铝CNC加工工艺介绍及行业应用

本文将探讨铝CNC 加工所涉及的工艺、工具、参数和挑战。还讨论了铝(CNC 加工中最常用的合金)的特性，以及铝在各个行业中的应用。

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*将铝用于 CNC 加工零件的好处

*CNC加工的流行铝合金

*铝CNC加工工艺

*铝加工工具

*切割液

*后加工工序

*CNC加工铝件在工业中的应用

铝是当今加工最多的材料之一。事实上，铝CNC加工工艺在执行频率方面仅次于钢。这主要是由于其出色的机械加工性。

最纯净的化学元素铝是柔软的、有延展性的、无磁性的，外观呈银白色。但是，该元素不仅以纯形式使用。铝通常与锰、铜和镁等各种元素形成合金，形成数百种性能得到显着改善的铝合金。

纯铝

将铝用于 CNC 加工零件的好处

尽管有许多铝合金具有不同程度的性能，但有一些基本性能几乎适用于所有铝合金。

可加工性

铝很容易使用各种工艺成型、加工和机加工。由于它柔软且易碎屑，因此可以通过机床快速轻松地切割。它也比钢更便宜，加工所需的动力也更少。这些特性对机械师和订购零件的客户都有巨大的好处。此外，铝的良好可加工性意味着它在加工过程中变形较小。这导致更高的精度，因为它允许 CNC 机器实现更高的公差。

强度重量比

铝的密度约为钢的三分之一。这使它相对较轻。尽管铝很轻，但它的强度非常高。这种强度和重量轻的组合被描述为材料的强度重量比。铝的高强度重量比使其有利于汽车和航空航天等多个行业所需的零件。

耐腐蚀性能

铝在常见的海洋和大气条件下具有抗刮擦和抗腐蚀能力。您可以通过阳极氧化增强这些特性。需要注意的是，不同等级的铝材的耐腐蚀性能有所不同。然而，最常规的 CNC 加工等级具有最大的阻力。

低温性能

大多数材料在低于零的温度下往往会失去一些理想的特性。例如，碳钢和橡胶在低温下都会变脆。反过来，铝在极低的温度下仍能保持其柔软性、延展性和强度。

电导率

纯铝的电导率在室温下约为每米 3770 万西门子。尽管铝合金的导电性可能比纯铝低，但它们的导电性足以使其零件在电气元件中找到用途。另一方面，如果导电性不是机加工零件的理想特性，铝将是不合适的材料。

可回收性

由于是减材制造工艺，CNC加工过程会产生大量切屑，这些切屑属于废料。铝是高度可回收的，这意味着它需要相对较低的能量、精力和成本来回收。这使得它更适合那些想要收回支出或减少材料浪费的人。它还使铝成为一种更环保的加工材料。

阳极氧化电位

阳极氧化是一种表面处理工艺，可提高材料的耐磨性和耐腐蚀性，在铝材中很容易实现。此过程还使为机加工铝部件添加颜色变得更加容易。

铝CNC加工工艺

您可以通过当今可用的多种 CNC 加工工艺来加工铝。其中一些过程如下。

CNC车削

在CNC车削操作中，工件旋转，而单点切削刀具沿其轴线保持静止。根据机器的不同，工件或切削刀具中的一个执行相对于另一个的进给运动，以实现材料去除。

数控车削

CNC铣削

CNN铣削操作是铝制零件加工中最常用的操作。这些操作涉及沿其轴线旋转多点切削，而工件沿其自身轴线保持静止。切削作用和随后的材料去除是通过工件、切削工具或两者结合的进给运动来实现的。该运动可以沿多个轴进行。

数控铣

CNC钻孔

CNC钻孔是在工件上钻孔的过程。在该操作中，特定尺寸的多点旋转切削刀具沿垂直于待钻孔表面的直线移动，从而有效地形成孔。

铝加工工具

有几个因素会影响铝数控加工刀具的选择。

工具设计

刀具几何形状的不同方面有助于提高其加工铝的效率。其中之一是它的长笛数量。为了防止在高速下排屑困难，铝CNC加工的刀具应该有2-3个刃。更多的凹槽会导致更小的切屑谷。这会导致铝合金产生的大切屑卡住。当切削力较低且切屑间隙对工艺至关重要时，您应该使用 2 个刃口。为获得排屑间隙和刀具强度的完美平衡，请使用 3 个刃口。

螺旋角　                                   刀槽

螺旋角是刀具中心线与沿切削刃相切的直线之间的夹角。它是切削工具的一个重要特征。虽然较高的螺旋角可以更快地从零件中去除切屑，但它会增加切削过程中的摩擦和热量。这可能会导致在高速铝数控加工过程中切屑焊接到工具表面。另一方面，较低的螺旋角产生的热量较少，但可能无法有效去除切屑。对于铝的加工，35° 或 40° 的螺旋角适合粗加工应用，而 45°的螺旋角最适合精加工。

螺旋角

　后角

后角是工具正常运行的另一个重要因素。过大的角度会导致工具钻入工件并颤动。另一方面，太小的角度会导致工具和工件之间产生摩擦。6° 和 10° 之间的后角最适合铝 CNC 加工。

　切割液

尽管具有可加工性，但切勿将铝切干，因为这会促进积屑瘤的形成。适用于铝 CNC加工的切削液是可溶性油乳液和矿物油。避免使用含有氯或活性硫的切削液，因为这些元素会污染铝。

后加工工序

加工铝制零件后，您可以执行某些工艺来增强零件的物理、机械和美学特征。最普遍的过程如下。

喷砂和喷砂

喷砂是出于美学目的的精加工过程。在此过程中，使用高压气枪对加工部件喷上微小的玻璃珠，有效去除材料并确保表面光滑。它使铝具有缎面或哑光效果。喷砂的主要工艺参数是玻璃珠的大小和使用的气压量。仅当零件的尺寸公差不重要时才使用此过程。

其他精加工工艺包括抛光和涂漆。

除了喷砂，还有喷砂，它使用高压砂流去除材料。

涂层

这涉及用另一种材料(例如锌、镍和铬)涂覆铝部件。这样做是为了改进零件工艺并且可以通过电化学工艺来实现。

阳极氧化

阳极氧化是一种电化学过程，其中将铝部件浸入稀硫酸溶液中，并在阴极和阳极之间施加电压。该过程有效地将零件的暴露表面转化为坚硬的、非电反应性氧化铝涂层。创建的涂层的密度和厚度取决于溶液的稠度、阳极氧化时间和电流。您也可以进行阳极氧化为零件着色。

粉末涂料

粉末喷涂工艺包括使用静电喷枪在零件上涂上彩色聚合物粉末。然后让零件在 200°C 的温度下固化。粉末涂层提高了强度和耐磨性、耐腐蚀性和抗冲击性。

热处理

由可热处理铝合金制成的零件可以进行热处理以提高其机械性能。

　CNC加工铝件在工业中的应用

如前所述，铝合金具有许多理想的性能。因此，CNC 加工铝件在多个行业中必不可少，包括：

· 航空航天：由于其高强度重量比，一些飞机配件由机加工铝制成;

· 汽车：与航空航天工业类似，汽车工业中的几个零件，例如轴和其他部件是由铝制成的;

· 电气：具有高导电性，CNC加工的铝件常作为电器中的电子元件;

· 食品/医药：由于不与大多数有机物质发生反应，铝部件在食品和医药行业中发挥着重要作用;

· 运动：铝常用于制作棒球棒、运动口哨等运动器材;

· 低温：铝在零下温度下保持其机械性能的能力使铝部件成为低温应用的理想选择。

以上为铝CNC加工相关介绍，更多铝CNC加工事项，请咨询长鸿精密工程人员，竭诚为您解答。