能进行高精度锥度加工是数控慢走丝线切割机床的显著优势之一
。加工有锥度的模具零件是较难把握的技术，本文沉点分析若何保障切割零件的锥杜纂尺寸精度
。

（请把稳，这些资料是工厂里大家傅互不教授的技术，或者说一些大家傅也是一知半解
。）

1、锥度加工的几何道理及法规

数控慢走丝线切割机床的上、下导丝嘴两点形成一条直线，以下导丝嘴为X、Y轴固定点，上导丝嘴随U、V轴的移动产生锥度，U、V轴移动距离越大，产生的锥度就越大，锥度加工示意图如图1所示
。 下导丝嘴平面为X、Y平面，上导丝嘴平面为U、V平面，工作台面为法式轨迹平面
。在切直身零件（不带锥度）时，电极丝在这3个平面坐标点的垂直投影是沉叠的，加工机遇床显示的X、Y坐标值与法式中的坐标值一样，因而通常忽略了这3个平面的存在
。但锥度加工时，处于分歧高度的3个平面上的电极丝处于分歧的坐标地位，机床执行加工时X、Y坐标值与法式轨迹的X、Y坐标值分歧
。

在图1中，机床将上喷嘴底部与工作台面的沉叠面默以为机械坐标Z轴的零点，上喷嘴在分歧的高度会有分歧的Z0值
。ZSD与ZID为预设值，能够通过调整这2个数致反建改锥度
。

ZSD:上导丝嘴到上喷嘴底部的距离

ZID:下导丝嘴到工作台面的距离

图1  锥度加工示意图

锥度加工时，机床X、Y与U、V轴坐标推算示意图如图2所示
。已知ZSD、ZID、Z0值、切割锥度?及法式面X值
。

  

图2  机床X、Y与U、V轴坐标推算示意图

推算X轴现实坐标值：

c = ZID×tan?

X轴现实坐标值 = 法式面X值- c

推算U轴现实坐标值：

b = ZSD + Z0 + ZID

U轴现实坐标值a = b×tan?

凭据锥度加工的推算道理，能够得知在Z0与设定角度没有扭转的情况下，批改ZID值或者ZSD值，将会导致切割锥杜纂法式面尺寸产生以下变动：

ZSD值的变动影响切割角度
。将ZSD值增大，那么机床数控系统会以为高度增长了，而此时现实高度并未产生变动，但U、V轴移动距离会变大，将导致切割角度增大
。

ZID值的变动影响法式面尺寸与切割角度
。将ZID值增大，那么机床以为高度增长了，而此时现实高度并未产生变动，但U、V轴移动距离会变大，也就影响切割角度增大；同机遇床以为工作台面与下导丝嘴的距离增长了，X、Y轴移动距离会变大，在切割上幼下大的凸模时，将导致法式面尺寸变大
。

2、锥度加工的建改

在加工高精度锥度零件之前，必要利用三角函数关系对机床的锥度参数进行严格的建改
。

2.1、锥度加工的建改步骤

凭据锥度加工尺寸与锥度的变动法规，能够利用ZSD致反建改锥度，利用ZID致反建改法式面尺寸
。在切割锥度零件之前，切割一个凸模（上幼下大），丈量现实锥度值与法式面尺寸
。据此来进行机床ZSD、ZID参数的建改
。建改参数的推算过程分为2个步骤，首吓爪选择建改ZSD值，而后再建改ZID值
。建改ZID值时，会影响高度参数变动从而影响了锥度，必须把建改值附加在ZSD上，使高度参数不变锥度才不会产生扭转
；谎灾，若是ZID增长一值后，ZSD应减去这一值
。执行以上2个试切步骤即可切割出尺寸、角度切合要求的零件
。

步骤一：建改ZSD，得到正确的锥度
。

建改ZSD示意图如图3所示
。已知ZSD、ZID、Z0、理论角度值α、角度丈量θ值，求建改锥度的Modif ZSD值
。

ZMA:理论的Z向距离  

ZX:现实的Z向距离  

UorV:现实的UorV距离

图3 建改ZSD示意图

Modif ZSD=ZMA-ZX

ZMA=ZSD+Z0+ZID

ZX=UorV/tanθ

UorV=ZMA* tanα

Modif ZSD=(ZSD+Z0+ZID)－(ZSD+Z0+ZID)* tanα/ tanθ

Modif ZSD是一无正负的值，当切割的锥度偏幼时，将ZSD值增长Modif ZSD，当切割的锥度偏大时，将ZSD值削减Modif ZSD
。

步骤二：得到正确的法式面尺寸并保障锥度
。

建改ZID示意图如图4所示
。已知理论值角度α、法式尺寸P、丈量尺寸M，求建改法式面尺寸的Modif ZID值
。

图4  建改ZID示意图

Modif ZID = R / tanα

R = P－M

Modif ZID=(P－M) / tanα

Modif ZSD是一无正负的值，当法式面尺寸偏幼时，将ZID值增长Modif ZID，当法式面尺寸偏大时，将ZID值削减Modif ZID
。

调整ZID值后，为了维持ZMA高度不变，当ZID值增长Modif ZID时，ZSD削减Modif ZID，当ZID值削减Modif ZID时，ZSD增长Modif ZID
。

2.2  锥度加工建改事俘

凭据以上2个步骤的建改公式来做锥度加工建改
。试切一个锥度零件，有关数据如下：

工件厚度：30.08mm

ZSD值5.274；ZID值11.494；Z0值30.912；

主法式面尺寸6.0mm，锥度单边4°；

实测了局：尺寸5.978mm，锥度单边3.95°

（1）、调整ZSD来建改锥度：

Modif ZSD=（ZSD+Z0+ZID）－（ZSD+Z0+ZID）*tan4/tan3.95

       =(5.274+30.912+11.494)-(5.274+30.912+11.494)* tan4/tan3.95

       =－0.605mm

锥度偏幼，必要将ZSD增长Modif ZSD
。

建改后ZSD =5.274+0.605=5.879mm

（2）、调整ZID来建改主法式面尺寸：

Modif ZID =（6－5.978）/2/tan4=0.1573mm

主法式面尺寸偏幼，ZID必要增长Modif ZID，相应的ZSD要减幼Modif ZID
。

建改后ZID =11.494+0.1573=11.651mm

建改后ZSD =5.879-0.1573=5.722mm

（3）、将建改后的参数输入机床页面ZSD、ZID选项，点击保留即可
。

再切割一个锥度件时，得到的法式面尺寸与角度值都已经比力精确
。

2.3、锥度建改器的利用

锥度加工进行ZSD与ZID值建改的推算过程繁琐，并且容易犯错
。为了简化工作难度，提出了利用EXCEL软件职能自动推算建改值的步骤（见图5）
。造作的建改器只必要输入锥度加工的已知信息，表格中设定了推算公式，此步骤极大地简化了锥度加工的建自新程，安全靠得住
。

图5  锥度建改器页面

表格中设定的公式为：

“建改后的ZSD”=(C5+D5+E5)*TAN(RADIANS(H5))/TAN(RADIANS(I5))-(C5+D5+E5)+

C5-(F5-G5)/2/TAN(RADIANS(H5))

“建改后的ZID” =(F5-G5)/2/TAN(RADIANS(H5))+D5

3  锥度加工法式及加工设定

3.1  锥度加工法式类型

通常以为，锥度加工分为固定锥度加工与高低异形锥度加工两类
。

固定锥度加工指锥度是肯定的，且其上、下表表具备类似的表表状态
。有圆角时，上、下概括圆角的半径分歧，这是由于在圆角处X、Y、U、V四轴均匀活动
。固定锥度加工的CAM编程比力单一，设定主法式面的二维图形，再输入斜度即可，法式中的G51或者G52指令节造电极丝向指定方向倾斜指定角度的加工
。

固定锥度加工零件如图6所示
。

图6 固定锥度加工零件

上、下异形锥度加工就是上、下法式面的状态是不一样的，加工中由X、Y、U、V四轴不均匀活动的一种切割方式，可分为高低同R切割、变斜度切割和上、下概括相异切割3种方式
。其中，上、下同R是指上、下概括面的圆角大幼相称，变斜度是指分歧几何元素的锥度能够各不一样，上、下概括相异是指上、下端面概括几何元素的数量不必要一样
。

变斜度加工与上、下同R切割的CAM编程，指定相应元素的斜度或者指定上、下一样的圆角半径即可
。上、下概括相异切割的CAM编程必要别离拔取X、Y主法式面与U、V辅法式面
。

通常情况下，变斜度加工与上、下同R切割法式中的G51或者G52指令节造电极丝向指定方向倾斜指定角度的加工
。上、下概括相异切割的法式通常是使用G61指令打开上、下异形职能，主法式面状态代码与辅法式面状态代码用分辨符号“：”隔开, “：”左侧为主法式面状态，“：”右侧为辅法式面状态
。分歧编程软件的CAM后处置器产生的法式会有差距，变斜度加工与上、下同R切割法式也有使用G61指令体式的；上、下概括相异切割的法式也有使用G74指定U、V坐标体式的
。

变锥杜纂上、下同R加工零件如图7所示：

图7 变锥杜纂上、下同R加工零件

高低异形加工零件如图8所示：

图8 高低异形加工零件

3.2  锥度加工设定

锥度加工要凭据天生的法式类型在机床的有关设定项（见图9）中进行正确设定
。涉及锥度加工的设定参数重要蕴含工件高杜纂主法式面高度
。工件高度指的是工件主法式面地位至辅法式面地位之间的距离
。主法式面高度指的是工作台面至主法式面之间的距离
。这2个参数必要正确设定，不然会影响锥度零件尺寸、锥度的精度
。

图9 机床有关设定项

法式由G51或者G52指令节造锥度加工，机床加工始终是凭据主法式概括与Z轴地位坐标进行U、V坐标推算，与现实的工件高度无关，故锥度加工时通常不必要对工件高度进行设定
。有时辰设定工件高度是为了在机床上看到较真实的图形，有时辰也能够预防机床提醒的过切报警
。此时设定的工件高度不影响加工尺寸与锥度精度
。

法式由G61或者G74指令节造上、下异形锥度加工，编程时指定了主法式面、辅法式面的概括及工件高度
；布庸な逼揪2个法式面与Z轴地位坐标进行U、V坐标推算，与工件高杜仔直接的关系，应在设定项里指定编程时设定的工件高度
。

锥度零件加工时，有时由于工件装置底部不能与工作台平面沉合而被抬高了肯定的距离，或者零件自身带有刃口、主法式面不在底部，为了保障法式面的尺寸，针对这些情况应该设定正确的主法式面高度值
。

4  锥度零件切割的工艺技巧

锥度加工中由于高压冲液不能有效地突入切缝，加工屑不能有效排出，因而锥度切割的效能比无锥度切割相比要低得多，锥度越大差距越大
。若是不降低放电能量，容易产生断丝，故应优先降低P值，若是此值降低幅度较大仍断丝，可思考降低I值，直至不休丝
。由于冲液状态不好，应尽可能保障上、下喷嘴贴面加工，并查抄上、下喷嘴帽是否败坏，如败坏则需实时更换
。

锥度加工前，要使用丝找器找正电极丝的垂直度，尽量不要使用火花找正电极丝垂直度的步骤
。若是电极丝垂直度误差较大，将会导致工件在各个方向的锥度角不一致的情况
。

为了保障锥度加工表表的成效，屡次切割时，前几次切割之间的余量要比无锥度加工要多预留一些，确保安全靠得住，最后精建时能够少留一些余量，不然切割表表会出现条纹
。使用? 0.2 mm的黄铜丝切割高度50 mm的模具钢，切一建三的前提下达到同样的表表粗糙度值，设定的加工余量分歧，其加工余量设定对好比下表所示
。

有无锥度加工余量设定对比（mm）

当切割的锥度角大于10°，使用通用的黄铜丝在加工过程中容易产生断丝、切割表表出现条纹等异常情况，使用柔性更好的软黄铜丝能够获得显著的改善成效
。

切割带有刃口的落料模，切割的锥角很幼时，容易出现刃带不齐的问题，应该削减切割的尺寸误差，多精建几次，就切割秩序而言，应先切直身的部门再切锥度
。锥度零件带有幼圆角时，在编程时应对这些幼圆角选取高低同R的处置，预防过切导致零件的角部缺点
。

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