多結晶立方晶窒化ホウ素刃先の放電加工研削

1. 多結晶立方晶窒化ホウ素 (PCBN) 粉砕の概要

近年では、多結晶立方晶窒化ホウ素（PCBN）の採用により、硬度58HRC以上の被削材の高精度硬質切削が可能となり、研削ではなく旋削加工に近い面品位を実現しています。および超硬合金材料、PCBN ツールは、ワークピースの表面品質と処理速度を大幅に改善し、処理効率とツール寿命を向上させます。現在、国内外のPCBNツールの最先端加工方法には、主に機械研削、放電研削などが含まれます。

機械研削、つまり高速回転するダイヤモンド砥石で PCBN ツールの加工面を研削します。機械研削は、加工が簡単で刃先の表面粗さが小さいという利点がありますが、砥石の成形が難しい、砥石の摩耗が激しい、コストが高いなどの問題があり、鋭く薄い切削加工を実現することは困難です。エッジと複雑な形状の刃先切削工具、適用範囲が制限されます。放電加工は、パルス放電放電の原理に基づく自励放電加工プロセスであり、放電放電の物理的プロセスは、電磁気学、熱力学、流体力学などの総合的な作用のプロセスです。放電加工工程 物理工程放電加工は非接触加工であり、機械的な切削力がないため、工具電極を作成する際に力特性を考慮する必要がなく、工具電極の成形が簡単で相対損失が少ないという利点があり、シャープで効果的に使用できます。と薄い刃先と複雑な形のエッジ PCBN ツール処理。この論文では、超硬工具製品の特性に従って、EDMの原理と組み合わせて、超硬工具EDMの電極回転速度、ピーク電流、およびパルス幅の処理効率と加工品質について詳細に説明します。

2. EDM 研削の影響要因

2.1 電極回転の直線速度

電極が回転していないとき、ワークピースの材料除去は最低であり、ワークピースの表面粗さの値も最大であり、電極が回転した後、加工速度と加工品質が大幅に向上します。電極の放電加工条件を改善し、材料の侵食速度を加速; 電極の回転速度の増加に伴い、被削材の除去量も増加しますが、増加は徐々に遅くなり、電極の損失も増加します.電極の摩耗は主に放電加工の初期段階で発生し、回転数の増加に伴い、放電点が急速に移動し、放電周波数が明らかに強化され、電極損失の増加につながります。電極の回転速度を上げると、ワークの表面粗さの値は最初に減少し、次に増加します。加工品質や加工能率の観点から、電極線速度変動の影響はピーク電流やパルス幅よりも小さくなります。

2.2 ピーク電流

ピーク電流 I_p が増加し、材料除去が増加し、電極の摩耗が減少し、表面被削材の粗さ値が大きくなります。ただし、3 つの変化の傾向は異なります: ピーク電流が 5A 未満の場合、ワークの材料除去とワーク表面の粗さの値はゆっくりと増加し、電極損失は急激に減少します; ピーク電流が 10A を超えると、ワーク材料の除去とワークピースの表面粗さの値が急速に増加し、電極の摩耗の減少傾向が遅くなりました。同時に、ピーク電流が8A未満の場合、PCBN粒子サイズは基本的に処理効率と処理品質にほとんど影響を与えませんが、ピーク電流が10Aを超える場合、PCBN粒子サイズは処理に一定の影響を与えますワークの効率と加工品質。

2.3 パルス幅

パルス幅が増加すると、PCBN 材料の除去が急速に増加します。この理由は、パルス幅と放電時間が長くなるほど、電極と PCBN ブランクの間でより多くのエネルギーが生成され、それによって PCBN 材料の除去が加速されるためと考えられます。同時に、電極損失はパルス幅の増加とともに急速に減少します。電極損失は主にパルスの前端で発生し、パルス間隔定数が大きくなると、パルス幅が大きいほど発生するパルスが少なくなり、電極損失が小さくなります。パルス幅の増加に伴い、表面粗さの値と PCBN ブランクの変成層の厚さの両方が増加します。

3. まとめ

ワークPCBNの粒子サイズは、EDMの加工効率と品質に一定の影響を与えますが、EDMプロセスパラメーターほど重要ではありません。切断効率、表面品質、および電極ワイヤ損失の複合効果を考慮して、PCBN 複合シートのワイヤ EDM には適切なパルス幅を選択する必要があります。