CN108971673A - Pcd复合片的铁粉辅助电火花磨平加工装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种PCD复合片的铁粉辅助电火花磨平加工装置及方法，属于弱导电材料加工技术领域。该装置包括双输出直流稳压电源、齿轮泵、直流电机、搅拌叶轮、加工槽、进油管道、喷油管道、混铁粉加工液、PCD复合片、电主轴、紫铜电极、转接头和磁力吸台，通过该装置以紫铜电极为工具电极，在紫铜电极径向打孔并连接泵的出油口，使混铁粉加工液通过电极中心孔喷射到加工间隙内。在加工过程中，混铁粉加工液通过工具电极中心孔喷射到加工间隙内，从而使加工间隙内铁粉浓度保持在一定的范围内，并及时排出加工间隙内的气泡，附着在PCD片表面或是悬浮在加工间隙内的铁粉微粒能够促进击穿放电，提高加工效率。
Description
技术领域
本发明涉及弱导电材料加工技术领域，特别是指一种PCD复合片的铁粉辅助电火花磨平加工装置及方法。
背景技术
PCD复合片是由粒度为微米级的金刚石颗粒与作为粘结剂的钴、镍等金属粉末均匀混合后，在高温高压下，在硬质合金基材上烧结而成的一种超硬刀具材料，其既具有金刚石优秀的切削性能，又具有硬质合金良好的抗冲击性。由PCD复合片制成的PCD刀具在有色金属加工、陶瓷切削、复合地板切割、木材加工、石料切削、石油钻井、地质勘探、工程施工、宝石切割等领域得到了广泛的使用。PCD复合片的磨片加工是制作PCD刀具的重要一环。由于PCD复合材料的强度硬度高、导电性较弱，现有PCD复合片磨平加工方法加工效率低、成本高，严重阻碍了PCD刀具的推广应用。
现有PCD复合片磨平加工方法主要包括金刚石砂轮磨削和电火花成型加工。金刚石砂轮磨削是PCD材料传统的加工方法，也是目前使用最广泛、技术最成熟的一种加工方法，其去除机理是机械与热化学的混合作用。但是由于砂轮与PCD复合片二者材料硬度相似，因此加工过程中，金刚石砂轮消耗大，加工效率较低，加工成本高。电火花成型加工是PCD复合材料磨平加工的主要加工方法之一，其电极材料成本低，无机械切削力，加工精度高。但是，PCD片中的金刚石颗粒不导电，导致电火花加工效率低。为提高PCD复合片的电火花磨平加工效率，提出了PCD复合片的铁粉辅助电火花磨平加工方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种PCD复合片的铁粉辅助电火花磨平加工装置及方法，该方法通过在清澈加工液中掺入微米级的铁粉微粒而改变电场强度分布，促进电火花放电，从而提高PCD复合片磨平加工效率。
该装置具体包括双输出直流稳压电源、齿轮泵、直流电机、搅拌叶轮、加工槽、进油管道、喷油管道、混铁粉加工液、电主轴、紫铜电极、转接头和磁力吸台，PCD复合片由磁力吸台固定在加工槽中，加工槽中充满混铁粉加工液，PCD复合片上方设置紫铜电极，紫铜电极上部与加工槽外的电主轴相连，紫铜电极一侧通过转接头与喷油管道相连，喷油管道另一端连接齿轮泵，齿轮泵与伸入加工槽内的进油管道相连，加工槽内设置搅拌叶轮，搅拌叶轮通过直流电机驱动，双输出直流稳压电源给直流电机和齿轮泵供电。
其中，紫铜电极为空心紫铜棒。
紫铜电极在径向打孔与喷油管道相连。
混铁粉加工液以煤油为加工液，铁粉微粒粒度为500至700目，将铁粉和煤油按照40g/L的比例配置。
采用该装置进行加工的方法，具体为：双输出直流稳压电源为齿轮泵供电，齿轮泵经进油管道将混铁粉加工液吸入泵腔体内，并通过喷油管道和转接头后，将混铁粉加工液通过紫铜电极中心孔喷射到紫铜电极与PCD复合片的加工间隙内，使加工间隙内铁粉浓度保持在一定的范围内，并及时排出加工间隙内的气泡，附着在PCD复合片表面或悬浮在加工间隙内的铁粉微粒能够促进击穿放电，提高加工效率。
其中，加工间隙内铁粉浓度范围为25～50g/L。
直流电机带动搅拌叶轮搅拌混铁粉加工液，使铁粉微粒悬浮在混铁粉加工液中。
在加工过程中，可通过调节齿轮泵电枢电压控制加工液喷射流量。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，提高了PCD复合材料的磨平效率；不再需要通过滤芯实时过滤工作液，降低了电火花加工成本；而且工艺流程简单，可直接在现有电火花成型机上进行改进，便于技术的快速普及。
附图说明
图1为本发明的PCD复合片的铁粉辅助电火花磨平加工装置示意图；
图2为本发明的紫铜电极剖面图。
其中：1-双输出直流稳压电源；2-齿轮泵；3-直流电机；4-搅拌叶轮；5-加工槽；6-进油管道；7-喷油管道；8-混铁粉加工液；9-PCD复合片；10-电主轴；11-紫铜电极；12-转接头；13-磁力吸台。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种PCD复合片的铁粉辅助电火花磨平加工装置及方法。
如图1所示，该装置包括双输出直流稳压电源1、齿轮泵2、直流电机3、搅拌叶轮4、加工槽5、进油管道6、喷油管道7、混铁粉加工液8、电主轴10、紫铜电极11、转接头12和磁力吸台13，PCD复合片9由磁力吸台13固定在加工槽5中，加工槽5中充满混铁粉加工液8，PCD复合片9上方设置紫铜电极11，紫铜电极11上部与加工槽5外的电主轴10相连，紫铜电极11一侧通过转接头12与喷油管道7相连，喷油管道7另一端连接齿轮泵2，齿轮泵2与伸入加工槽5内的进油管道6相连，加工槽5内设置搅拌叶轮4，搅拌叶轮4通过直流电机3驱动，双输出直流稳压电源1给直流电机3和齿轮泵2供电。
如图2所示，该装置中所用紫铜电极11为空心紫铜棒。
应用该装置的具体实施过程如下：
在铁粉辅助电火花PCD复合片磨平加工时，双输出直流稳压电源1为齿轮泵2供电，齿轮泵2经进油管道6将混铁粉加工液8吸入泵腔体内，并通过喷油管道7和转接头12后，由电极中心孔将混铁粉加工液8喷入加工间隙。加工过程中，通过电主轴10在XY平面内的运动，带动紫铜电极11在XY平面内摇动，消除电极中心孔对加工的影响。喷射过程中混铁粉加工液8流量通过调节双输出直流稳压电源1输出电压控制。同时，由于铁粉微粒不溶于电火花加工液，因此，需要通过直流电机3带动搅拌叶轮4搅拌换铁粉加工液8，使铁粉微粒悬浮在加工液中。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种PCD复合片的铁粉辅助电火花磨平加工装置，其特征在于：包括双输出直流稳压电源(1)、齿轮泵(2)、直流电机(3)、搅拌叶轮(4)、加工槽(5)、进油管道(6)、喷油管道(7)、混铁粉加工液(8)、电主轴(10)、紫铜电极(11)、转接头(12)和磁力吸台(13)，PCD复合片(9)由磁力吸台(13)固定在加工槽(5)中，加工槽(5)中充满混铁粉加工液(8)，PCD复合片(9)上方设置紫铜电极(11)，紫铜电极(11)上部与加工槽(5)外的电主轴(10)相连，紫铜电极(11)一侧通过转接头(12)与喷油管道(7)相连，喷油管道(7)另一端连接齿轮泵(2)，齿轮泵(2)与伸入加工槽(5)内的进油管道(6)相连，加工槽(5)内设置搅拌叶轮(4)，搅拌叶轮(4)通过直流电机(3)驱动，双输出直流稳压电源(1)给直流电机(3)和齿轮泵(2)供电。
2.根据权利要求1所述的PCD复合片的铁粉辅助电火花磨平加工装置，其特征在于：所述紫铜电极(11)为空心紫铜棒。
3.根据权利要求1所述的PCD复合片的铁粉辅助电火花磨平加工装置，其特征在于：所述紫铜电极(11)在径向打孔与喷油管道(7)相连。
4.根据权利要求1所述的PCD复合片的铁粉辅助电火花磨平加工装置，其特征在于：所述混铁粉加工液(8)以煤油为加工液，铁粉微粒粒度为500至700目，将铁粉和煤油按照40g/L的比例配置。
5.采用权利要求1所述的PCD复合片的铁粉辅助电火花磨平加工装置进行加工的方法，其特征在于：双输出直流稳压电源(1)为齿轮泵(2)供电，齿轮泵(2)经进油管道(6)将混铁粉加工液(8)吸入泵腔体内，并通过喷油管道(7)和转接头(12)后，将混铁粉加工液(8)通过紫铜电极(11)中心孔喷射到紫铜电极(11)与PCD复合片(9)的加工间隙内，使加工间隙内铁粉浓度保持在一定的范围内，并及时排出加工间隙内的气泡，附着在PCD复合片(9)表面或悬浮在加工间隙内的铁粉微粒能够促进击穿放电，提高加工效率。
6.根据权利要求5所述的PCD复合片的铁粉辅助电火花磨平加工方法，其特征在于：所述加工间隙内铁粉浓度范围为25～50g/L。
7.根据权利要求5所述的PCD复合片的铁粉辅助电火花磨平加工方法，其特征在于：所述直流电机(3)带动搅拌叶轮(4)搅拌混铁粉加工液(8)，使铁粉微粒悬浮在混铁粉加工液(8)中。
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