工廠完成，以日本工廠出具的出廠精度報(bào)告為準(zhǔn)。
1、機(jī)床結(jié)構(gòu)：
（1） 高強(qiáng)度優(yōu)質(zhì)鑄鐵床身；
（2） 錐度機(jī)構(gòu)；
（3） X、Y軸滾珠絲杠和精密直線導(dǎo)軌及交流伺服電機(jī),U、V、Z軸交流伺服電機(jī)；
（4） 先進(jìn)電控系統(tǒng),高速無電解電源（高頻交流電源）；（變頻器→控制噴水馬達(dá)）
（5） 過濾系統(tǒng)及溫控裝置，配置日本原裝大金變頻冷水機(jī)。
（6） FANUC Series 31i-WB控制系統(tǒng)；（數(shù)控系統(tǒng)）
（7） 線切割工作液箱，格蘭富變頻水泵；
2、CNC系統(tǒng)的配置組成功能及其技術(shù)性能：
（1）CNC的硬件組成：
(A) 日本原產(chǎn)FANUCSeries 31i-WB系統(tǒng)；
(B) 存儲卡,硬盤；
(C) 配置以太網(wǎng)和USB接口；
(D) 15″觸摸液晶；
(E) RS232接口,USB鼠標(biāo)接口；
(F) 系統(tǒng)接口。
（2）CNC的軟件組成及操作平臺：
操作平臺為bs系統(tǒng)。
（3）系統(tǒng)配置功能：
（A）坐標(biāo)系：絕對坐標(biāo)、相對坐標(biāo)，；
（B）圖形坐標(biāo)變換、縮放、旋轉(zhuǎn)功能，圖形跟蹤顯示功能；
（C）直線、圓弧納米插補(bǔ)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(jié)束自動(dòng)停機(jī)功能；
（G）自動(dòng)對端面、對中心功能；
（H）自動(dòng)加過渡圓弧功能（任意）；
（I）菜單技術(shù)、自動(dòng)編程功能；
（J）數(shù)據(jù)傳輸；
（K）配備電火花線切割專業(yè)加工工藝的專家系統(tǒng)；
（4）CNC系統(tǒng)的技術(shù)性能：
（A）5軸數(shù)控，5軸4個(gè)CNC軸聯(lián)動(dòng)；
（B）錐度加工及補(bǔ)償功能，加工錐度標(biāo)準(zhǔn)±30°/80mm；
（5）CNC系統(tǒng)運(yùn)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(jī)床周圍無振源、無粉塵；
3、機(jī)床運(yùn)行環(huán)境：
電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)：電壓200V（-10%～10%），頻率50HZ；13KVA.
（機(jī)器內(nèi)部有信號防干擾設(shè)計(jì)）
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