聚晶立方氮化硼刀具电火花放电磨削分析.pdfVIP

2014年全国电火花成形加工技术研讨会 聚晶立方氮化硼刀具电火花放电磨削分析 贾云海 北京市电加工研究所，北京100191 摘要：电火牝放电磨削加T是目前应用广泛的聚品立方氮化硼川具加下疗法之一。以国产不同粒度的聚晶 立方氮化硼复合片试样作为研究对象，选取电极转速、开路rb压、峰值电流、脉冲宽度和脉冲间隔作为主 要1：艺参数，以材料去除量、电极损耗作为加T效率的评价指标，以试样表面粗糙度值作为加T质量评价 标准，通过大量的电火花放电磨削加T试验，结合扫描电镜观测、能谱分析、粗糙度仪测试，分析主要T 艺参数对放电磨削加丁的影响，总结聚晶立方氮化硼刀具电火挖放电磨削加]_=机理及T艺。 关键词：聚晶立方氮化硼刀具；电火花放电磨削；放电加工参数；材料去除量；T件表面粗糙度 0前言 近些年来，在刀具材料方面有了，长足的进步。例如聚晶立方氮化硼(PcBN)的使用，实现了硬度 在HRC58～62的工件精密硬态车削加工…。聚晶立方氮化硼(PcBN)材料由于具有很高的硬度、较高 的耐磨性和热稳定，使其成为硬态车削加工常采用的刀具材料…。今天，cBN已经实现人工合成，并 作为硬度仅次于金刚石的第二大硬度材料为人类所熟知，其在许多加工领域得到应用，同硬质合金 刀具相比，PcBN刀具可以提升加工速度，提高表面质量，消除加工毛刺”‘。 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，应用范围受到影响。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”川。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。 国内外专家、学者在PcBN刀具和放电加工工艺方面进行了许多研究，取的了一定的研究成果。 在文献[5]中，作者对放电加工的表面“white 先牛在他的论文中对表面变质层的成因做了分析，作者认为表面变质层可能由以下儿个来源，工件 表面的熔融材料，电极汽化和熔融飞溅物形成的迁移熔融材料，工作液体的热分解物以及加工过程 艺参数对工件表面质量的影响；研究结果表明增加放电加工能量，工件表面粗糙度值增加，“white 163 2014年全国电火花成形加工技术研讨会 Chiang先生在 layer”厚度也随之增加。文献[8]研究了电极材料在PcBN放电加工中的作用。Ko-Ta 他的文章中指山，影响材料去除率的两个关键因素是放电加工电流和占空因数。放电加工电流和瞬 时脉冲对电极损耗率和工件表面粗糙度的值均具有重要的影响”|。S．n．Tomadi先生在他的文章中分 析了放电加工参数对工件表面质量的作用”…。 本文以国产聚晶立方氮化硼复合片为研究对象，采用电火花放电磨削加工，以电极损耗、试样 材料去除率以及试样表面粗糙度为评价指标，研究主要放电加工参数对放电磨削加．]：的影响。 1实验设备及仪器 电火花磨削是以旋转的盘状电极作为工具，一般采用紫铜或石墨电极，其加工效率要高于机械 磨削，加工成本也较机械磨削为低。与传统电火花成形加工不同，PcBN刀具电火花磨削多属于精密 加工范畴，因此其放电加工参数均较小。此外，电火花磨削一般采用喷油式加工，不同与电火花成 形加工，因此工作介质也略不同于电火花成形加工。 由于电火花放电加工的参数比较多，我们只能选择几个最重要的放电参数来研究，如：电极转 速n开路电压以峰值电流厶，脉冲宽度‰，脉冲间隔tort,而评价指标则选择与加工效率、加j[ 质量有关的电极损耗雎，试样材料去除量％，试样表面粗糙度值眠。 试样采用-r国产的PcBN复合片，粒度分别为10岬和25岬。电极采用盘状紫铜电极，端面放电 磨削。电火花刀具