模具CNC加工拉丝问题处理流程

优胜网络服务

拉丝工艺是一种金属加工工艺。在金属压力加工中，外力作用下使金属强行通过模具，金属横截面积被压缩，并获得所要求的横截面积形状和尺寸的技术加工方法称为金属拉丝工艺。使其改变形状尺寸的工具称为拉丝模。
近年来，越来越多的产品的金属外壳都使用了金属拉丝工艺，以起到美观，抗侵蚀的作用。使产品兼备时尚和科技的元素。


1模具加工中的拉丝


● 加工刀具：球刀
● 加工材料：各种金属材料，如常见的铝、钢、铜等
● 出现位置：常见于0度平面和小角度斜面
● 加工机型：立加、龙门等机型都可能出现


如上图所示，使用球刀平行铣削时，如果刀距较大，就可能出现刀距间残留高度，从而出现拉丝纹路。而在下图中可以看出，对于球刀加工，5°以下时，因为切削点在球刀中心附近，切向速度较低，因此加工表面粗糙度也较大，当倾斜角逐步增大，表面质量趋好。


2造成拉丝问题的主要原因
根据大量加工测试验证，我们发现会造成金属表面拉丝的常见原因包括：


*1：系统功能主要有【反向间隙加速基础脉冲功能】、【反向间隙加速的加速度监视功能】及【智能反向间隙补偿】后文会有详细介绍。

所以上表中的根据常见原因，在遇到拉丝问题时，我们通常建议按照如下步骤进行处理和排查：

3调试案例介绍

平滑的加工程序
加工程序是机床走刀的直接依据，如果程序存在问题，加工表面质量通常难以令人满意，所以在实际调试中遇到拉丝问题，建议首先通过程序模拟软件确认加工程序是否合理，如果程序存在垃圾点、步距不均等问题时，就极容易产生拉丝现象。



合理的工艺
加工奔驰模具件时，出现拉丝、过切现象，我们确认了系统参数设为适当值的话AICC功能能够得到高质量加工效果，所以推测发生问题的原因如下：

● 在车间，为了降低机械振动或者冲击，进行调整参数N1769的设定值（按照振动和冲击的程度，设定值是80～100左右）；但是如果N1769的设定值超过40的话，系统可能会放大CAM产生的不规则移动指令，结果就会出现拉丝现象。
对策：建议通过N1660和N1772的调整来减少机械振动或者冲击

● 下面的照片所表示，控制一致、进给速度一致的情况下，改变主轴转速就大大地改变加工效果（主要原因是刀具的零速切削现象）
对策：建议尽量提高主轴转速或者降低主轴一转的进给速度，保证切削时工艺参数匹配

合理的刀具
切削条件：刀具制造商推荐的每齿进给量（ 0.063mm/齿）
（ 主轴转速 8,000min-1 进给速度1,000mm/min）
加工结果

刀具 A : 公司S使用的刀具，刀具 B : 刀具A的同一制造商的同等刀具

虽然使用刀具A、B以及其它公司刀具时的表面粗糙度并没有很大差异，但加工表面的外观显示出巨大差异刀具，使用其它公司刀具的加工表面有光泽，外观良好，如下图所示。


切削液影响
刀具硬度不足时，表面会产生拉丝现象、且刀具容易磨损而产生黏刀现象；减小公差，能弱化拉丝现象；油冷容易造成工具表面温升、容易产生拉丝现象。


在上图中可以清晰地看出，在不同条件下（加工程序、刀具、冷却方式），加工表面的巨大差异，增大皂化液浓度（5%à10%）且正对刀尖喷洒时，拉丝消除，加工质量最好。
另外，调整冷却方式的调试时，除了最关键的选用适合加工材料的切削液外，通常还可以在以下方面进行调整：
● 在使用切削液时，避免切削液表面会产生大量泡沫，影响到加工的质量和精度。
● 调整切削液喷头的阀门大小、喷出方向；
- 保证切削液的液面不要太低，及时检查液面高度，及时添加切削液；
- 控制切削液流速不要太快；
- 在使用切削液时应注意切削液喷嘴角度不要太直。


● 切削液浓度符合加工刀具和加工材料。
-提高切削液浓度


系统功能调整
功能1  反向间隙加速基础脉冲功能
调整设定：
No.2015#6=0（2级反向间隙加速无效）
No.2089=11（反向间隙加速基础脉冲为1.1um）


功能2  反向间隙加速的加速度监视功能
调整设定：
No.2423#7=1（加速度监视功能有效）
No.2296#7#6=1、1（基于加速度监视功能的反向间隙加速量倍率、基于微小反转检测的反向间隙加速停止有效）
No.2184=24（加速度监视时间）


功能3  智能反向间隙补偿功能
对于Z轴反向间隙较大的机床，仅使用用反向间隙加速基础脉冲功能或加速度监视功能难以完全消除拉丝现象，使用智能反向间隙功能后消除。


对于Z轴反向间隙较大的机床，仅使用用反向间隙加速基础脉冲功能或加速度监视功能难以完全消除拉丝现象，使用智能反向间隙功能后消除。此功能的设定方法请参考：
技术讲堂 | 智能反向间隙补偿功能的应用

机械方面（Z轴反向间隙）调整
Z轴反向间隙过大会引起加工尺寸误差难以保证，更是非常容易导致加工表面质量恶化（拉丝）的问题。所以加工模具时一定要确保反向间隙在合理范围。


机床反向间隙大的因素有：
● 电机与丝杠之间的联轴器异常或有间隙；
● 电机丝杠轴头或其他相关部件磨损或有油污造成打滑；
● 电机或丝杠侧的压紧力不足或不均匀造成打滑；
● 丝杠螺母或丝杠支撑轴承处有间隙。