线切割锥度加工参数设置

GXF360 2017-08-26

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线切割锥度加工参数设置

常州机电职业技术学院（江苏 213164）刘志生

摘要：介绍了线切割锥度加工参数的含义、锥度加工坐标轴移动原理、塑料模脱模斜度加工锥度参数设置以及冷冲模凹模漏料孔锥度加工参数设置。

线切割锥度加工过程中，上、下导轮是以不同速率同时移动的，我们把这种现象称为四轴联动。受机床高度参数影响，四轴联动进行锥度切割，往往锥度值误差很大，因此，正确设置锥度加工参数是提高锥度值精度的有效手段之一。

1. 线切割锥度参数

（1）编程面。工件二维尺寸如图1a所示，三维立体图如图1b所示。工件下表面形状由程序尺寸60mm×40mm控制机床坐标加工而得，工件上表面形状由钼丝（快走丝线切割机床或铜丝倾斜角度β自然所得。我们把由尺寸控制加工所生成的表面称为编程面，图1a中工件下表面即为编程面。

图1 工件图

对于无锥度工件加工，编程面可以是工件高度方向任意表面，如图2所示。而对于有锥度加工，编程面的位置将影响锥度参数。

当应用线切割加工冲模的漏料孔或塑料模脱模斜度时，除要求输入加工锥度外，一般线切割机床自动编程系统会要求再输入3个高度值：编程面到下导轮的距离、工件厚度以及编程面到上导轮的距离（见图3）。其中，H1为编程面到下导轮的距离；H2为工件厚度；H3为编程面到上导轮的距离。

图2 无锥度切割编程面示意图

1.下导轮 2.钼丝 3.上导轮 4.工件 5.螺钉 6.垫圈 7.压板 8.等高块 9.工作台

图3 高度参数定义示意图

1.下导轮 2.钼丝 3.上导轮 4.工件 5.螺钉 6.垫圈 7.压板 8.等高块 9.工作台

（2）U/V轴。线切割带锥度加工机床一般配有4轴：X轴、Y轴、U轴和V轴。如图4所示，与X轴平行的轴定义为U轴；与Y轴平行的轴定义为V轴。其中X轴和Y轴控制下导轮进给运动，X轴和Y轴的大小确定了加工工件的有效长度；U轴和V轴控制上导轮进给运动，U轴和V轴的大小确定了加工锥度的角度值。目前快走丝线切割机床加工锥度一般在±3°左右；而慢走丝线切割机床加工锥度一般在±10°左右。

2. 锥度加工原理

当无锥度加工时，上、下导轮是以相同速率一起移动的，即X与U、Y与V轴的坐标值是相同的，都与编程面坐标值一致，因此加工的工件是垂直表面。

图4 4轴示意图

图5 锥度加工坐标计算示意图

当有锥度加工时，上、下导轮移动速率是不同的，即X与U、Y与V轴坐标值是不同的，并且与编程面坐标值也不一致。即：在锥度加工开始前，线切割自动编程系统先根据编程面坐标值以及输入系统的锥度值和3个高度参数值，以编程面坐标值为基础，利用三角函数，分别计算出X与U、Y与V轴的实际移动目标坐标值，如图5所示。

由于H1、β已知，根据三角函数公式a＝H1×tanβ、b＝H3×tanβ计算出下导轮中心偏移到O1位置，上导轮中心偏移到O2位置，即为了保证加工锥度β，X（Y）轴在原编程面坐标值基础上实际位移到O1处；U（V）轴在原编程面坐标值基础上实际位移到O2处。

3. 锥度加工参数设置

（1）编程面在工件下表面锥度参数设置。工件如图6所示，其锥度加工参数设置如下：角度β=3°（左偏G51或右偏G52请参考相关数控编程书籍），H1=27mm、H2=50mm、H3=85mm，如图7所示。其中，工件装夹完成后，实际测量下导轮到编程面的数值即为H1，实际测量上导轮到编程面的数值即为H3。

图6 工件图

在锥度加工参数中，通常锥度值β和工件高度H2为加工图样上已知参数。目前线切割生产厂家已经将下导轮到工作台高度尺寸作为机床技术参数提供给客户了，如图8所示。

如果工件装夹时使编程面与机床工作台面重合，那么H1就等于厂家提供的参数值。如果编程面与工作台面不重合，如图9所示，那么只需要加上垫块的高度，即H1＝H厂＋H垫。而H3参数只能现场测量了。

（2）编程面在工件上表面锥度参数设置。工件如图10所示，其锥度加工参数设置如下：角度β=3°（左偏G51或右偏G52请参考相关数控编程书籍），H1=57mm、H2=50mm、H3=28mm，如图11所示。其中，工件装夹完成后，实际测量下导轮到编程面的数值即为H1，实际测量上导轮到编程面的数值即为H3。如果工件装夹时其下表面与机床工作台重合，那么高度参数H1就等于厂家给定下导轮到工作台距离H厂加上工件高度H2，即H1＝H厂＋H2。

图7 锥度设置示意图

图8 工作台到下导轮距离示意图

图9 编程面与工作台不重合示意图1.工件 2.垫块 3.工作台 4.下导轮

（3）编程面在工件高度方向HX处锥度参数设置。设HX=10mm，工件如图12所示。其锥度加工参数设置如下：角度β=3°，H1=37mm、H2=50mm、H3=75mm，如图13所示。凹模漏料孔的加工就属于这种情况。可以看作是编程面与工作台不重合的情况，只需将凹模刃口高度作为垫块来处理。需要注意的是，当切割一侧斜边时，下部钼丝会不会过切到另一侧已经加工好的凹模刃口。