鋁CNC加工工藝介紹及行業應用

本文將探討鋁CNC 加工所涉及的工藝、工具、參數和挑戰。還討論了鋁(CNC 加工中最常用的合金)的特性，以及鋁在各個行業中的應用。

導航

*將鋁用于 CNC 加工零件的好處

*CNC加工的流行鋁合金

*鋁CNC加工工藝

*鋁加工工具

*切割液

*后加工工序

*CNC加工鋁件在工業中的應用

鋁是當今加工最多的材料之一。事實上，鋁CNC加工工藝在執行頻率方面僅次于鋼。這主要是由于其出色的機械加工性。

最純凈的化學元素鋁是柔軟的、有延展性的、無磁性的，外觀呈銀白色。但是，該元素不僅以純形式使用。鋁通常與錳、銅和鎂等各種元素形成合金，形成數百種性能得到顯著改善的鋁合金。

純鋁

將鋁用于 CNC 加工零件的好處

盡管有許多鋁合金具有不同程度的性能，但有一些基本性能幾乎適用于所有鋁合金。

可加工性

鋁很容易使用各種工藝成型、加工和機加工。由于它柔軟且易碎屑，因此可以通過機床快速輕松地切割。它也比鋼更便宜，加工所需的動力也更少。這些特性對機械師和訂購零件的客戶都有巨大的好處。此外，鋁的良好可加工性意味著它在加工過程中變形較小。這導致更高的精度，因為它允許 CNC 機器實現更高的公差。

強度重量比

鋁的密度約為鋼的三分之一。這使它相對較輕。盡管鋁很輕，但它的強度非常高。這種強度和重量輕的組合被描述為材料的強度重量比。鋁的高強度重量比使其有利于汽車和航空航天等多個行業所需的零件。

耐腐蝕性能

鋁在常見的海洋和大氣條件下具有抗刮擦和抗腐蝕能力。您可以通過陽極氧化增強這些特性。需要注意的是，不同等級的鋁材的耐腐蝕性能有所不同。然而，最常規的 CNC 加工等級具有最大的阻力。

低溫性能

大多數材料在低于零的溫度下往往會失去一些理想的特性。例如，碳鋼和橡膠在低溫下都會變脆。反過來，鋁在極低的溫度下仍能保持其柔軟性、延展性和強度。

電導率

純鋁的電導率在室溫下約為每米 3770 萬西門子。盡管鋁合金的導電性可能比純鋁低，但它們的導電性足以使其零件在電氣元件中找到用途。另一方面，如果導電性不是機加工零件的理想特性，鋁將是不合適的材料。

可回收性

由于是減材制造工藝，CNC加工過程會產生大量切屑，這些切屑屬于廢料。鋁是高度可回收的，這意味著它需要相對較低的能量、精力和成本來回收。這使得它更適合那些想要收回支出或減少材料浪費的人。它還使鋁成為一種更環保的加工材料。

陽極氧化電位

陽極氧化是一種表面處理工藝，可提高材料的耐磨性和耐腐蝕性，在鋁材中很容易實現。此過程還使為機加工鋁部件添加顏色變得更加容易。

鋁CNC加工工藝

您可以通過當今可用的多種 CNC 加工工藝來加工鋁。其中一些過程如下。

CNC車削

在CNC車削操作中，工件旋轉，而單點切削刀具沿其軸線保持靜止。根據機器的不同，工件或切削刀具中的一個執行相對于另一個的進給運動，以實現材料去除。

數控車削

CNC銑削

CNN銑削操作是鋁制零件加工中最常用的操作。這些操作涉及沿其軸線旋轉多點切削，而工件沿其自身軸線保持靜止。切削作用和隨后的材料去除是通過工件、切削工具或兩者結合的進給運動來實現的。該運動可以沿多個軸進行。

數控銑

CNC鉆孔

CNC鉆孔是在工件上鉆孔的過程。在該操作中，特定尺寸的多點旋轉切削刀具沿垂直于待鉆孔表面的直線移動，從而有效地形成孔。

鋁加工工具

有幾個因素會影響鋁數控加工刀具的選擇。

工具設計

刀具幾何形狀的不同方面有助于提高其加工鋁的效率。其中之一是它的長笛數量。為了防止在高速下排屑困難，鋁CNC加工的刀具應該有2-3個刃。更多的凹槽會導致更小的切屑谷。這會導致鋁合金產生的大切屑卡住。當切削力較低且切屑間隙對工藝至關重要時，您應該使用 2 個刃口。為獲得排屑間隙和刀具強度的完美平衡，請使用 3 個刃口。

螺旋角　                                   刀槽

螺旋角是刀具中心線與沿切削刃相切的直線之間的夾角。它是切削工具的一個重要特征。雖然較高的螺旋角可以更快地從零件中去除切屑，但它會增加切削過程中的摩擦和熱量。這可能會導致在高速鋁數控加工過程中切屑焊接到工具表面。另一方面，較低的螺旋角產生的熱量較少，但可能無法有效去除切屑。對于鋁的加工，35° 或 40° 的螺旋角適合粗加工應用，而 45°的螺旋角最適合精加工。

螺旋角

　后角

后角是工具正常運行的另一個重要因素。過大的角度會導致工具鉆入工件并顫動。另一方面，太小的角度會導致工具和工件之間產生摩擦。6° 和 10° 之間的后角最適合鋁 CNC 加工。

　切割液

盡管具有可加工性，但切勿將鋁切干，因為這會促進積屑瘤的形成。適用于鋁 CNC加工的切削液是可溶性油乳液和礦物油。避免使用含有氯或活性硫的切削液，因為這些元素會污染鋁。

后加工工序

加工鋁制零件后，您可以執行某些工藝來增強零件的物理、機械和美學特征。最普遍的過程如下。

噴砂和噴砂

噴砂是出于美學目的的精加工過程。在此過程中，使用高壓氣槍對加工部件噴上微小的玻璃珠，有效去除材料并確保表面光滑。它使鋁具有緞面或啞光效果。噴砂的主要工藝參數是玻璃珠的大小和使用的氣壓量。僅當零件的尺寸公差不重要時才使用此過程。

其他精加工工藝包括拋光和涂漆。

除了噴砂，還有噴砂，它使用高壓砂流去除材料。

涂層

這涉及用另一種材料(例如鋅、鎳和鉻)涂覆鋁部件。這樣做是為了改進零件工藝并且可以通過電化學工藝來實現。

陽極氧化

陽極氧化是一種電化學過程，其中將鋁部件浸入稀硫酸溶液中，并在陰極和陽極之間施加電壓。該過程有效地將零件的暴露表面轉化為堅硬的、非電反應性氧化鋁涂層。創建的涂層的密度和厚度取決于溶液的稠度、陽極氧化時間和電流。您也可以進行陽極氧化為零件著色。

粉末涂料

粉末噴涂工藝包括使用靜電噴槍在零件上涂上彩色聚合物粉末。然后讓零件在 200°C 的溫度下固化。粉末涂層提高了強度和耐磨性、耐腐蝕性和抗沖擊性。

熱處理

由可熱處理鋁合金制成的零件可以進行熱處理以提高其機械性能。

　CNC加工鋁件在工業中的應用

如前所述，鋁合金具有許多理想的性能。因此，CNC 加工鋁件在多個行業中必不可少，包括：

· 航空航天：由于其高強度重量比，一些飛機配件由機加工鋁制成;

· 汽車：與航空航天工業類似，汽車工業中的幾個零件，例如軸和其他部件是由鋁制成的;

· 電氣：具有高導電性，CNC加工的鋁件常作為電器中的電子元件;

· 食品/醫藥：由于不與大多數有機物質發生反應，鋁部件在食品和醫藥行業中發揮著重要作用;

· 運動：鋁常用于制作棒球棒、運動口哨等運動器材;

· 低溫：鋁在零下溫度下保持其機械性能的能力使鋁部件成為低溫應用的理想選擇。

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