CNC 铝合金加工因其材料特性和加工工艺的结合，呈现出一系列独特的工艺特点。以下从加工效率、刀具选择、表面处理、工艺参数等方面进行详细解析：
一、材料特性带来的加工优势
1. 密度低、轻量化显著
2. 1.铝合金密度约为 \(2.7 \, \text{g/cm}^3\)，仅为钢的 1/3，相同体积下零件重量更轻，适合航空航天、汽车等轻量化需求场景。
2.加工影响：高速切削时惯性小，机床负载低，可实现更高进给速度（如 \(8000-15000 \, \text{mm/min}\)）。
3. 良好的塑性与延展性
4. 1.6 系、5 系铝合金（如 6061、5052）易于切削成型，可加工出薄壁（厚度≤0.5mm）、复杂内腔（如腔体结构、散热鳍片）等精细结构。
2.典型应用：消费电子中手机中框、无人机镂空框架。
5. 优异的导热性
6. 1.导热系数高达 \(100-240 \, \text{W/(m·K)}\)，切削热易通过工件和刀具传导，降低局部过热风险，适合连续高速加工。
2.对比优势：相比不锈钢（导热系数约 \(15 \, \text{W/(m·K)}\)），铝合金加工时刀具磨损更慢。
二、加工工艺的核心特点
1. 高速切削为主流工艺
主轴转速高：常用 \(10000-24000 \, \text{r/min}\)，配合小切深（\(0.1-2 \, \text{mm}\)）和高进给（如 \(2000-5000 \, \text{mm/min}\)），减少材料塑性变形，提升表面光洁度（Ra≤1.6μm）。
优势：
减少刀具与工件接触时间，降低粘刀风险（尤其对 7 系硬铝）。
抑制积屑瘤生成，适合高光洁度零件（如氧化装饰件）。
2. 刀具选择与切削参数匹配
刀具材料：
硬质合金（WC）：通用性强，适合 6 系铝合金粗加工（如 6063 型材铣削），成本低。
金刚石涂层刀具：用于 7075、2024 等硬铝精加工，表面硬度达 HV2000+，耐磨性是普通刀具的 5-10 倍。
PCD（聚晶金刚石）刀具：极致精度加工（如光学透镜支架），表面粗糙度可达 Ra≤0.4μm，但成本高。
刀具几何参数：
大前角（\(15°-25°\)）和螺旋角（\(30°-45°\)），减小切削力，促进切屑排出。
刃口锋利化处理（刃口半径≤5μm），避免铝合金塑性变形导致的毛刺。
3. 冷却与润滑工艺关键
冷却方式：
干切削：适用于微量加工或环保要求高的场景（如医疗零件），需配合涂层刀具。
微量润滑（MQL）：通过油雾混合压缩空气（油量≤50ml/h），降低切削温度，减少刀具磨损，尤其适合深腔加工（如航空结构件）。
水基切削液：用于大切深粗加工（如 7075 模具铣削），带走大量切削热，防止工件热变形。
切削液选择：优先用合成型或半合成型切削液（pH 值 7.5-9.0），避免含氯添加剂腐蚀铝合金表面。
4. 工装夹具与变形控制
低夹持应力设计：
采用真空吸附夹具（适用于薄壁件）或弹性夹头，避免传统虎钳夹持导致的局部变形。
案例：加工 6061 手机中框时，真空夹具可将变形量控制在 ±0.02mm 以内。
分阶段加工：
粗加工预留 0.5-1mm 余量，释放内应力；精加工时采用小切削参数（如切深 0.3mm，进给 2000mm/min），减少二次变形。
热处理前加工：
对需 T6 热处理的零件（如 6061 结构件），先完成 70% 粗加工，热处理后再精加工至尺寸，利用热处理消除加工应力。
三、表面处理与工艺衔接
1. 阳极氧化前处理
2. 加工表面需避免刀痕、划痕（Ra≤3.2μm），可通过 高光切削（主轴转速≥18000r/min，进给速度≥4000mm/min）直接获得镜面效果，减少后续抛光工序。
案例：6063 铝合金型材经高速铣削后，阳极氧化表面光泽度可达 60-80GU（光泽单位）。
3. 与其他工艺的配合
4. 挤压 + CNC 加工：先通过挤压成型复杂截面（如散热器翅片），再用 CNC 铣削钻孔，提升效率（如 6063 散热模组加工）。
铸造 + CNC 精加工：对 7 系铝合金复杂零件（如航空接头），先砂型铸造毛坯，再 CNC 铣削至精度（公差 ±0.01mm），减少材料浪费。