[发明专利]一种金属结合剂超硬材料切割砂轮开槽设备及方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种金属结合剂超硬材料切割砂轮开槽设备及方法。

背景技术

金属结合剂超硬材料切割砂轮主要用于电子信息领域中的各种电子元器件及机械行业中的精密零部件的切断与开槽，此种切割砂轮具有精度高、切缝小及加工表面质量好等一系列优点。在切割砂轮的加工制造过程中，为了提高刀头的锋利性，同时为了更好地排屑和冷却，通常在切割砂轮的外圆周上开出数目不等的槽，常见的槽型有“U”型（如图1所示）和“V”型。目前采用的切割砂轮开槽方法主要有冲压法和电火花线切割法。

冲压法是采用压力机、模具和槽型冲头对切割砂轮的刀头施加外力，使切割砂轮的刀头产生塑性变形并分离，从而获得要求槽型的加工方法。该方法存在以下缺点：1）切割砂轮受力大，易变形；2）加工尺寸精度低，加工质量不稳定，容易出现崩边等质量缺陷；3）由于所加工材料为超硬材料，冲头和模具损耗很大，加工成本高。

电火花线切割法是一种应用电火花线切割机床，采用火花放电原理，通过电极丝的运动和放电来完成切割砂轮开槽加工的方法。电火花线切割加工所使用的脉冲参数范围较窄，能量较小，对于粒度为180/200以细的金属结合剂切割砂轮，此方法加工出来的槽型的质量和工艺性都很好；但是对于粒度为180/200以粗的金属结合剂切割砂轮（主要是金刚石切割砂轮），由于金刚石颗粒太大，线切割加工中金刚石无法及时脱落，阻碍了电极丝的运行，从而导致无法切割；在加工过程中，电极丝提供击穿加工介质所需要的电压，并在间隙击穿后提供能量，以蚀除金属，但是电极丝运动速度极快，且是往复运动，所以经常出现断丝现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属结合剂超硬材料切割砂轮开槽设备及方法，能够解决现有的切割砂轮开槽过程中出现的电极丝易脱落、切割砂轮易变性的问题，适用性强。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种金属结合剂超硬材料切割砂轮开槽设备，包括电控柜、工件左右移动装置和成形电极，所述工件左右移动装置设置于成形电极的右侧，用于带动切割砂轮左右移动，成形电极连接电控柜的脉冲电源输出端。

所述工件左右移动装置包括设置在机床上的基座及设置在基座上的滑台，基座为中空结构，中空部位设置有丝杆，丝杆与基座平行设置，基座的右侧壁上设置有通孔，丝杆的右端通过通孔与手轮固定连接，丝杆的左端连接丝杆支撑座，丝杆支撑座固定在基座的左侧壁上，丝杆上套设有螺母，基座的上表面开设有滑轨，螺母穿过滑轨，与滑台的下表面固定连接；基座上还设置有光栅尺，光栅尺的标尺固定在基座上，读数头与滑台固定连接，随滑台左右移动，光栅尺的读数头还连接电控柜的控制信号输入端。

所述成形电极设置在电极上下移动装置上，所述电极上下移动装置包括床头及设置在床头右表面上的滑轨和电极运动滑台，床头设置在工件左右移动装置左侧，成形电极设置在电极上下运动滑台上，成形电极与电极上下运动滑台之间为可拆卸连接，成形电极与电极运动滑台一起沿着滑轨上下移动。

所述床头内设置有驱动电机，驱动电机控制连接电极上下运动滑台，床头上还设置有电极上下运动按钮，电极上下移动按钮与驱动电机相连。

所述工件左右移动装置上还设置有工件旋转分度装置，所述工件旋转分度装置分度头转台、包括伺服电机和开槽夹具，伺服电机的输入端连接电控柜的控制信号输出端，伺服电机的输出端控制连接分度头转台，所述开槽夹具设置在分度头转台上，随分度头转台一起旋转，分度头转台与开槽夹具之间为可拆卸连接，所述开槽夹具的上端面设置有第一法兰，切割砂轮设置在第一法兰上，切割砂轮的上端面上还设置有第二法兰，第一法兰、第二法兰和切割砂轮通过螺母和螺栓固定连接。

所述工件旋转分度装置的伺服电机和分度头转台均固定设置在滑台上。

所述床头上还设置有分度头旋转按钮，分度头旋转按钮与伺服电机相连。

还包括冷却装置，冷却装置包括设置在床头上的喷油嘴及设置在机床内的冷却液油箱和油泵，喷油嘴设置在电极运动滑台上方，喷油嘴通过输油管和油泵连接冷却液油箱。

利用一种金属结合剂超硬材料切割砂轮开槽设备进行切割砂轮开槽的方法，依次包括以下步骤：

（1）首先在电控柜上设置开槽数目，然后根据所要加工的槽型，选择成形电极和开槽夹具，并将需要加工的切割砂轮夹装在开槽夹具上，将成形电极固定在电极上下移动滑台上；

（2）打开电源，启动电极上下运动按钮，成形电极向下移动至设定位置；