铝加工：工艺、合金、工具和应用

“铝加工涉及使用 CNC 机器对铝部件进行精密切割、钻孔和铣削。它具有高速、出色的表面光洁度，是轻质、耐用部件的理想选择。”

铝加工细节

铝是制造业中最常见的材料之一，广泛应用于从汽车、航空航天到建筑等各个领域。虽然将铝转化为功能部件和产品的方法不同，但 CNC 加工因其易用性和能够创建复杂形状而适用于许多应用。不同的 铝合金牌号 用于 铝合金加工 取决于最终的机械和物理性能要求。

 

铝概览：合金和特性

铝是制造业中最常见的材料之一。其重量轻、可加工性、耐腐蚀性和其他有益特性使其在各种加工项目中广受欢迎。此外，不同等级的铝合金与铝 CNC 加工兼容。合金成分的变化有助于满足许多制造需求。

以下是常见的 合金牌号 用于数控加工；

铝7075

这是 由铝、锌、镁和铜组成，具有出色的强度重量比。它通常用于高应力应用，特别是在航空航天工业中。虽然 7075 具有良好的铝加工性，但铜的存在会使其更容易发生应力腐蚀开裂。 

铝6061

6061 用途广泛，是铝加工中最受欢迎的合金；它包含镁和硅作为主要合金元素。出色的可加工性、耐腐蚀性、强度和韧性是此合金等级的基本特性。 

铝6063

这种铝合金具有出色的耐腐蚀性，适合室内和室外应用。其机械性能包括中等抗拉强度和良好的可加工性。 

此外，下表比较了 CNC 加工铝等级的性能；

表：铝加工等级 

铝合金	耐腐蚀性	拉伸强度（MPa）	屈服强度 (MPa)	可加工性	可操作性
6061	高	290-310	240	固德	固德
7075	中	510-540	430-480	固德	展会
2024	中	470	325	固德	展会
5052	高	210	160-210	展会	固德
6063	高	205	145	固德	优
7050	中	570	500	固德	展会

 

最常见的铝CNC加工工艺有哪些？

铝加工工艺

CNC 加工采用不同的工具和加工工艺来实现最终形状，车削、铣削和钻孔等只是其中的几个例子。加工类型或工艺的选择完全取决于设计中的几何特征。 

1. 铝铣削 

CNC 铣削工艺涉及固定的铝工件。同时，主轴通过旋转的多点刀具在轴上移动以去除材料。进给机构通常涉及朝向工件的进给工具或工件和切削工具的组合运动。它主要用于没有旋转对称性的平面和不规则形状，制作所有细节特征和表面精加工。

2. 铝车削

在 CNC 车削中，单点切削刀具保持静止，旋转工件被送入刀具以实现材料去除。在此过程中，旋转工件允许切削刀具刮掉其外部材料。此动作减小了工件的直径，将其塑造成指定的尺寸。在此过程中，旋转工件允许切削刀具刮掉其外部材料。因此，这种铝加工类型适合轴对称零件，如圆柱形圆锥几何形状。 

3. 铝钻孔 

钻孔可在铝制部件上钻出各种形状和大小的孔。孔的几何形状和尺寸取决于钻头的几何形状和尺寸，钻头通常由碳化物或高速钢制成。在钻孔过程中，旋转钻头垂直于工件表面移动，从孔中去除材料。此外，镗孔和铰孔过程可能需要扩大和完成钻孔。

4. 铝电火花加工

这种铝零件加工工艺利用电火花从工件上腐蚀材料，并提供具有严格公差的复杂形状和特征。在电火花加工中，电极（您可以说是切削刀具）和铝工件浸没在介电流体中。然后，在通过电流时，它们之间会产生放电，从而腐蚀材料。对于复杂的几何形状、精细的细节和难以加工的特征，它是必不可少的。

 

铝加工的切削刀具和参数

铝加工工具

在 CNC 铝切割或加工中，另一个需要了解的重要事项是刀具类型、材料和切削参数。通常，刀具由高速钢或硬质合金制成。同时，每种加工操作都需要不同的刀具类型和参数。

在讨论刀具类型和材料之前，让我们先了解一下切削刀具的螺旋和排屑槽结构。在铝的 CNC 加工中，通常使用具有 35°、40° 和 45° 螺旋角的两排或三排排屑槽刀具。

标准	定义	描述	性能	应用
3 笛	具有三个切削刃的切削刀具。	它是整体硬质合金立铣刀的理想选择，可平衡刀具强度和切屑间隙。	优异的切屑清除率和刀具强度。	普通铝加工。
2 笛	具有两个切削刃的切削刀具。	它可以减少切削力并处理振动；适用于轻切削和长刀具。	更轻的切削可减少振动。	轻质、不稳定的切割，长工具容易产生振动。
螺旋角	切削刃和刀具轴线之间形成的角度。	35° 用于粗加工，45° 用于光滑表面，40° 用于粗精加工组合。	可调节热管理和表面光洁度。	粗加工和精加工

 

选择铝切削刀具和参数

下表概述了各种铝加工工艺和操作的工具类型、材料和参数的建议；

流程/操作	工装	工具材料	主轴转速	进给速度	切割深度
磨	2 刃、3 刃立铣刀	碳化物	1000-1500 立方英尺/分钟	每齿 0.005 英寸 - 0.01 英寸	深度可达 0.5xD
谈到	车削刀片	碳化物	1000-4000 RPM	每转 0.004 英寸 - 0.012 英寸	每次 0.1 英寸至 0.5 英寸
钻探	分割点练习	硬质合金，高速钢	2000-6000 RPM	每转 0.002 英寸 - 0.01 英寸	每个孔的深度不同
面对	面铣刀、壳铣刀	碳化物	1000-3000 RPM	每齿 0.004 英寸 - 0.01 英寸	轻切（0.01英寸-0.1英寸）
插	立铣刀、槽钻	碳化物	1000-1500 立方英尺/分钟	每齿 0.005 英寸 - 0.01 英寸	深度可达 4xD
喉管	丝锥	高速钢、硬质合金	200-1000 RPM	每转 0.001 英寸 - 0.005 英寸	随螺纹深度变化
面对	面铣刀、壳铣刀	碳化物	1000-3000 RPM	每齿 0.004 英寸 - 0.01 英寸	轻切（0.01英寸-0.1英寸）
EDM	电火花加工电极	石墨、铜	无		精确、最少的材料

“注意：这些值适用于典型操作，并且它们可能会根据合金类型和零件的具体要求而有所不同。”

 

铝加工有哪些优点？

• 复杂形状和特征： 加工工艺可以实现精密复杂的铝零件加工，例如复杂的底切、内部通道、不规则几何形状等。这对于定制设计也大有裨益。
• 精确： 加工后的铝零件比采用铸造和锻造等其他制造方法生产的零件更精确、更一致。
• 加工速度： 铝的加工性直接影响加工速度，提高生产效率。
• 整理选项：  铝本身具有很高的耐腐蚀性，并且可以接受其他后处理和精加工选项，如阳极氧化和粉末涂层。
• 成本效益： 与钛、黄铜和 PEEK 等其他高强度、低重量的材料相比，铝零件加工相对便宜。
• 电导率和导热率： 它具有很高的导电性和导热性，适用于连接器等电气和热应用， 铝制散热器。

 

铝加工应用

CNC 加工铝件 

我们讨论了铝 CNC 加工的能力和优势，但它们在现实世界的行业中应用于何处？ 铝应用 广泛应用于汽车、航空航天、电子、医疗等领域。

航空航天

由于铝质部件重量轻且强度高，因此加工铝质部件在航空航天业中必不可少。精密加工技术（例如 CNC 铣削和车削）用于制造机身部件、机翼结构和起落架等复杂部件。铝的出色加工性使其具有严格的公差和出色的表面光洁度。

汽车

在汽车行业， 数控汽车零件 铝材可提高车辆性能和燃油效率，例如发动机部件、变速箱和底盘。铝材重量轻，有助于减轻车辆总重量，从而提高燃油经济性并减少排放。

电子设备

电子产品使用铝加工来制造各种设备的外壳、散热器和结构部件。尤其是铝的导热性和 CNC 的精密能力相结合，使得 CNC 加工散热器 因不同的电子产品而受欢迎。

建筑业

铝的强度、重量轻和耐腐蚀性使其成为建筑应用的理想材料。 CNC 加工的部件可用于建筑功能和美学吸引力。示例包括建筑元素、窗框和结构部件。 

医疗行业 

在医疗行业，铝加工用于制造精密仪器、假肢和设备部件。铝的生物相容性和耐腐蚀性使其适合医疗应用。因此，CNC 可确保生产符合严格医疗标准的高精度和可靠零件。

新能源

铝 CNC 加工在能源领域至关重要，可为风力涡轮机、太阳能电池板和配电系统的部件制造提供精确度。它确保零件轻巧耐用，公差严格，效率高，可靠性好。例如， 风力涡轮机加工 因高精度轮毂而受欢迎。

 

总结

总体而言，铝加工可为汽车、航空航天、电子、建筑、医疗和能源等多个行业生产轻质、耐用且高性能的零件。可以使用车削、铣削、端面加工、钻孔、攻丝、电火花加工、挖槽等多种加工工艺以及相应的工具和参数来加工铝合金。

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常见问题

常见的铝加工工艺有哪些？

标准铝加工工艺包括 CNC 铣削、车削、钻孔、攻丝、端面加工和开槽。这些方法可以精确地塑造、切割和精加工铝部件。

CNC加工用到哪些铝合金？

CNC加工中常用的铝合金有6061、7075、2024、5052、6063等。

铝加工零件耐用吗？

是的，铝加工零件经久耐用。铝合金在强度、耐腐蚀性和轻质性之间实现了良好的平衡，确保加工部件在各种条件下都能表现良好，使用寿命长。

哪些刀具材料适合铝加工？

硬质合金刀具因其硬度高且能保持锋利的刀刃，最适合铝加工。高速钢 (HSS) 也可使用，但硬质合金因其在铝加工中的卓越性能和使用寿命而更受青睐。