一種金屬結(jié)合劑超硬材料切割砂輪開槽設(shè)備及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬結(jié)合劑超硬材料切割砂輪開槽設(shè)備及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬結(jié)合劑超硬材料切割砂輪主要用于電子信息領(lǐng)域中的各種電子元器件及機(jī)械行業(yè)中的精密零部件的切斷與開槽，此種切割砂輪具有精度高、切縫小及加工表面質(zhì)量好等一系列優(yōu)點(diǎn)。在切割砂輪的加工制造過程中，為了提高刀頭的鋒利性，同時(shí)為了更好地排肩和冷卻，通常在切割砂輪的外圓周上開出數(shù)目不等的槽，常見的槽型有“U”型(如圖1所示)和“V”型。目前采用的切割砂輪開槽方法主要有沖壓法和電火花線切割法。
[0003]沖壓法是采用壓力機(jī)、模具和槽型沖頭對(duì)切割砂輪的刀頭施加外力，使切割砂輪的刀頭產(chǎn)生塑性變形并分離，從而獲得要求槽型的加工方法。該方法存在以下缺點(diǎn):I)切割砂輪受力大，易變形;2)加工尺寸精度低，加工質(zhì)量不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)崩邊等質(zhì)量缺陷;3)由于所加工材料為超硬材料，沖頭和模具損耗很大，加工成本高。
[0004]電火花線切割法是一種應(yīng)用電火花線切割機(jī)床，采用火花放電原理，通過電極絲的運(yùn)動(dòng)和放電來完成切割砂輪開槽加工的方法。電火花線切割加工所使用的脈沖參數(shù)范圍較窄，能量較小，對(duì)于粒度為180/200以細(xì)的金屬結(jié)合劑切割砂輪，此方法加工出來的槽型的質(zhì)量和工藝性都很好;但是對(duì)于粒度為180/200以粗的金屬結(jié)合劑切割砂輪(主要是金剛石切割砂輪)，由于金剛石顆粒太大，線切割加工中金剛石無法及時(shí)脫落，阻礙了電極絲的運(yùn)行，從而導(dǎo)致無法切割;在加工過程中，電極絲提供擊穿加工介質(zhì)所需要的電壓，并在間隙擊穿后提供能量，以蝕除金屬，但是電極絲運(yùn)動(dòng)速度極快，且是往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以經(jīng)常出現(xiàn)斷絲現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種金屬結(jié)合劑超硬材料切割砂輪開槽設(shè)備及方法，能夠解決現(xiàn)有的切割砂輪開槽過程中出現(xiàn)的電極絲易脫落、切割砂輪易變性的問題，適用性強(qiáng)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種金屬結(jié)合劑超硬材料切割砂輪開槽設(shè)備，包括電控柜、工件左右移動(dòng)裝置和成形電極，所述工件左右移動(dòng)裝置設(shè)置于成形電極的右側(cè)，用于帶動(dòng)切割砂輪左右移動(dòng)，成形電極連接電控柜的脈沖電源輸出端。
[0007]所述工件左右移動(dòng)裝置包括設(shè)置在機(jī)床上的基座及設(shè)置在基座上的滑臺(tái)，基座為中空結(jié)構(gòu)，中空部位設(shè)置有絲桿，絲桿與基座平行設(shè)置，基座的右側(cè)壁上設(shè)置有通孔，絲桿的右端通過通孔與手輪固定連接，絲桿的左端連接絲桿支撐座，絲桿支撐座固定在基座的左側(cè)壁上，絲桿上套設(shè)有螺母，基座的上表面開設(shè)有滑軌，螺母穿過滑軌，與滑臺(tái)的下表面固定連接;基座上還設(shè)置有光柵尺，光柵尺的標(biāo)尺固定在基座上，讀數(shù)頭與滑臺(tái)固定連接，隨滑臺(tái)左右移動(dòng)，光柵尺的讀數(shù)頭還連接電控柜的控制信號(hào)輸入端。
[0008]所述成形電極設(shè)置在電極上下移動(dòng)裝置上，所述電極上下移動(dòng)裝置包括床頭及設(shè)置在床頭右表面上的滑軌和電極運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)，床頭設(shè)置在工件左右移動(dòng)裝置左側(cè)，成形電極設(shè)置在電極上下運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)上，成形電極與電極上下運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)之間為可拆卸連接，成形電極與電極運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)一起沿著滑軌上下移動(dòng)。
[0009]所述床頭內(nèi)設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制連接電極上下運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)，床頭上還設(shè)置有電極上下運(yùn)動(dòng)按鈕，電極上下移動(dòng)按鈕與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連。
[0010]所述工件左右移動(dòng)裝置上還設(shè)置有工件旋轉(zhuǎn)分度裝置，所述工件旋轉(zhuǎn)分度裝置分度頭轉(zhuǎn)臺(tái)、包括伺服電機(jī)和開槽夾具，伺服電機(jī)的輸入端連接電控柜的控制信號(hào)輸出端，伺服電機(jī)的輸出端控制連接分度頭轉(zhuǎn)臺(tái)，所述開槽夾具設(shè)置在分度頭轉(zhuǎn)臺(tái)上，隨分度頭轉(zhuǎn)臺(tái)一起旋轉(zhuǎn)，分度頭轉(zhuǎn)臺(tái)與開槽夾具之間為可拆卸連接，所述開槽夾具的上端面設(shè)置有第一法蘭，切割砂輪設(shè)置在第一法蘭上，切割砂輪的上端面上還設(shè)置有第二法蘭，第一法蘭、第二法蘭和切割砂輪通過螺母和螺栓固定連接。
[0011]所述工件旋轉(zhuǎn)分度裝置的伺服電機(jī)和分度頭轉(zhuǎn)臺(tái)均固定設(shè)置在滑臺(tái)上。
[0012]所述床頭上還設(shè)置有分度頭旋轉(zhuǎn)按鈕，分度頭旋轉(zhuǎn)按鈕與伺服電機(jī)相連。
[0013]還包括冷卻裝置，冷卻裝置包括設(shè)置在床頭上的噴油嘴及設(shè)置在機(jī)床內(nèi)的冷卻液油箱和油栗，噴油嘴設(shè)置在電極運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)上方，噴油嘴通過輸油管和油栗連接冷卻液油箱。
[0014]利用一種金屬結(jié)合劑超硬材料切割砂輪開槽設(shè)備進(jìn)行切割砂輪開槽的方法，依次包括以下步驟:
(1)首先在電控柜上設(shè)置開槽數(shù)目，然后根據(jù)所要加工的槽型，選擇成形電極和開槽夾具，并將需要加工的切割砂輪夾裝在開槽夾具上，將成形電極固定在電極上下移動(dòng)滑臺(tái)上；
(2)打開電源，啟動(dòng)電極上下運(yùn)動(dòng)按鈕，成形電極向下移動(dòng)至設(shè)定位置；
(3)啟動(dòng)脈沖電源，搖動(dòng)手輪進(jìn)行對(duì)刀，當(dāng)聽到放電聲或看到電火花時(shí)，將光柵尺的讀數(shù)頭上的坐標(biāo)清零；
(4)搖動(dòng)手輪，使切割砂輪不斷靠近成形電極，同時(shí)保證切割砂輪與成形電極始終不接觸，成形電極利用瞬時(shí)放電原理開始對(duì)切割砂輪進(jìn)行開槽；
(5)觀察電控柜上顯示的光柵尺的讀數(shù)，當(dāng)電控柜上顯示的光柵尺的讀數(shù)達(dá)到所需要的尺寸時(shí)，反方向搖動(dòng)手輪退出；
(6)按下電極上下運(yùn)動(dòng)按鈕，成形電極上升，同時(shí)按下分度頭旋轉(zhuǎn)按鈕，分度頭轉(zhuǎn)臺(tái)帶動(dòng)切割砂輪旋轉(zhuǎn)；
(7)切割砂輪旋轉(zhuǎn)到位后，按下電極上下運(yùn)動(dòng)按鈕，成形電極向下移動(dòng)至設(shè)定位置；
(8)重復(fù)步驟(3)至步驟(7)，直至加工完此切割砂輪上的所有槽型，然后取下切割砂輪，進(jìn)行下一組切割砂輪的加工。
[0015]本發(fā)明能夠?qū)λ辛６鹊燃?jí)及各種孔徑外徑規(guī)格的金屬結(jié)合劑超硬材料切割砂輪進(jìn)行外圓周開槽加工，適用性強(qiáng);加工過程中成形電極與切割砂輪不接觸，成形電極不需往復(fù)運(yùn)動(dòng)，不會(huì)出現(xiàn)斷絲的現(xiàn)象，在切割完成后，切割砂輪退出，不會(huì)阻礙電極絲的上下運(yùn)動(dòng)，不產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，切割砂輪不變形，不崩邊，加工質(zhì)量好;成形電極材質(zhì)為銅或石墨，硬度低，可塑性好，可以加工各種形狀的槽型；成形電極損耗小，加工成本低。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易操作，可以一次裝夾幾十片切割砂輪，加工效率高。
【附圖說明】
[0016]圖1為開槽完成后的切割砂輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明所述金屬結(jié)合劑超硬材料切割砂輪開槽設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖2所示，本發(fā)明所述的一種金屬結(jié)合劑超硬材料切割砂輪開槽設(shè)備，包括工件左右移動(dòng)裝置、工件旋轉(zhuǎn)分度裝置、電極上下移動(dòng)裝置、成形電極15和電控柜18，工件左右移動(dòng)裝置固定在機(jī)床I上，用于帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)分度裝置左右移動(dòng)，工件旋轉(zhuǎn)分度裝置設(shè)置于工件左右移動(dòng)裝置上，用于實(shí)現(xiàn)切割砂輪10的旋轉(zhuǎn)和分度，電極上下移動(dòng)裝置設(shè)置于工件左右移動(dòng)裝置的左側(cè)，成形電極15與電極上下移動(dòng)裝置固定連接，用于對(duì)切割砂輪外沿進(jìn)行開槽加工；電控柜18的脈沖電源輸出端分別連接工件旋轉(zhuǎn)分度裝置和成形電極15，電控柜18的控制信號(hào)輸出端控制連接工件旋轉(zhuǎn)分度裝置。電控柜18為現(xiàn)有裝置，不再贅述。
[0018]工件左右移動(dòng)裝置包括設(shè)置在機(jī)床I上的基座3及設(shè)置在基座3上的滑臺(tái)5，基座3為中空結(jié)構(gòu)，中空部位設(shè)置有絲桿，絲桿與基座3平行設(shè)置，基座3的右側(cè)壁上設(shè)置有通孔，絲桿的右端通過通孔與手輪2固定連接，絲桿的左端連接絲桿支撐座，絲桿支撐座固定在基座3的左側(cè)壁上，絲桿上套設(shè)有螺母，基座3的上表面開設(shè)有滑軌，螺母穿過滑軌，與滑臺(tái)5的下表面固定連接，從而帶動(dòng)滑臺(tái)5在基座3上左右移動(dòng);基座3上還設(shè)置有光柵尺，光柵尺的標(biāo)尺4固定在基座3上，讀數(shù)頭7與滑臺(tái)5固定連接，隨滑臺(tái)5左右移動(dòng)，光柵尺的讀數(shù)頭7還連接電控柜18的控制信號(hào)輸入端。
[0019]工件旋轉(zhuǎn)分度裝置設(shè)置在滑臺(tái)5上，包括分度頭轉(zhuǎn)臺(tái)8、開槽夾具11和伺服電機(jī)6，分度頭轉(zhuǎn)臺(tái)8和伺服電機(jī)6分別固定設(shè)置在滑臺(tái)5上，伺服電機(jī)6的輸入端連接電控柜18的控制信號(hào)輸出端，伺服電機(jī)6的輸出端控制連接分度頭轉(zhuǎn)臺(tái)8，開槽夾具11設(shè)置在分度頭轉(zhuǎn)臺(tái)8上，隨分度頭轉(zhuǎn)臺(tái)8—起旋轉(zhuǎn)，分度頭轉(zhuǎn)臺(tái)8與開槽夾具11之間為可拆卸連接，開槽夾具11的上端面設(shè)置有第一法蘭9，切割砂輪10設(shè)置在第一法蘭9上，切割砂輪10的上端面上還設(shè)置有第二法蘭13，第一法蘭9、第二法蘭13和切割砂輪10通過螺母12和螺栓固定連接。分度頭轉(zhuǎn)臺(tái)為現(xiàn)有裝置，不再贅述。