[发明专利]PCD复合片的铁粉辅助电火花磨平加工装置及方法

说明书

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。

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：