CNC鋁（lǚ）件加工（gōng）過程中，由於材料（liào）特（tè）性（鋁質軟、導（dǎo）熱性強）、刀具選擇、切削（xuē）參數或機床精度等因素，容易產（chǎn）生多種外觀缺陷。以下是常見問題（tí）、成因及解（jiě）決方案的詳細解析：
一、常見外觀缺陷類型及成因
1. 毛刺（最常見）
表現：邊緣或轉角（jiǎo）處（chù）殘留不規則金屬碎屑，手感刺手。
成因：
刀具鈍化（刃口磨損＞0.02mm）導（dǎo）致切削不徹底。
進給速度過快（如＞800mm/min），鋁屑未完全（quán）斷裂即被帶出。
材料硬度低（如 6061-T6 硬度≤120HB），切削時易產生塑性變形。
案例：加工鋁合金法蘭盤邊緣時（shí），若刀（dāo）具後角過小（＜5°），易擠壓材料形（xíng）成毛刺。
2. 刀痕（紋路（lù） / 振紋）
表（biǎo）現：表（biǎo）麵出現規律性刀紋或（huò）振動波紋，影響美觀。
成因：
刀具剛性不足（zú）（如長徑（jìng）比＞5 的小徑立銑刀），切削時發生震顫。
主軸轉速與進（jìn）給速度不（bú）匹配（如轉速 10000r/min 時進給速度＜200mm/min，導致過切）。
機床導軌間隙（xì）過大（＞0.03mm），加工時產生振（zhèn）動（dòng）。
案例：銑削鋁合金平板時，若未采用順銑且餘量不均，易出（chū）現明暗交替的刀痕。
3. 表麵劃（huá）傷
表現：線（xiàn）性溝槽或劃痕，深度（dù）從輕微痕跡到可見凹痕（hén）不等。
成因：
夾具或工裝設計不合理，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，尤其（qí）在加工 6063 鋁時）。
操作人員佩戴手套油汙沾染刀具，或未及時清理工作台雜物。
案例：加工鋁合（hé）金殼體（tǐ）時，若（ruò）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：邊緣（yuán）或薄壁處局部凹陷，尺寸（cùn）超差。
成因：
切削參數不當：吃刀深度過大（如＞3mm）或進（jìn）給速度過高（＞1200mm/min），導致鋁件（jiàn）彈性變形後被過切。
刀具磨損：端銑刀刀刃崩裂，切削時（shí）局部受力突變。
工件裝夾不牢固（如（rú）壓板未壓緊），加工時發生位移。
案例：銑（xǐ）削厚（hòu）度 2mm 的鋁合金薄壁件時，若未采用真空吸附夾（jiá）具，易（yì）因振動（dòng）導致邊緣塌陷。
5. 燒蝕 / 變色
表現：表麵出現黑色或黃色斑塊，局部材質碳化。
成因：
冷卻不（bú）足：未使用切削液或噴嘴位置偏離切削區域，鋁（lǚ）屑摩擦產熱（鋁（lǚ）熔點 660℃，易因高溫變色）。
切削速度過高（如＞2000m/min），導致刀具（jù）與材料劇烈摩擦升溫。
刀具塗層失效：如 TiAlN 塗層磨（mó）損後，刀具基體與鋁發生粘結。
案例：高速切削鋁（lǚ）合金（jīn）輪轂時，若乳化液濃度過低（＜5%），易因散（sàn）熱不良造成表麵燒蝕。
6. 氣孔 / 砂眼（針對鑄造（zào）毛坯加工（gōng））
表現：表麵出現小孔或凹陷，內部可能連通蜂（fēng）窩（wō）狀（zhuàng）缺陷。
成因：
毛坯鑄造（zào）時氣體未完全排出（如鋁合金熔煉時除氣不徹（chè）底）。
加工餘量不足（如＜0.5mm），未切除鑄造表皮缺陷層。
案例：加工鋁合金壓鑄件時，若毛坯存在皮（pí）下（xià）氣孔（kǒng），銑削後表麵可能露出孔洞。
二、解（jiě）決方案（àn）與預防措施（shī）
1. 刀具（jù）優化
選擇（zé）專用刀具：
鋁用銑刀：采用（yòng）大螺旋角（30°-45°）、疏齒設計，排屑順暢（如 YAMAZAKI MAZAK 的 AL 係列刀具）。
刀具材料：優先選用金剛石塗層（DLC）或 PCD 刀具，硬度達 HV2000+，壽命是硬質合（hé）金的 5-8 倍。
定期換刀標準：
硬質合金刀（dāo）具：連續加工 3 小時或切削距離達 5000m 後更（gèng）換。
PCD 刀具：可加（jiā）工 10 萬件以上，通過（guò）光學（xué）顯微鏡檢測刃口磨損（閾（yù）值＜0.01mm）。
2. 切削參數調整
關鍵原則：
精加（jiā）工時采（cǎi）用順銑（xǐ），減少刀具對已加工表（biǎo）麵（miàn）的擠壓（yā）。
薄壁（bì）件加工：采用 “分層切削”（每（měi）層 0.3mm）+“圓（yuán）弧切入”，避免直角衝擊導（dǎo）致變形。
3. 裝夾與工裝改進
柔性裝夾方案：
真空吸盤：適用於大麵積平麵（miàn）零件（如鋁合金麵板），吸附（fù）力可達 0.6MPa，避免剛性夾（jiá）具壓傷表麵（miàn）。
橡膠墊（diàn） / 尼龍夾具：在金屬（shǔ）夾具與鋁件接觸處墊入軟質材料，防止劃傷（如厚度 2mm 的聚氨酯墊）。
裝夾力控製：
使用（yòng）扭矩扳（bān）手調節壓板力度，薄壁件裝夾（jiá）力≤50N・m，避免壓潰變形（xíng）。
4. 冷卻與排屑優化
高效（xiào）排屑設計：
機床配（pèi）置大流量排（pái）屑係統（如（rú）鏈（liàn）板式排屑機，速度＞15m/min），及（jí）時清除（chú）鋁屑。
內冷刀具（jù）應（yīng）用（yòng）：直徑＞10mm 的鑽頭（tóu） / 銑（xǐ）刀采用中心冷卻孔，切削液壓力≥3MPa，直接（jiē）衝刷切削區域（yù）。
切削液選擇（zé）：
鋁合金專用切削液：PH 值 6.5-7.5，含脂（zhī）肪醇聚氧乙烯醚（潤滑性強），如嘉實多 Hyspin AWS 32。
禁（jìn）止使用含硫、氯添加劑的切削（xuē）液，避免（miǎn）腐蝕鋁件表麵。
5. 毛坯質量管控（kòng）
鑄造毛（máo）坯檢驗：
采用 X 射線探傷檢測內部氣孔（靈敏度≥Φ2mm），加工餘量預留 1.5-2.0mm 以切除缺陷層。
鍛造毛坯預（yù）處理：
固溶時效處理（如 6061-T6 需 535℃保溫 2 小時 + 水冷（lěng） + 170℃時效（xiào） 8 小時（shí）），提高材料硬度均勻性。
三、檢測與修複手段
1. 在（zài）線檢測
加工中：使用觸（chù）發式測頭（如 Renishaw OMP60）實時測（cè）量尺寸，發（fā）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）現場測量，Ra 值需控製在 1.6μm 以內（外觀件（jiàn）要求≤0.8μm）。
2. 缺陷修複
輕微毛刺：
振動研磨：放入陶瓷磨料 + 拋光液，轉速（sù） 200-300r/min，處理時間 15-30 分鍾。
激光（guāng）去毛刺：脈衝激光（波長 1064nm）精準去除，適合 0.1mm 以下微小毛刺。
較（jiào）深劃傷：
陽極氧化前填補：用鋁合金焊絲（如 ER5356）氬弧焊（hàn）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（yǎng）化（huà）或（huò）電鍍），避（bì）免色差。
