铝合金数控加工

● 轻巧而坚固
● 优异的加工性能
● 良好的耐腐蚀性
● 适用于高精度零件

● 导热性：铝的导热速度比大多数金属都快。这有利于冷却，但如果切屑粘附在刀具上或涂抹在工件表面， 则会带来风险。因此，控制热量是铝铣削的关键。

● 切屑形成：铝材加工容易形成细长的切屑。如果进给速度过慢或刀具几何形状不正确，这些切屑会缠绕在刀具上，从而破坏表面光洁度。

● 材料软度：由于这种材料比钢软，因此可以使用更高的主轴转速和更大的进给量。但如果像对待钢一样对待它，刀具就会摩擦而不是切削，导致颤动和刀刃变钝。

● 表面处理：铝制零件通常需要进行阳极氧化或粉末涂层处理，因此任何毛刺或划痕都很容易被察觉。切割干净利落可以减少铝坯加工过程中的返工。

● 使用ZrN / TiB2 涂层刀具
● 调整切削参数组合；提高进给速度通常有助于断屑。
● 使用浓度为 8-12% 的专用铝合金切削液。
● 安装高压气枪或切屑抽吸系统，以便及时清除切屑。
● 切割温度保持在200°C以下。

● 碎屑堆积在表面上，当碎屑脱落时，会在表面留下划痕。
● 排屑不畅会导致切屑与加工表面之间产生摩擦。
● 工具刃口钝化
● 切削液选择不当或供应不足
● 铝的化学性质活泼，加工后暴露在空气中会发生氧化和变色。

● 在对铝合金进行精加工时，采用“高速低进给”切削策略，保持切削速度为1000-3000米/分钟，进给速度为0.05-0.2毫米/转。这种高速切削方法可以最大限度地减少积屑瘤的形成。

● 在粗加工时使用更大的切削深度以提高效率，同时将精加工深度限制在 0.1-0.2 毫米，以防止材料过度变形导致表面粗糙。

● 优先选择金刚石（PCD）刀具或涂层硬质合金刀片。

● 进行半径为 0.02–0.05 毫米的钝化处理，以最大限度地减少切割过程中的撕裂。

● 铝制零件加工完成后，应立即进行表面处理，例如阳极氧化、电镀或粉末涂层，以形成保护膜，使其与大气隔绝。

● 铝材的高导热性使其在加工过程中受热后容易发生热膨胀。这会导致材料冷却时产生收缩变形，在加工薄壁零件和细长轴时尤为明显。
● 不恰当的夹紧方法也会导致尺寸变化，例如夹紧力过大导致部件弹性变形，或者夹紧参考点选择不当，导致累积定位误差。
● 其他问题包括机床精度不足、参数设置不合理（例如主轴转速和进给速度不匹配）以及刀具路径规划欠佳，这些都可能导致切削力波动，从而引起零件振动。

● 粗加工和精加工分开进行，粗加工后保留0.1～0.3 mm的余量。精加工工序仅在零件自然冷却后进行，以防止切削热导致变形。
● CAD/CAM 软件通过采用分层切削和螺旋进给等技术来优化刀具路径，从而最大限度地减少切削力的波动，并降低振动对尺寸精度的影响。
● 在加工易变形的部件时，必须使用灵活的夹紧解决方案。这些解决方案包括液压夹具、真空吸盘或专用工装夹具，它们可以精确调节夹紧力。

● 加工过程中，切屑与切削刀具之间的粘着磨损和扩散磨损尤为严重。
● 铝合金中硅等硬质相的存在会导致刀具刃口发生磨损。
● 刀具材料与铝合金之间的不兼容性也可能是一个因素，例如，当使用标准高速钢刀具加工高强度铝合金时。
● 切削参数的选择也可能不合适。

● 涂层硬质合金刀具可用于加工标准铝合金。但是，加工高硅铝合金（硅含量超过10%）时，必须使用PCD或CBN刀具。
● 刀具几何形状应具有较大的前角（15-25°）和后角，以最大限度地减少切削阻力和粘附。
● 控制切削参数以防止过载。定期检查刀具磨损情况，当磨损达到0.2毫米时及时更换刀具。
● 在加工间隙清洗刀具，以去除切削刃上的残留切屑和积屑瘤。

● 最小壁厚：保持壁厚足够，防止振动。铝铣削时，壁厚至少应为 1.5–2 毫米，除非添加额外支撑。
● 圆角半径：将内角打磨成圆角，以减少应力和刀具磨损。锋利的边缘会降低加工速度。
● 孔深与直径之比：为保证钻孔稳定，孔深不应超过孔径的三倍。
● 薄壁特性：使用加强筋或较厚的底座来防止在加工或夹紧时发生变形。
● 公差规范：严格的公差会增加成本。仅在配合或对准真正重要的情况下才应用公差。

合金

典型用途

可加工性和特性

6061

通用零件、夹具、支架

非常适合定制铝材加工，加工面干净，阳极氧化效果好，坚固而轻便。

7075

航空航天、高性能部件

属于最坚韧的等级，非常适合铝坯加工，因为在加工过程中强度至关重要。加工难度较大，但能提供卓越的刚度和抗疲劳性。

5052

片材和成型件

适用于数控挤压铝材或薄壁结构，具有优异的耐腐蚀性，但加工性能不如6061铝合金。

2024

飞机结构、性能部件

抗疲劳强度高，能承受机械应力，但需要保护涂层以防止腐蚀。