鋁加工：製程、合金、工具與應用

「鋁加工涉及使用CNC工具機對鋁零件進行精密切割、鑽孔和銑削。它提供高速、出色的表面光潔度，是輕質、耐用部件的理想選擇。

鋁加工細節

鋁是製造業中最常見的材料之一，廣泛應用於從汽車、航空航太到建築等各個領域。儘管將鋁加工成功能部件和產品的製造方法有多種，但 CNC 加工由於其易於使用且能夠創建複雜形狀，因此適合許多應用。不同的 鋁合金牌號 用於 鋁加工 取決於最終的機械和物理性能要求。

 

鋁概覽：合金和特性

鋁是製造業中最常見的材料之一。其輕量、可加工性、耐腐蝕性和其他有益特性使其在各種加工項目中廣受歡迎。而且，不同等級的鋁合金都相容於鋁數控加工。合金成分的變化有助於滿足許多製造需求。

以下是常見的 合金牌號 用於數控加工；

鋁7075

這是 由鋁、鋅、鎂和銅組成，具有優異的強度重量比。它通常用於高應力應用，特別是在航空航天工業。雖然7075具有良好的鋁機械加工性，但銅的存在會使其更容易出現應力腐蝕裂縫。 

鋁6061

6061 用途廣泛，是鋁加工中最受歡迎的合金；它包含鎂和矽作為主要合金元素。優異的機械加工性、耐腐蝕性、強度和韌性是此合金牌號的基本特性。 

鋁6063

這種鋁合金具有出色的耐腐蝕性，適合室內和室外應用。其機械性質包括中等的拉伸強度和良好的加工性。 

此外，下表比較了 CNC 加工鋁牌號的性能；

表：鋁加工等級 

鋁合金	耐腐蝕性能	拉伸強度（MPa）	屈服強度（MPa）	可加工性	可加工性
6061	高	290-310	240	固德	固德
7075	中度	510-540	430-480	固德	知道一些
2024	中度	470	325	固德	知道一些
5052	高	210	160-210	知道一些	固德
6063	高	205	145	固德	優
7050	中度	570	500	固德	知道一些

 

最常見的鋁數控加工製程有哪些？

鋁加工工藝

CNC 加工採用不同的刀具和加工工藝來實現最終形狀，例如車削、銑削和鑽孔等。加工類型或製程的選擇完全取決於設計中存在的幾何特性。 

1. 鋁銑削 

CNC 銑削工藝涉及固定鋁工件。同時，主軸透過旋轉的多點刀具在軸上移動以去除材料。進給機構通常涉及朝向工件的進給工具或工件和切削工具兩者的組合運動。它主要用於不具有旋轉對稱性的平面和不規則形狀，製作所有細節特徵和表面精加工。

2. 鋁車削

在數控車削中，單點切削刀具保持靜止，旋轉的工件被送入刀具中以實現材料去除。在此過程中，旋轉工件可以讓切削刀具削掉其外部材料。此操作會減少工件的直徑，將其成形為指定的尺寸。在此過程中，旋轉的工件允許切削刀具削掉其外部材料。隨後，這種鋁加工類型適合軸對稱零件，例如圓柱形罐圓錐形幾何形狀。 

3. 鋁鑽孔 

鑽孔在鋁零件上形成各種形狀和尺寸的孔。孔的幾何形狀和尺寸取決於鑽頭的幾何形狀和尺寸，鑽頭通常由硬質合金或高速鋼製成。鑽孔過程中，旋轉鑽頭垂直於工件表面移動，去除孔中的材料。此外，鏜孔和鉸孔過程可能需要擴大和精加工鑽孔。

4. 鋁放電加工

這種鋁零件加工工藝利用電火花侵蝕工件上的材料，並提供具有嚴格公差的複雜形狀和特徵。在電火花加工中，電極（可以說是切削工具）和鋁工件浸入介電液中。然後，當電流通過時，它們之間會產生放電，從而腐蝕材料。它對於複雜的幾何形狀、精細的細節和難以加工的特徵至關重要。

 

鋁加工切削刀具和參數

鋁加工工具

在數控鋁切割或加工中需要了解的另一個重要事項是刀具類型、材料和切割參數。通常，工具由高速鋼或硬質合金製成。同時，每個加工操作都需要不同的刀具類型和參數。

在討論刀具類型和材料之前，我們先了解一下切削刀具的螺旋線和凹槽結構。在鋁材的CNC加工中，一般使用螺旋角為35°、40°、45°的兩刃或三刃刀具。

標準	定義	簡介	優點	應用領域
3個長笛	具有三個切削刃的切削刀具。	它是整體硬質合金立銑刀的理想選擇，可平衡刀具強度和切屑間隙。	出色的排屑能力和刀具強度。	一般鋁加工。
2個長笛	具有兩個切削刃的切削刀具。	它減少切削力並處理振動；適用於輕切削和長刀具。	較輕的切削減少了振動。	輕量、不確定的切削，長刀具容易振動。
螺旋角	切削刃與刀具軸線之間所形成的角度。	35° 用於粗加工，45° 用於光滑表面，40° 用於粗加工和精加工組合。	可調節熱管理和表面光潔度。	粗加工和精加工

 

選擇鋁切削刀具和參數

下表概述了各種鋁加工流程和操作的刀具類型、材料和參數的建議；

流程/操作	工具	工具材料	主軸轉速	進給率	切割深度
磨	2刃、3刃立銑刀	碳化物	1000-1500 立方英尺	每齒 0.005″-0.01″	深度高達 0.5xD
開啟	車削刀片	碳化物	1000-4000 RPM	每轉 0.004″-0.012″	每次通過 0.1 英寸至 0.5 英寸
鑽孔	分割點鑽	硬質合金、高速鋼	2000-6000 RPM	每轉 0.002″-0.01″	每個孔的深度各不相同
面對	面銑刀、套銑刀	碳化物	1000-3000 RPM	每齒 0.004″-0.01″	輕切 (0.01″-0.1″)
開槽	立銑刀、槽鑽	碳化物	1000-1500 立方英尺	每齒 0.005″-0.01″	深度高達 4xD
竊聽	絲錐	高速鋼、硬質合金	200-1000 RPM	每轉 0.001″-0.005″	隨螺紋深度變化
面對	面銑刀、套銑刀	碳化物	1000-3000 RPM	每齒 0.004″-0.01″	輕切 (0.01″-0.1″)
EDM	電火花加工電極	石墨、銅	不適用		精確、最少的材料

“注意：這些值適用於典型操作，它們可能會根據合金類型和零件的特定要求而有所不同。”

 

鋁加工有哪些優點？

• 複雜的形狀和特徵： 加工製程可以加工出高精度的複雜鋁製零件，例如複雜的底切、內部通道、不規則的幾何形狀等。
• 精確： 機械加工的鋁零件比鑄造和鍛造等其他製造方法所生產的零件更精確、更一致。
• 加工速度： 鋁材的切削加工性直接影響加工速度，提高生產效率。
• 整理選項：  鋁本身俱有很高的耐腐蝕性，並且可以接受其他後處理和精加工選項，例如陽極氧化和粉末塗層。
• 成本效益： 與鈦、黃銅和 PEEK 等其他高強度和輕重量材料相比，鋁零件加工相對便宜。
• 電導率和導熱率： 它具有高導電性和導熱性，適用於連接器和熱學應用 鋁製散熱器。

 

鋁加工應用

CNC 加工鋁件 

我們討論鋁數控加工的功能和優勢，但這些在現實產業的應用是什麼？ 鋁的應用 廣泛應用於汽車、航太、電子、醫療等領域。

航太

由於其輕質和高強度的特性，加工鋁製零件在航空航太領域至關重要。數控銑削和車削等精密加工技術用於製造機身零件、機翼結構和起落架等複雜零件。鋁具有出色的機械加工性能，可實現嚴格的公差和卓越的表面光潔度。

汽車業

在汽車行業， CNC汽車零件 鋁可提高車輛性能和燃油效率，例如引擎零件、變速箱和底盤。鋁的輕量特性有助於減輕車輛的整體重量，從而提高燃油經濟性並減少排放。

電子產品

電子產品使用鋁加工來製造各種設備的外殼、散熱器和結構部件。尤其是鋁的導熱性能與CNC的精密能力結合 CNC 加工散熱器 流行於不同的電子產品。

建設

鋁的強度、重量輕和耐腐蝕性使其成為建築應用的理想材料。 CNC 加工零件可用於建立功能性和美觀性。例如建築元素、窗框和結構部件。 

Medical 

在醫療產業，鋁加工用於製造精密儀器、義肢和設備零件。鋁的生物相容性和耐腐蝕性使其適合醫療應用。因此，CNC 可確保生產出符合嚴格醫療標準的高精度、可靠零件。

能源

鋁數控加工在能源領域至關重要，為風力渦輪機、太陽能板和配電系統的組件製造提供精度。它確保零件輕質、耐用，並具有嚴格的公差，從而提高效率和可靠性。例如， 風力渦輪機加工 在高精度輪轂中很受歡迎。

 

加起來

總體而言，鋁加工為多個行業生產輕質、耐用和高性能的零件，包括汽車、航空航太、電子、建築、醫療和能源。車削、銑削、端面、鑽孔、攻牙、電火花加工、型腔加工等多種加工製程可採用對應的刀具和參數來加工鋁合金。

然而，先進的CNC加工設備、模具和專業操作人員也是鋁材精密數控加工所必需的。在 ProleanTech，我們擁有多軸（3,4,5、XNUMX、XNUMX）CNC車床和加工中心，可提供精密的鋁製零件和產品。我們的內部 鋁CNC服務 可以以具有競爭力的成本處理您的任何項目。立即索取報價並開始您的專案！ 

 

常見問題

常見的鋁加工製程有哪些？

標準鋁加工製程包括數控銑削、車削、鑽孔、攻牙、端面和開槽。這些方法可以對鋁部件進行精確成型、切割和精加工。

CNC加工使用哪些鋁合金？

CNC加工中常用的鋁合金包括6061、7075、2024、5052和6063。

鋁加工件耐用嗎？

是的，鋁加工零件很耐用。鋁合金在強度、耐腐蝕性和輕質特性方面具有良好的平衡，確保機械加工零件在各種條件下均表現良好並具有較長的使用壽命。

哪些刀具材料適合鋁加工？

硬質合金刀具由於其硬度和保持鋒利邊緣的能力而最適合鋁加工。也可以使用高速鋼 (HSS)，但優選使用硬質合金，因為它在加工鋁時具有卓越的性能和較長的使用壽命。