一文了解鋁合金cnc加工工藝及鋁件cnc刀具選擇

在這個用戶體驗極受重視的年代,越來越多的手機、筆記本、可穿戴設備廠商開始在外殼材質上發力。僅從手機領域來看,手機外殼材質也正逐漸從工程塑料向金屬過渡。手機外殼材質演變期間出現過許多種組合方式:塑料與金屬、玻璃與金屬、全塑料、全玻璃等,但最終都沒有蓋過全金屬材質的風頭。從實際觸摸體驗上,全金屬手機確實在多方面擁有出眾的體驗,無論外觀還是手感上都要比其他材質更勝一籌。

目前,3C產品的全金屬外殼基本都是由數控機床(Computer numerical control machine tools,CNC)加工的,CNC因其效率高、精度高、加工質量穩定的優點成為3C外殼廠商的必備設備。

全金屬一體式CNC加工工藝最早由蘋果公司開創——鋁板由柱狀實心鋁材壓鑄而成,經精密加工先切削成為一體式機身的雛形,隨著機身漸漸成形,機身上的鍵盤形狀和各種細微構造均被銑削出來。此過程共包含九道數控銑削工藝,九道工藝之後便獲得精密的一體成型外殼。

鋁合金手機外殼材質

鋁合金手機外殼常用材質有6系及7系鋁合金,如6061鋁合金,7075鋁合金等。

6061鋁合金是經熱處理預拉伸工藝生產的高品質鋁合金產品,其強度雖不能與2XXX系或7XXX系相比,但其鎂、硅合金特性多,具有加工性能極佳、優良的焊接特點及電鍍性、良好的抗腐蝕性、韌性高及加工後不變形、材料緻密無缺陷及易於拋光、上色膜容易、氧化效果極佳等優良特點。

7075鋁合金是一種冷處理鍛壓合金,強度高,遠勝於軟鋼,7075是商用最強力合金之一。7075鋁合金結構緊密,耐腐蝕效果強,對於航空、船用板材最佳,普通抗腐蝕性能、良好機械性能及陽極反應。細小晶粒使得深度鑽孔性能更好,工具耐磨性增強。

鋁合金cnc加工工藝

一文了解鋁合金cnc加工工藝及鋁件cnc刀具選擇

其中需要用到切削刀具的工藝步驟有:

粗銑內腔:粗銑手機外殼內腔輪廓形狀,把內腔和與夾具結合的定位柱加工好,這對之後的加工環節至關重要。

銑天線槽:金屬鋁可以屏蔽(削弱)手機射頻信號,所以必須經過開槽的方法,讓信號可以有出入的路徑。所以,銑天線槽是最重要、最難的一步,天線槽必須銑得均勻,並且保持必要的鏈接點以保證金屬殼的強度和整體感。

精銑弧面:金屬鋁合金機身的3D塑形,通常用cnc加工中心銑出弧面輪廓,這也是最費時的一道工序。

精銑側邊:金屬機身的3D弧面被CNC銑出來了,但是在邊緣還保留一圈冗餘,所以需要精銑側邊工序,然後就能看到金屬外殼的雛形了。

拋光:使用高速精密的CNC機床,但也只能達到A1-A2級光潔度,要想達到後續加工需求,需要將其拋光至A0級光潔度,可呈鏡面效果。

高光:使用高等級的超高速CNC機床對邊角進行切削,這個過程也被稱為鑽切或高光處理。

精銑內腔:鋁合金經過多步加工後,金屬外殼已經成型,再將用於夾具鎖止的定位柱等多餘料件去除,讓金屬外殼內完全整潔。

銑導電位:經過陽極氧化後的鋁合金外殼導電效果會變差,所以就需要將局部陽極氧化膜去掉,露出金屬以獲得良好的接地效果,也就還需要再經歷一次銑導電位的CNC處理。

拋光:拋光是指利用機械、化學或者電化學的作用,使工件表面粗糙度降低,以獲得光亮、平整表面的加工方法。常規的拋光工藝是機械拋光和化學拋光,使用高速精密CNC機床進行機械拋光,消除刀紋,為後續噴砂做準備。

一文了解鋁合金cnc加工工藝及鋁件cnc刀具選擇

鋁合金零件cnc加工刀具

鋁合金cnc加工用到最多的刀具就是銑刀,根據不同的工藝需求採用不同材質的銑刀,如粗銑鋁合金零件多采用高速鋼銑刀或硬質合金銑刀,精銑可選用高品級硬質合金銑刀或者金剛石CDW302銑刀,高光加工則推薦選用金剛石CDW010或CDW005材質銑刀、倒角刀、高光刀,實現鏡面加工則推薦選用金剛石CDW850材質或單晶金剛石材質銑刀、倒角刀、銑刀片等。

聚晶金剛石PCD刀具——CDW850/CDW005/CDW010/CDW302刀具

刀具材質性能:

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刀具結構種類:

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鋁合金零件cnc鏡面刀具——單晶金剛石刀具

華菱超硬單晶鑽石刀具,根據具體工況需求可選擇有不同的材質,不同材質的單晶刀價格不同,如天然金剛石鑽石刀具,人造金剛石鑽石刀具,ND刀具,MCD刀具。

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延伸閱讀:

華菱超硬,作為我國超硬刀具國產化的先驅,以國家超硬材料重點實驗室和河南科技大學為技術依託,自備超硬刀具研發中心,專注於脆硬材料和難切削材料加工用立方氮化硼刀具和高品級金剛石的研究方向,在以車代磨、超高硬度重載切削、高速加工、難加工材料切削等細分領域獨具優勢。同時,依據河南超硬材料研究所的先天資源,在3C行業、航空航天、核能領域不斷推陳出新CBN/PCD刀具和其他新材料工具,用戶覆蓋了中國大陸、中國臺灣、德國、意大利、美國、韓國、日本等多個國家和地區。


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