[发明专利]一种加工高精度金刚石微形异形模具的方法

说明书

本发明公开一种加工高精度金刚石微形异形模具的方法，包括下述步骤：（1）设计模孔孔形，使其在模孔具有丝材导入区、润滑区、挤压变形区、定径区和导出区；（2）根据孔形，设计编制计算机运行程序；（3）通过计算机程序控制三维运动平台作空间三维运动;采取“匀速运动，逐步检测，惯性到位”的方法。（4）设定激光器激光功率，重复脉冲频率；（5）将激光束聚焦在工件上逐圈、逐层匀速扫描加工出所需要的孔形。本发明的优点：采用激光对天然金刚石或人造金刚石单晶体进行打孔加工成微孔矩形模具，采用本发明方法制造的模具可拉制出边长小于0.05mm、高精度、高强度的矩形金属丝材。

技术领域

本发明涉及模具的加工方法，具体地说是涉及一种金刚石矩形微孔模具的加工方法。

背景技术

金刚石拉丝模具用于拉制高强度的硬金属丝材或高精度的软质金属线材。通常情况下孔形为圆孔，即拉制的丝材截面为圆形，但是在特殊应用场合，需要用高强度、高精度、小规格、矩形截面的钨丝、钼丝或其他金属或合金丝材。现有技术中，制造钨丝、钼丝等金属丝材可用圆形丝材通过碾压轧制的方法获得，但其截面不为矩形，是截面两端为圆弧形的扁丝，且宽度和厚度不均，例如在１米的长度内，其宽度和厚度各段的尺寸不尽相同，不能达到高端使用的要求；另一种办法是用模具拉制，但现有技术的模具无法制造这类高端丝材。

现有技术采用的硬质合金模具通常拉制截面为三角形、矩形或多边形的普通线材，小孔径的线材通常采用能导电的钴基金刚石聚晶通过电火花穿孔的方法制造，但是最小尺寸都在０.３mm以上，而且这种模具尺寸精度不高，硬质合金模的使用寿命短。

电火花打孔，即在电极的一端装夹有截面呈所需形状（例如矩形）有一定长度的工具电极，其材料为纯铜或其他易导电的金属（多数为纯铜），被加工的模具毛坯装夹在以煤油为绝缘介质的容器内作为另一电极，将两电极联接到电火花发生器电源的输出端。当发生器工作时，工具电极和模坯之间由控制机构自动跟踪达到一定距离，电脉冲场强击穿介质产生火花放电，模坯电极在产生火花放电的部位受到电腐蚀而损耗，同样，工具电极也要受到电腐蚀，故其工作部分的长度应数倍于模坯厚度。在不断的电腐蚀下，模坯被打通，形成与工具电极外形相似截面尺寸相近的孔，然后，再对模孔进行整形研磨抛光。

但是此种方法受电极尺寸精度的影响、装夹及自动进给装置误差、以及电火花功率大小诸多因素影响，模孔尺寸精度不高，特别是模孔不能做小；而且穿孔后模孔初始形状不一定符合拉丝挤压变形的要求，整形仅能部分校正，制成后的孔形偏差较大，相同规格的模具孔形不尽相同，公差尺寸难以保证，因而模具离散性大；除此之外此种方法消耗贵金属材料——铜及煤油，而且制做加工小孔的电极也很困，而加工小于0.1mm的矩形电极几乎不可能。

因生产发展，市场需求高精度、高强度的细微矩形金属丝材，制造这种高端丝材的模具必须采用自然界中最硬、耐磨性最好的天然金刚石单晶体制作，但因金刚石不导电故常规的机械加工、电加工的方法在金刚石上加工矩形微孔是无能为力的，只能另寻解决的方法。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种激光加工金刚石矩形微孔模具的方法，此模具可拉制出边长小于0.05mm、高精度、高强度的矩形金属丝材。

本发明的技术方案：一种加工高精度金刚石微形异形模具的方法，包括下述步骤：

（1）设计模孔孔形，使其在模孔的长度方向——Y方向和宽度方向——X方向的纵截面均具有丝材导入区、润滑区、挤压变形区、定径区和导出区；

（2）根据孔形，设计编制计算机运行程序；

（3）通过计算机程序控制三维运动平台作空间三维运动;