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PCD、PCBN、CVD等超硬刀具材料由于具有良好的切削加工性能,在现代制造技术中占有重要的地位,在高速加工、绿色制造、难切削材料的加工领域有着无可比拟的优势和广泛的应用前景,被誉为21世纪的刀具材料,此类材料刀具在生产中的应用比例甚至被权威机构用作衡量一个国家制造技术先进程度的指标,但是由于超硬刀具材料特殊的组织结构和物理、化学性能,使其刀具圆片电火花线切割分割加工极其困难,在一定程度上妨碍了此类材料在我国的推广应用。
本文以我国广泛保有的数控电火花线切割机床(WEDM)为前提,以电火花线切割加工的原理和生产率的影响因素为出发点,在对超硬刀具材料的组织结构、物理化学性能充分分析的基础上,指出了超硬刀具材料电火花线切割加工生产率低的可能原因及提高生产效率的可行途径,特别是高频脉冲电源的电压幅值、切割电流、脉冲宽度有待改进。
结合单片机应用技术、功率电子技术对线切割机床的高频脉冲电源进行了重新设计,装配、调试了试验用高频脉冲电源。最后,以数理统计的理论为指导,设计了正交试验表格,选用PCD、PCBN两种材料进行了实际的切割加工,记录了一组试验数据,并对试验数据进行了分析和处理,得到了电火花线切割加工超硬刀具材料时工艺因素与加工效果之间的关系,根据不同加工材料选择出了一组加工的优化工艺参数组合,证明提高脉冲电压的幅值能显著改善超硬刀具材料的切割加工生产率,而增加脉冲的宽度对提高生产率是无益的。