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制造技術(shù)制造過程PCD刀具的制造過程主要包括兩個階段：①PCD復合片的制造：PCD復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，金剛石晶體以共價鍵形式鑲嵌于結(jié)合橋的骨架中。通常將復合片制成固定直徑和厚度的圓盤，還需對燒結(jié)成的復合片進行研磨拋光及其它相應的物理、化學處理。②PCD刀片的加工：PCD刀片的加工主要包括復合片的切割、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，其工藝特點的比較見表1。表1 PCD復合片切割工藝的比較工藝方法－工藝特點電火花加工－高度集中的脈沖放電能量、強大的放電爆炸力使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、效率高超聲波加工－加工效率低，金剛石微粉消耗大，粉塵污染大激光加工－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，實驗表明，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。焊接工藝PCD復合片與刀體的結(jié)合方式除采用機械夾固和粘接方法外，大多是通過釬焊方式將PCD復合片壓制在硬質(zhì)合金基體上。焊接方法主要有激光焊接、真空擴散焊接、真空釬焊、高頻感應釬焊等。目前，投資少、成本低的高頻感應加熱釬焊在PCD刀片焊接中得到廣泛應用。在刀片焊接過程中，焊接溫度、焊劑和焊接合金的選擇將直接影響焊后刀具的性能。在焊接過程中，焊接溫度的控制十分重要，如焊接溫度過低，則焊接強度不夠；如焊接溫度過高，PCD容易石墨化，并可能導致“過燒”，影響PCD復合片與硬質(zhì)合金基體的結(jié)合。在實際加工過程中，可根據(jù)保溫時間和PCD變紅的深淺程度來控制焊接溫度（一般應低于700℃）。國外的高頻焊接多采用自動焊接工藝，焊接效率高、質(zhì)量好，可實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)；國內(nèi)則多采用手工焊接，生產(chǎn)效率較低，質(zhì)量也不夠理想。刃磨工藝PCD的高硬度使其材料去除率極低（甚至只有硬質(zhì)合金去除率的萬分之一）。目前，PCD刀具刃磨工藝主要采用陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪進行磨削。由于砂輪磨料與PCD之間的磨削是兩種硬度相近的材料間的相互作用，因此其磨削規(guī)律比較復雜。對于高粒度、低轉(zhuǎn)速砂輪，采用水溶性冷卻液可提高PCD的磨削效率和磨削精度。砂輪結(jié)合劑的選擇應視磨床類型和加工條件而定。由于電火花磨削（EDG）技術(shù)幾乎不受被磨削工件硬度的影響，因此采用EDG技術(shù)磨削PCD具有較大優(yōu)勢。某些復雜形狀PCD刀具（如木工刀具）的磨削也對這種靈活的磨削工藝具有巨大需求。隨著電火花磨削技術(shù)的不斷發(fā)展，EDG技術(shù)將成為PCD磨削的一個主要發(fā)展方向。

性能特點金剛石刀具具有硬度高、抗壓強度高、導熱性及耐磨性好等特性，可在高速切削中獲得很高的加工精度和加工效率。金剛石刀具的上述特性是由金剛石晶體狀態(tài)決定的。在金剛石晶體中，碳原子的四個價電子按四面體結(jié)構(gòu)成鍵，每個碳原子與四個相鄰原子形成共價鍵，進而組成金剛石結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的結(jié)合力和方向性很強，從而使金剛石具有極高硬度。由于聚晶金剛石（PCD）的結(jié)構(gòu)是取向不一的細晶粒金剛石燒結(jié)體，雖然加入了結(jié)合劑，其硬度及耐磨性仍低于單晶金剛石。但由于PCD燒結(jié)體表現(xiàn)為各向同性，因此不易沿單一解理面裂開。主要指標①PCD的硬度可達8000HV，為硬質(zhì)合金的8～12倍；②PCD的導熱系數(shù)為700W/mK，為硬質(zhì)合金的1.5～9倍，甚至高于PCBN和銅，因此PCD刀具熱量傳遞迅速；③PCD的摩擦系數(shù)一般僅為0.1～0.3（硬質(zhì)合金的摩擦系數(shù)為0.4～1），因此PCD刀具可顯著減小切削力；④PCD的熱膨脹系數(shù)僅為0.9×10^-6～1.18×10^-6，僅相當于硬質(zhì)合金的1/5，因此PCD刀具熱變形小，加工精度高；⑤PCD刀具與有色金屬和非金屬材料間的親和力很小，在加工過程中切屑不易粘結(jié)在刀尖上形成積屑瘤。

對刀儀的核心部件是由一個高精度的開關(guān)（測頭），一個高硬度、高耐磨的硬質(zhì)合金四面體（對刀探針）和一個信號傳輸接口器組成（其他件略）。四面體探針是用于與刀具進行接觸，并通過安裝在其下的撓性支撐桿，把力傳至高精度開關(guān)；開關(guān)所發(fā)出的通、斷信號，通過信號傳輸接口器，傳輸?shù)綌?shù)控系統(tǒng)中進行刀具方向識別、運算、補償、存取等。數(shù)控機床的工作原理決定，當機床返回各自運動軸的機械參考點后，建立起來的是機床坐標系。該參考點一旦建立，相對機床零點而言，在機床坐標系各軸上的各個運動方向就有了數(shù)值上的實際意義。對于安裝了對刀儀的機床，對刀儀傳感器距機床坐標系零點的各方向?qū)嶋H坐標值是一個固定值，需要通過參數(shù)設定的方法來精確確定，才能滿足使用，否則數(shù)控系統(tǒng)將無法在機床坐標系和對刀儀固定坐標之間進行相互位置的數(shù)據(jù)換算。 當機床建立了“機床坐標系”和“對刀儀固定坐標”后（不同規(guī)格的對刀儀應設置不同的固定坐標值），對刀儀的工作原理如下：1．機床各直線運動軸返回各自的機械參考點之后，機床坐標系和對刀儀固定坐標之間的相對位置關(guān)系就建立起了具體的數(shù)值。2．不論是使用自動編程控制，還是手動控制方式操作對刀儀，當移動刀具沿所選定的某個軸，使刀尖（或動力回轉(zhuǎn)刀具的外徑）靠向且觸動對刀儀上四面探針的對應平面，并通過撓性支撐桿擺動觸發(fā)了高精度開關(guān)傳感器后，開關(guān)會立即通知系統(tǒng)鎖定該進給軸的運動。因為數(shù)控系統(tǒng)是把這一信號作為**信號來處理，所以動作的控制會極為迅速、準確。3．由于數(shù)控機床直線進給軸上均裝有進行位置環(huán)反饋的脈沖編碼器，數(shù)控系統(tǒng)中也有記憶該進給軸實際位置的計數(shù)器。此時，系統(tǒng)只要讀出該軸停止的準確位置，通過機床、對刀儀兩者之間相對關(guān)系的自動換算，即可確定該軸刀具的刀尖（或直徑）的初始刀具偏置值了。換一個角度說，如把它放到機床坐標系中來衡量，即相當于確定了機床參考點距機床坐標系零點的距離，與該刀具測量點距機床坐標系零點的距離及兩者之間的實際偏差值。4．不論是工件切削后產(chǎn)生的刀具磨損、還是絲杠熱伸長后出現(xiàn)的刀尖變動量，只要再進行一次對刀操作，數(shù)控系統(tǒng)就會自動把測得的新的刀具偏置值與其初始刀具偏置值進行比較計算，并將需要進行補償?shù)恼`差值自動補入刀補存儲區(qū)中。當然，如果換了新的刀具，再對其重新進行對刀，所獲得的偏置值就應該是該刀具新的初始刀具偏置值了。

對刀儀種類1、插拔式手臂HPRA的特點是對刀臂和基座可分離。使用時通過插拔機構(gòu)把對刀臂安裝至對刀儀基座上，同時電器信號亦連通并進入可工作狀態(tài)；用完后可將對刀臂從基座中拔出，放到合適的地方以保護精密的對刀臂和測頭不受灰塵、碰撞的損壞，適合小型數(shù)控車床用。2、下拉式手臂HPPA的特點是對刀臂和基座旋轉(zhuǎn)聯(lián)接，是一體化的。使用時將對刀臂從保護套中擺動拉出，不用時把對刀臂再收回保護套中，不必擔心其在加工中受到損壞。不必頻繁地插拔刀臂，避免了頻繁插拔引起的磕碰。3、全自動對刀臂HPMA的特點是，對刀臂和基座通過力矩電機實現(xiàn)刀臂的擺出和擺回與HPPA的區(qū)別是加了力矩電機，提高了自動化程度。更重要的是可把刀臂的擺出、擺回通過M代碼編到加工程序中，在加工循環(huán)過程中，即可方便地實現(xiàn)刀具磨損值的自動測量、補償和刀具破損的監(jiān)測，再配合自動上下料機構(gòu)，可實現(xiàn)無人化加工。4、全自動接觸式在工作臺水平垂直位置找尋到安裝位置后，在對應的數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)輸入程序就可以有效的實現(xiàn)自動對刀。在中國的雕銑機和玻璃機的發(fā)展中起到必不可少的作用。

在工件的加工過程中，工件裝卸、刀具調(diào)整等輔助時間，占加工周期中相當大的比例，其中刀具的調(diào)整既費時費力，又不易準確，*后還需要試切。統(tǒng)計資料表明，一個工件的加工，純機動時間大約只占總時間的55%，裝夾和對刀等輔助時間占45%。因此，對刀儀便顯示出極大的優(yōu)越性。

哈斯馬格磨床以標準化的機械平臺為基礎(chǔ)，根據(jù)客戶需求進行配置和擴展，同時配有耐熱減振的礦物鑄件底座，以保證磨床的穩(wěn)定性和固定性。所有該系列產(chǎn)品都安裝了*新一代西門子Sinumerik機床控制產(chǎn)品。具體技術(shù)優(yōu)勢在于：哈斯馬格磨床內(nèi)置一個一體化的換刀裝置。哈斯馬格磨床主要通過砂輪工作?？蛇x配的拋光帶、鉆頭以及銑刀與砂輪一起存放于換刀裝置中。通過選配他們可在一次裝夾的情況下完成銑、削、磨多道工序。哈斯馬格磨床共有五個軸。MULTIGRIND®磨床中的AF型和CA型可選擇安裝六個軸。為保持砂輪恒定的鋒利程度和輪廓，磨床內(nèi)置一個修正器。通過附加模塊甚至可以實現(xiàn)在整個磨削過程中對砂輪的連續(xù)修正。需要時哈斯馬格磨床可與整套外圍設備一同交付。這意味著，進料和卸料設備確保了生產(chǎn)過程的全自動化。