CNC 鋁合金加工因其材料特性和加工工藝的結(jié)合，呈現(xiàn)出一系列獨(dú)特的工藝特點(diǎn)。以下從加工效率、刀具選擇、表面處理、工藝參數(shù)等方面進(jìn)行詳細(xì)解析：
一、材料特性帶來(lái)的加工優(yōu)勢(shì)
1. 密度低、輕量化顯著
2. 1.鋁合金密度約為 \(2.7 \, \text{g/cm}^3\)，僅為鋼的 1/3，相同體積下零件重量更輕，適合航空航天、汽車等輕量化需求場(chǎng)景。
2.加工影響：高速切削時(shí)慣性小，機(jī)床負(fù)載低，可實(shí)現(xiàn)更高進(jìn)給速度（如 \(8000-15000 \, \text{mm/min}\)）。
3. 良好的塑性與延展性
4. 1.6 系、5 系鋁合金（如 6061、5052）易于切削成型，可加工出薄壁（厚度≤0.5mm）、復(fù)雜內(nèi)腔（如腔體結(jié)構(gòu)、散熱鰭片）等精細(xì)結(jié)構(gòu)。
2.典型應(yīng)用：消費(fèi)電子中手機(jī)中框、無(wú)人機(jī)鏤空框架。
5. 優(yōu)異的導(dǎo)熱性
6. 1.導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá) \(100-240 \, \text{W/(m·K)}\)，切削熱易通過(guò)工件和刀具傳導(dǎo)，降低局部過(guò)熱風(fēng)險(xiǎn)，適合連續(xù)高速加工。
2.對(duì)比優(yōu)勢(shì)：相比不銹鋼（導(dǎo)熱系數(shù)約 \(15 \, \text{W/(m·K)}\)），鋁合金加工時(shí)刀具磨損更慢。
二、加工工藝的核心特點(diǎn)
1. 高速切削為主流工藝
主軸轉(zhuǎn)速高：常用 \(10000-24000 \, \text{r/min}\)，配合小切深（\(0.1-2 \, \text{mm}\)）和高進(jìn)給（如 \(2000-5000 \, \text{mm/min}\)），減少材料塑性變形，提升表面光潔度（Ra≤1.6μm）。
優(yōu)勢(shì)：
減少刀具與工件接觸時(shí)間，降低粘刀風(fēng)險(xiǎn)（尤其對(duì) 7 系硬鋁）。
抑制積屑瘤生成，適合高光潔度零件（如氧化裝飾件）。
2. 刀具選擇與切削參數(shù)匹配
刀具材料：
硬質(zhì)合金（WC）：通用性強(qiáng)，適合 6 系鋁合金粗加工（如 6063 型材銑削），成本低。
金剛石涂層刀具：用于 7075、2024 等硬鋁精加工，表面硬度達(dá) HV2000+，耐磨性是普通刀具的 5-10 倍。
PCD（聚晶金剛石）刀具：極致精度加工（如光學(xué)透鏡支架），表面粗糙度可達(dá) Ra≤0.4μm，但成本高。
刀具幾何參數(shù)：
大前角（\(15°-25°\)）和螺旋角（\(30°-45°\)），減小切削力，促進(jìn)切屑排出。
刃口鋒利化處理（刃口半徑≤5μm），避免鋁合金塑性變形導(dǎo)致的毛刺。
3. 冷卻與潤(rùn)滑工藝關(guān)鍵
冷卻方式：
干切削：適用于微量加工或環(huán)保要求高的場(chǎng)景（如醫(yī)療零件），需配合涂層刀具。
微量潤(rùn)滑（MQL）：通過(guò)油霧混合壓縮空氣（油量≤50ml/h），降低切削溫度，減少刀具磨損，尤其適合深腔加工（如航空結(jié)構(gòu)件）。
水基切削液：用于大切深粗加工（如 7075 模具銑削），帶走大量切削熱，防止工件熱變形。
切削液選擇：優(yōu)先用合成型或半合成型切削液（pH 值 7.5-9.0），避免含氯添加劑腐蝕鋁合金表面。
4. 工裝夾具與變形控制
低夾持應(yīng)力設(shè)計(jì)：
采用真空吸附夾具（適用于薄壁件）或彈性?shī)A頭，避免傳統(tǒng)虎鉗夾持導(dǎo)致的局部變形。
案例：加工 6061 手機(jī)中框時(shí)，真空夾具可將變形量控制在 ±0.02mm 以內(nèi)。
分階段加工：
粗加工預(yù)留 0.5-1mm 余量，釋放內(nèi)應(yīng)力；精加工時(shí)采用小切削參數(shù)（如切深 0.3mm，進(jìn)給 2000mm/min），減少二次變形。
熱處理前加工：
對(duì)需 T6 熱處理的零件（如 6061 結(jié)構(gòu)件），先完成 70% 粗加工，熱處理后再精加工至尺寸，利用熱處理消除加工應(yīng)力。
三、表面處理與工藝銜接
1. 陽(yáng)極氧化前處理
2. 加工表面需避免刀痕、劃痕（Ra≤3.2μm），可通過(guò) 高光切削（主軸轉(zhuǎn)速≥18000r/min，進(jìn)給速度≥4000mm/min）直接獲得鏡面效果，減少后續(xù)拋光工序。
案例：6063 鋁合金型材經(jīng)高速銑削后，陽(yáng)極氧化表面光澤度可達(dá) 60-80GU（光澤單位）。
3. 與其他工藝的配合
4. 擠壓 + CNC 加工：先通過(guò)擠壓成型復(fù)雜截面（如散熱器翅片），再用 CNC 銑削鉆孔，提升效率（如 6063 散熱模組加工）。
鑄造 + CNC 精加工：對(duì) 7 系鋁合金復(fù)雜零件（如航空接頭），先砂型鑄造毛坯，再 CNC 銑削至精度（公差 ±0.01mm），減少材料浪費(fèi)。