1.聚晶立方氮化硼（PCBN）磨削概况
近年来，聚晶立方氮化硼（PCBN）的使用，使58HRC以上硬度的工件精密硬态切削加工成为可能，达到以车代磨的表面质量，与高速钢、硬质合金材料相比，PCBN刀具可以大幅提高工件表面质量和加工速度，提升加工效率以及刀具寿命。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。机械磨削具有工艺简单、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，应用范围受到限制。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。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。本文针对超硬刀具产品的自身特性，结合电火花放电磨削的原理，对超硬刀具电火花放电磨削的电极旋转线速度、峰值电流以及脉冲宽度等因素对加工效率、加工质量进行了详述。
2.电火花放电磨削影响因素
2.1电极旋转线速度
当电极不旋转时，工件材料去除量是最低的，工件表面粗糙度值也是最大的；电极旋转后，加工速度和加工质量均明显提高，这是由于电极的旋转改善了放电加工条件，加速了材料的蚀除速度；随着电极旋转速度的增加，工件材料去除量也增加，但增加幅度逐渐变缓，电极的损耗也增加，这是由于电极的磨损主要发生在放电加工初期，随着电极转速的增加，放电点迅速转移，放电频率明显加强，从而导致电极损耗增大；随着电极转速的增加，工件表面粗糙度值先减少，后增加。在加工质量和加工效率方面，电极线速度变化的影响小于峰值电流和脉冲宽度的影响。
2.2峰值电流
随着峰值电流Ip的增加，材料去除量增加，电极损耗减小，工件材料的表面粗糙度值增大。但三者变化的趋势却有区别：当峰值电流小于5A时，工件材料去除量和工件表面粗糙度值均缓慢增加，而电极损耗却急剧降低；当峰值电流大于10A时，工件材料去除量和工件表面粗糙度值均快速增加，电极损耗降低趋势变缓。同时，当峰值电流在8A以下时，PCBN粒度基本对加工效率和加工质量影响不大；但当峰值电流大于10A时，PCBN粒度对工件的加工效率和加工质量均有一定的影响。
2.3脉冲宽度
随着脉宽的增加，PCBN材料的去除量迅速增加。其原因可能是脉冲宽度和放电时间越长，电极与PCBN毛坯之间产生的能量就越大，从而加速了PCBN材料的移除量。同时，随着脉宽的增加，电极损耗快速减少。电极损耗主要发生在脉冲前端，当脉冲间隔常数增大时，脉冲宽度越大，产生的脉冲数越少，电极损耗就越小。随着脉冲宽度的增加，PCBN毛坯表面粗糙度值和变质层厚度均增加。
3.总结
工件PCBN粒度对电火花放电磨削加工效率和质量均有一定的影响，但不如放电加工工艺参数的影响显著。综合考虑切割效率、表面质量和电极丝损耗等因素的共同影响，PCBN复合片电火花线切割应选择合理脉宽，在大峰值电流和小脉间的切割条件下，采用正向运丝高压供液。
TOP
