鋁CNC加工工藝介紹及行業(yè)應(yīng)用

本文將探討鋁CNC 加工所涉及的工藝、工具、參數(shù)和挑戰(zhàn)。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(yè)中的應(yīng)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(yè)中的應(yīng)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(zhí)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(shù)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(xiàn)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(yè)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(guī)的 CNC 加工等級具有最大的阻力。

低溫性能

大多數(shù)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(chǎn)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(huán)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(xiàn)。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(zhuǎn)，而單點切削刀具沿其軸線保持靜止。根據(jù)機器的不同，工件或切削刀具中的一個執(zhí)行相對于另一個的進給運動，以實現(xiàn)材料去除。

數(shù)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(zhuǎn)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(jié)合的進給運動來實現(xiàn)的。該運動可以沿多個軸進行。

數(shù)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(zhuǎn)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(shù)控加工刀具的選擇。

工具設(shè)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(shù)量。為了防止在高速下排屑困難，鋁CNC加工的刀具應(yīng)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(chǎn)生的大切屑卡住。當切削力較低且切屑間隙對工藝至關(guān)重要時，您應(yīng)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(shù)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(chǎn)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(yīng)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(chǎn)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(zhí)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(shù)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(xiàn)。

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(zhuǎn)化為堅硬的、非電反應(yīng)性氧化鋁涂層。創(chuàng)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(yè)中的應(yīng)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(yè)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(yè)類似，汽車工業(yè)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(yī)藥：由于不與大多數(shù)有機物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，鋁部件在食品和醫(yī)藥行業(yè)中發(fā)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(yīng)用的理想選擇。

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