聚晶金刚石复合片电火花线切割工艺参数优化.docx

摘要:聚晶金刚石（polycrystalline diamond，PCD）复合片是一种有着特殊功能的新材料，由金刚石微粉（细于36/54μm的人造金刚石颗粒）与硬质合金衬底在在一定的压强与温度下烧结而成。这种新材料不仅有源自金刚石的高硬度、高耐磨性与导热性，又有源自硬质合金的强度与抗冲击韧性。正这些特性使得聚晶金刚石广泛用于切削加工、耐磨工具的制造以及石油、地质的钻探等方面。

按照常规，制造PCD刀具一般分三步：（1）复合片的切割；（2）与刀体的焊接；（3）刃磨。一般采用激光或电极丝切割复合片。价格高昂的激光切割机及其不甚理想的加工质量迫使大量的刀具生产企业在切割加工PCD复合片时依旧选择电火花线切割机床。然而因为金刚石的物理性质其颗粒不导电，放电加工的难度提升。特别是在电火花线切割的加工中，电极丝断裂的现象频繁出现。有学者认为，若想使超硬刀具材料的线切割加工效率提高，研究电参数对加工的影响是必经之路。把工作电流限制在电极丝所能承受的范围之内，调节各工艺参数尤其是电参数，进行综合工艺试验。

本文首先进行了切割试验，选择聚晶金刚石为试验材料，针对其材料成分，与试验条件，在线切割机床上进行对试验材料的试切加工，得到初步工艺参数组合。

然后根据试切加工获得的工艺参数，设计正交试验以加工效率、表面粗糙度为试验目标，以运丝速度、功放管数目、脉冲宽度、占空比（脉冲间歇与脉冲宽度的比值）等工艺参数为试验因子对切割结果进行研究。通过试验分析，力求描述各加工工艺影响试验目标的规律。

关键词 PCD；电火花线切割；加工参数

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 选题背景及其意义-1

1.2 PCD复合片简介-2

1.2.1 PCD复合片特点及用途-2

1.2.2 PCD复合片的制造-3

1.3 电火花线切割加工PCD复合片研究现状-5

1.3.1加工工艺条件的研究-5

1.4 本文的研究方法和内容-6

2 电火花线切割加工技术-7

2.1 电火花线切割加工原理-7

2.1.1 电火花线切割加工基本条件-7

2.1.2 电火花加工机理-8

2.1.3 电火花线切割技术及应用-9

2.2 电火花线切割加工基本规律-10

2.2.1 主要工艺指标-10

2.2.2 一般工艺规律-11

2.2.3 影响超硬刀具材料加工的主要因素-12

2.3 试验机床及编控软件介绍-14

2.3.1 宝玛DK7763D型中走丝线切割机床-14

2.3.2 BMXP编控系统-17

3 PCD复合片的切割加工试验-21

3.1 试验材料、装备、编控介绍-21

3.1.1 试验材料-21

3.2 正交试验-28

3.2.1 试验方法-28

3.3 电加工变质层简析-31

3.3.1 表面变质层的状态-31

3.3.2 表面变质层与加工因素的关系-31

4 可视化辅助技术简介-34

4.1 可视化技术-34

4.2 可视化平台-34

4.2.1 高速摄像仪-34

4.2.2 图像采集系统-35

结论-36

致谢-37

参考文献-38