CNC鋁件加（jiā）工過程中，由於材料（liào）特性（xìng）（鋁質軟、導熱性強）、刀具選擇、切削（xuē）參數或機床精度等因素，容易產（chǎn）生（shēng）多種外觀缺（quē）陷。以下是常見問題、成因及解決方案的詳細解析：
一、常見外觀缺陷類型（xíng）及成因
1. 毛刺（最常見）
表現：邊（biān）緣（yuán）或轉角處殘留不規則金屬碎（suì）屑，手感刺手。
成因：
刀具鈍（dùn）化（刃口磨損＞0.02mm）導致切削不徹底。
進給速度過快（如＞800mm/min），鋁（lǚ）屑（xiè）未完（wán）全斷裂即被帶出。
材料硬（yìng）度低（如（rú） 6061-T6 硬度≤120HB），切（qiē）削（xuē）時易產生塑性變形。
案例：加（jiā）工鋁合金法蘭（lán）盤邊緣時，若刀具後角（jiǎo）過小（＜5°），易擠壓材料（liào）形成毛刺。
2. 刀痕（紋路 / 振（zhèn）紋（wén））
表現：表麵出現規律性刀紋或振動波紋，影響美觀。
成因：
刀具剛性不足（如長徑比＞5 的小徑立銑刀），切削時發生震顫。
主軸轉速與進給速度不匹配（如（rú）轉速 10000r/min 時進給速度＜200mm/min，導致過（guò）切）。
機（jī）床導軌間隙（xì）過大（＞0.03mm），加工時產生振動。
案例：銑削鋁合（hé）金平板時，若未采用順銑且餘量不（bú）均，易（yì）出現明暗交替（tì）的刀痕。
3. 表麵劃（huá）傷
表現（xiàn）：線性溝槽或劃痕（hén），深度從輕微痕跡到可見凹痕不等。
成因：
夾具或工（gōng）裝設計不合理，裝夾時劃傷已加工表麵（如金屬夾具直接接觸鋁件）。
切屑堆積在加工區域，隨刀具移動劃傷表麵（鋁屑粘性大（dà），尤其在加工 6063 鋁時）。
操作人（rén）員佩戴（dài）手套油汙沾染刀具，或（huò）未及時清理工作台雜物。
案例：加（jiā）工鋁合金（jīn）殼體時，若夾具支撐塊表麵未做氧化處理，裝夾時可能刮傷底麵。
4. 塌（tā）陷 / 過切
表現：邊（biān）緣或薄壁處局部凹陷，尺寸超差。
成因：
切削參數不當：吃刀（dāo）深度過大（如＞3mm）或進給速度過（guò）高（＞1200mm/min），導致鋁件彈性變形後（hòu）被過切。
刀具磨損：端（duān）銑刀刀刃崩裂，切削（xuē）時局部受力突變。
工件裝夾不牢固（gù）（如壓板（bǎn）未（wèi）壓緊），加工時發（fā）生位移。
案例：銑削厚（hòu）度（dù） 2mm 的鋁（lǚ）合金薄壁件時，若未采用真空吸附夾具，易因振動導致邊緣塌陷。
5. 燒蝕 / 變色
表現：表麵（miàn）出現黑色或黃（huáng）色斑塊，局部材質碳化（huà）。
成因：
冷（lěng）卻不（bú）足：未使用切削液或噴嘴位置偏離（lí）切削區域，鋁屑摩擦產熱（鋁熔點 660℃，易因（yīn）高溫變色）。
切削（xuē）速度（dù）過高（如＞2000m/min），導（dǎo）致刀具（jù）與材料（liào）劇烈摩擦升溫。
刀具塗層失效：如 TiAlN 塗層磨損後（hòu），刀具基體與鋁發生粘結。
案例：高速切削鋁合（hé）金輪轂時，若乳化液濃度過低（＜5%），易因散熱不良造成表麵燒蝕。
6. 氣（qì）孔 / 砂眼（針對鑄造（zào）毛坯加（jiā）工）
表現：表麵（miàn）出現（xiàn）小孔或凹陷，內部可能連通蜂窩狀（zhuàng）缺陷。
成因：
毛坯（pī）鑄造時（shí）氣（qì）體未完全排出（如鋁合金熔煉時除氣不（bú）徹（chè）底）。
加工餘量不足（如＜0.5mm），未切除鑄造表皮缺（quē）陷層。
案例：加工鋁合金壓鑄件時，若毛坯存在皮下（xià）氣（qì）孔（kǒng），銑削後表（biǎo）麵可（kě）能（néng）露出孔洞。
二、解決方（fāng）案與預防措施
1. 刀（dāo）具優化
選（xuǎn）擇專用刀具：
鋁用銑刀：采用大螺旋角（30°-45°）、疏齒設計，排屑順暢（如（rú） YAMAZAKI MAZAK 的 AL 係列刀具）。
刀具材料：優（yōu）先選用金剛石（shí）塗（tú）層（DLC）或 PCD 刀具，硬度達 HV2000+，壽命是硬質合金的 5-8 倍。
定期換刀標準：
硬質合金（jīn）刀具：連續加工 3 小時或切削距離達（dá） 5000m 後更換。
PCD 刀具：可加工 10 萬件以上，通過（guò）光學顯微鏡檢測刃口（kǒu）磨損（閾值＜0.01mm）。
2. 切削參數調整
關鍵原則：
精加工時采用順（shùn）銑（xǐ），減少刀具（jù）對已加工表麵的擠壓。
薄壁件（jiàn）加工：采用 “分層切削”（每（měi）層 0.3mm）+“圓弧切入”，避（bì）免直角衝擊導致變形。
3. 裝夾與工裝改進
柔性（xìng）裝夾方案：
真空吸盤：適用於大麵積平麵零件（如（rú）鋁合金麵板），吸附力可達 0.6MPa，避（bì）免剛性夾具壓傷表麵。
橡膠墊（diàn） / 尼（ní）龍夾（jiá）具：在金屬夾具與鋁件接觸處墊入軟質材料，防止劃傷（如（rú）厚度 2mm 的聚氨酯墊）。
裝夾力控（kòng）製：
使用扭矩扳手調節壓板力度，薄壁件裝夾（jiá）力≤50N・m，避免壓潰變形。
4. 冷卻與排屑優化
高效排屑設計：
機床（chuáng）配置大流量排屑係統（如鏈板式排屑機，速度＞15m/min），及時清除（chú）鋁屑。
內冷刀（dāo）具應用：直徑＞10mm 的鑽（zuàn）頭 / 銑刀（dāo）采用中心冷卻孔，切（qiē）削液壓力≥3MPa，直接衝刷切削區域。
切削液選擇：
鋁合（hé）金專用切削液：PH 值 6.5-7.5，含（hán）脂肪醇聚氧乙烯醚（潤滑性強），如嘉實多 Hyspin AWS 32。
禁止使用含硫、氯添加劑的切削液，避免腐蝕鋁件表麵。
5. 毛坯質量管控
鑄（zhù）造毛坯檢（jiǎn）驗：
采（cǎi）用 X 射（shè）線探傷檢測內部氣孔（靈敏（mǐn）度≥Φ2mm），加工餘量預留（liú） 1.5-2.0mm 以切除缺陷層。
鍛造毛坯預處理：
固溶時效處理（如（rú） 6061-T6 需 535℃保（bǎo）溫 2 小時 + 水冷 + 170℃時效 8 小時），提高材料硬度均勻性。
三、檢測與修（xiū）複手段
1. 在線檢（jiǎn）測（cè）
加工中：使用（yòng）觸發式測頭（tóu）（如 Renishaw OMP60）實時測量尺寸，發現過切立即停機調整程序。
粗糙度檢測：便（biàn）攜式粗糙度儀（如 Mitutoyo SJ-210）現（xiàn）場測量，Ra 值需控製在 1.6μm 以內（外觀件要求≤0.8μm）。
2. 缺陷修複
輕微毛刺：
振動研磨（mó）：放入陶瓷磨料 + 拋光液，轉速 200-300r/min，處理時間 15-30 分鍾。
激光去毛（máo）刺：脈（mò）衝激光（波長（zhǎng） 1064nm）精準去除，適合 0.1mm 以下微小毛刺。
較深劃傷（shāng）：
陽極氧化（huà）前填補：用鋁合金（jīn）焊絲（如 ER5356）氬弧焊修補，再打磨至 Ra≤3.2μm。
注意：修補後需重新進行表麵處理（如氧化或電鍍），避免色差。
