數(shù)控低速走絲電火花線切割機(jī)床廣泛地應(yīng)用于模具制造行業(yè)及各種硬質(zhì)合金以及精密零件的加工。能進(jìn)行高精度的錐度加工是這種機(jī)床的重要性能之一。

為了保證切割零件的錐度與尺寸都滿足加工要求，技術(shù)人員必須掌握好加工錐度的方法及技巧。本文以北京阿奇夏米爾CA20數(shù)控低速走絲電火花線切割機(jī)

床為例，詳細(xì)介紹了錐度零件切割的步驟，錐度加工誤差的修正以及一些錐度切割的技巧，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。
1 錐度零件切割的加工步驟
加工如圖1（略）所示的凸模零件，工件厚度50 mm，加工錐度要求為3°。
加工此錐度零件的過(guò)程分為：加工前準(zhǔn)備、錐度加工的編程、加工開(kāi)始、加工過(guò)程中、加工結(jié)束5個(gè)過(guò)程。
1.1 加工前準(zhǔn)備
(1）啟動(dòng)機(jī)床電源，執(zhí)行開(kāi)機(jī)。開(kāi)機(jī)后首先要執(zhí)行各軸回機(jī)械原點(diǎn)操作。
(2) 檢查絲卷所剩余絲是否夠用，如不夠用，則須更換新絲。
(3) 根據(jù)加工零件的精度要求、工藝數(shù)據(jù)，選擇電極絲類型，應(yīng)考慮電極絲的材料和絲直徑。
(4) 穿絲，利用找正器完成電極絲找正。
(5) 緊固并找正工件，雖然數(shù)控低速走絲電火花線切割加工作用力小，不象機(jī)械切削機(jī)床那樣要承受很大的切削力，但因其切割時(shí)要高壓沖水，所以裝夾

要穩(wěn)定牢固。
(6) 定位加工起始點(diǎn)。利用加工準(zhǔn)備的各種功能和手控盒，完成加工起始點(diǎn)的定位，并將Z軸移動(dòng)到適當(dāng)高度。將所有軸坐標(biāo)設(shè)為參考點(diǎn)。
1.2 錐度加工的編程
北京阿奇夏米爾CA20數(shù)控低速走絲電火花線切割機(jī)床使用的編程軟件是FIKUS編程系統(tǒng)。其編程過(guò)程簡(jiǎn)捷：先運(yùn)行FIKUS編程系統(tǒng)，進(jìn)入FIKUS系統(tǒng)的界面

；在FIKUS系統(tǒng)的CAD環(huán)境下，繪制零件的輪廓；完成零件輪廓的繪制后，從CAD環(huán)境進(jìn)入到CAM環(huán)境中；新建刀路軌跡，選擇所使用的機(jī)床，這里選擇控制

系統(tǒng)“ACTS-PARK”，建立一個(gè)刀路的名稱；這時(shí)候需要建立零件，通過(guò)拾取輪廓來(lái)新建零件，錐度加工的要點(diǎn)就是在新建零件時(shí)在角度選項(xiàng)中輸入角度

即可，如圖2（略）所示設(shè)置參數(shù)；建立好零件之后建立程序，選擇等錐度加工功能圖標(biāo)，則出現(xiàn)定義程序的對(duì)話框；接著在程序名上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵選擇

計(jì)算；這時(shí)系統(tǒng)對(duì)編程過(guò)程中給定的信息進(jìn)行了處理，可以使用3D仿真功能，模擬實(shí)際加工效果；最后進(jìn)行后置處理，設(shè)置CNC程序號(hào)，使用處理功能產(chǎn)

生所需要的G代碼文件。
1.3 加工開(kāi)始
（1）將FIKUS編程系統(tǒng)生成的ISO代碼程序拷入機(jī)床D盤(pán)的相應(yīng)目錄位置。
（2）根據(jù)工件圖紙中的工藝要求利用TEC-CUT生成相應(yīng)的工藝參數(shù)文件。在TECCUT對(duì)話框中，注意要輸入加工錐度3，系統(tǒng)會(huì)對(duì)放電加工的能量進(jìn)行調(diào)整

，放電能量及絲張力等已被自動(dòng)優(yōu)化，以避免因沖水條件不佳所引起的斷絲，同時(shí)每一次切割的補(bǔ)償值也已被重新修正。可重命名此新TEC文件，并可點(diǎn)

擊TEC編輯器進(jìn)行編輯及修改。
（3）打開(kāi)低壓沖液，調(diào)節(jié)流量計(jì)使流量計(jì)指示位置與參數(shù)表中修切參數(shù)中的壓力相一致。
（4）對(duì)于錐度加工，機(jī)床加工時(shí)的軌跡計(jì)算始終是根據(jù)Z軸位置坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算的，故錐度加工時(shí)通常不需要對(duì)工件高度進(jìn)行設(shè)定。
（5）利用圖形校驗(yàn)窗口進(jìn)行幾何軌跡檢查。若發(fā)現(xiàn)幾何軌跡有錯(cuò)誤，則必須重新檢查和生成ISO文件，否則不能得到預(yù)期的加工工件。
（6）放電加工。進(jìn)入加工窗口中的加工頁(yè)面，選擇欲加工的ISO和TEC文件；按啟動(dòng)加工按鈕，此時(shí)可進(jìn)入“優(yōu)化”頁(yè)修改加工參數(shù)或進(jìn)入“跟蹤”頁(yè)進(jìn)

一步確認(rèn)欲加工的幾何軌跡，按手控盒上的啟動(dòng)鍵開(kāi)始加工。
1.4 加工過(guò)程中
（1）查看加工狀態(tài)及修改加工參數(shù)。進(jìn)入加工頁(yè)面中的“優(yōu)化”頁(yè)，以查看加工狀態(tài)或修改加工參數(shù)，修改參數(shù)后點(diǎn)擊刷新按鈕即可保存此更改。
（2）查看加工軌跡，進(jìn)入加工頁(yè)面中的“跟蹤”頁(yè)，以查看實(shí)際的加工軌跡。
1.5 加工結(jié)束
（1）將液槽內(nèi)工作液排至安全液面
（2）將已切割完的工件取下，進(jìn)行玻璃丸噴砂處理（可以去除附著在工件表面的銅屑和變質(zhì)層，并提高表面光潔度）或用弱酸清洗。
（3）使用測(cè)量工具對(duì)工件進(jìn)行檢測(cè)，包括錐度的精度、尺寸的精度、表面粗糙度要求。
2 錐度加工誤差的修正
當(dāng)進(jìn)行高精度的錐度加工時(shí)，通常需要通過(guò)測(cè)試來(lái)修正錐度誤差。
2.1 測(cè)定Z軸位置
當(dāng)拆卸過(guò)導(dǎo)絲嘴后，需要重新測(cè)定Z軸的高度，方法為：Z軸回機(jī)械原點(diǎn)；移動(dòng)Y軸及V軸，使上水嘴移動(dòng)至工作臺(tái)正上方；將Z 軸移動(dòng)至機(jī)械坐標(biāo)為20 mm

的高度，用20 mm 的量塊檢查此時(shí)上水嘴與工作臺(tái)之間的距離是否為20 mm，如有偏差，通過(guò)手動(dòng)移動(dòng)Z軸使其距離達(dá)到20 mm，記錄此時(shí)Z軸絕對(duì)坐標(biāo)，例

如Z0=19.990；進(jìn)入“機(jī)床配置”中的“用戶配置”頁(yè)，重設(shè)Z行程參數(shù)。假定當(dāng)前Z軸行程的設(shè)置為252.215　mm，則可將它重設(shè)為：252.215+(20-

19.990)=252.225(mm)，然后點(diǎn)擊刷新；最后Z軸要重回機(jī)械原點(diǎn)。
2.2 導(dǎo)絲嘴中心位置調(diào)整
導(dǎo)絲嘴準(zhǔn)確的中心位置確認(rèn)是非常必要的。通過(guò)加工一錐度試件，如圖3（略）所示，測(cè)試調(diào)整錐度角度和程序面尺寸兩個(gè)項(xiàng)目。
（1）修正錐度
按照工藝參數(shù)中的補(bǔ)償值加工一錐度試件，通過(guò)測(cè)量?jī)x器檢測(cè)錐度角，根據(jù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行第一次調(diào)節(jié)。
如圖4（略）所示，錐度加工是通過(guò)U、V軸的聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。在錐度加工時(shí)，由于錐度的大小與U、V軸的移動(dòng)距離有直接關(guān)系。因此錐度是計(jì)算機(jī)根據(jù)機(jī)床

的設(shè)置參數(shù)ZSD值（上導(dǎo)絲嘴與工作臺(tái)面的距離）、ZID值（下導(dǎo)絲嘴與工作臺(tái)面的距離）及Z0（機(jī)械坐標(biāo)值）來(lái)計(jì)算U、V軸的移動(dòng)距離，如果切割的錐度

角偏大時(shí)，也就是U或V軸的移動(dòng)距離多了，這時(shí)可以通過(guò)調(diào)整ZSD值來(lái)修正錐度。
在圖4中，當(dāng)角度為α值的錐度，那么理論的ZMA值等于(U or V) / Tan α，通過(guò)計(jì)算可知。同樣，實(shí)際切割一錐度，可以通過(guò)測(cè)量的錐度角與U、V軸的

移動(dòng)距離，計(jì)算出實(shí)際的ZMA值。從而得到ZSD值的修正公式：Modif ZSD = (U or V)/tanα- (U or V)/tanθ。
修正ZMA值時(shí)，錐度角偏小時(shí)，ZSD值應(yīng)該增加Modif ZSD值；錐度角偏大時(shí)，ZSD值應(yīng)該減去Modif ZSD值。
如工件具有不同的錐度 (如2°～20°)，將有多個(gè)錐度面需調(diào)整，為了滿足每一個(gè)錐度角度調(diào)整，通常只調(diào)整最大的錐度角度。
（2）檢查并修正程序面尺寸
修正錐度后，第二次切割的錐度已經(jīng)很準(zhǔn)確，只是尺寸精度還需調(diào)整。故必須對(duì)程序面尺寸進(jìn)行測(cè)量，對(duì)尺寸誤差予以修正。
如圖5（略）所示，ZID值是機(jī)床設(shè)置參數(shù)中表示下導(dǎo)絲嘴至工作臺(tái)面的距離。ZID值的變化決定著程序面的變化，即決定著編程尺寸的變化。例如切如圖6

（略）所示的凸模錐度上小下大，加工要求保證底面的尺寸，但實(shí)際切割的零件底面尺寸偏大。那么可把ZID值減小些，此時(shí)計(jì)算機(jī)認(rèn)定的高度就降低了

，程序面就比實(shí)際位置低一點(diǎn)，按其上小下大的關(guān)系，在零件底面的實(shí)際位置形成的尺寸就會(huì)小一點(diǎn)。
尺寸的單側(cè)誤差R是編程尺寸P與測(cè)量尺寸M之差的一半，即R=(P-M)/2。ZID的修正值?按照公式計(jì)算：?=R/tanA。
ZID修正規(guī)則：切割凹模時(shí)，程序面位于工件底部，如果試件尺寸偏小，則ZID值必須增加；切割凸模時(shí)，程序面位于工件底部，由于試件屬于凹模，如果

尺寸偏小，意味著切割凸模的尺寸會(huì)偏大，則ZID值必須減小。
ZID修正之后，ZSD值必須同時(shí)賦予一反向符號(hào)的ZID值。例如：ZID增加0.1 mm，ZSD必須同時(shí)減小0.1 mm。
3 錐度零件切割的技巧
對(duì)于錐度切割，其尺寸往往難以控制，且切割效率與無(wú)錐度切割相比低很多，錐度越大，差別就越大。這主要是由于錐度加工時(shí)排屑不理想等多方面的原

因造成的。
（1）由于錐度切割時(shí)排屑困難，容易斷絲，因此必須降低加工能量。
（2）為了改善噴流狀況，應(yīng)盡量減小上噴嘴與工件上表面之間的距離。
（3）由于在錐度的加工過(guò)程中，各個(gè)斷面層上的加工周長(zhǎng)不同，放電間隙也不同，因此精加工時(shí)應(yīng)采用比無(wú)錐度加工更多的切削量。
（4）由于電極絲的剛性等原因，改硬絲為軟絲進(jìn)行加工可減小切割引起的誤差。
（5）切一個(gè)錐角為A°、刃帶高度為H的落料模，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)刃帶不齊的問(wèn)題。實(shí)際上，機(jī)床加工的尺寸誤差帶來(lái)的刃帶不齊，在理論上是存在的，切割

的錐角越小，因尺寸誤差帶來(lái)的刃帶不齊就越明顯。要減小刃帶不齊的程度，只有提高切割精度，也就是提高切錐度和切直的刃帶的各自的尺寸精度，就

要求不管是切錐度部分還是切直的刃帶部分，均要多切幾次，以減小尺寸誤差，從而減小刃帶不齊的量。如果切割件的錐度較大，尺寸方向上的誤差帶來(lái)

的刃帶不齊會(huì)大大減小，因此如果在零件允許時(shí)，為了取得較齊的刃帶，應(yīng)盡量加大錐角。
以目前的錐度切割處理方法，對(duì)于小圓角，可能會(huì)因錐角大而形成過(guò)切，不能加工，此時(shí)可采用錐度件上下等圓角的處理方法。
如果錐角小，為了保證刃帶的切割精度，應(yīng)先切直的部分，再切錐的部分。否則會(huì)因切直的部分時(shí)切割量小走得非常快而切不上或切不均勻。
還有一點(diǎn)就是絲的垂直，工件上表面的平行要確保。目前一些技術(shù)人員為了操作方便，采用火花找工件的方式來(lái)找垂直，實(shí)際上即使通過(guò)靠邊把絲與工件

表面找垂直了，但如果工件與工作臺(tái)不垂直，這時(shí)通過(guò)工作臺(tái)的移動(dòng)形成的程序面與工件上表面已有一定的夾角，實(shí)際在工件表面形成的輪廓已不是一個(gè)

理論輪廓，這一點(diǎn)一定要注意。
4 結(jié)束語(yǔ)
使用數(shù)控低速走絲電火花線切割機(jī)床進(jìn)行高精度錐度加工前，必須進(jìn)行錐度誤差的調(diào)整。調(diào)整過(guò)程是比較繁瑣的工作，只有掌握好這些工藝技巧，才能加

工出合格的錐度零件。