铝合金cnc加工工艺及铝件cnc刀具选择

2020-07-31 16:23:05 95

在这个用户体验极受重视的年代,越来越多的手机、笔记本、可穿戴设备厂商开始在外壳材质上发力。仅从手机领域来看,手机外壳材质也正逐渐从工程塑料向金属过渡。手机外壳材质演变期间出现过许多种组合方式:塑料与金属、玻璃与金属、全塑料、全玻璃等,但都没有盖过全金属材质的风头。从实际触摸体验上,全金属手机确实在多方面拥有出众的体验,无论外观还是手感上都要比其他材质更胜一筹。

目前,3C产品的全金属外壳基本都是由数控机床(Computer numerical control machine tools,CNC)加工的,CNC因其效率高、精度高、加工质量稳定的优点成为3C外壳厂商的所需设备。

全金属一体式CNC加工工艺由苹果公司开创——铝板由柱状实心铝材压铸而成,经精密加工先切削成为一体式机身的雏形,随着机身渐渐成形,机身上的键盘形状和各种细微构造均被铣削出来。此过程共包含九道数控铣削工艺,九道工艺之后便获得精密的一体成型外壳。

铝合金手机外壳材质

铝合金手机外壳常用材质有6系及7系铝合金,如6061铝合金,7075铝合金等。

6061铝合金是经热处理预拉伸工艺生产的高品质铝合金产品,其强度虽不能与2XXX系或7XXX系相比,但其镁、硅合金特性多,具有加工性能很好、优良的焊接特点及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、材料致密无缺陷及易于抛光、上色膜容易、氧化效果很好等优良特点。

7075铝合金是一种冷处理锻压合金,强度高,远胜于软钢,7075是商用强力合金之一。7075铝合金结构紧密,耐腐蚀效果强,对于航空、船用板材很理想,普通抗腐蚀性能、良好机械性能及阳极反应。细小晶粒使得深度钻孔性能更好,工具耐磨性增强。

其中需要用到切削刀具的工艺步骤有:

粗铣内腔:粗铣手机外壳内腔轮廓形状,把内腔和与夹具结合的定位柱加工好,这对之后的加工环节至关重要。

铣天线槽:金属铝可以屏蔽(削弱)手机射频信号,所以须经过开槽的方法,让信号可以有出入的路径。所以,铣天线槽是重要、很难的一步,天线槽须铣得均匀,并且保持必要的链接点以保证金属壳的强度和整体感。

精铣弧面:金属铝合金机身的3D塑形,通常用cnc加工中心铣出弧面轮廓,这也是很费时的一道工序。

精铣侧边:金属机身的3D弧面被CNC铣出来了,但是在边缘还保留一圈冗余,所以需要精铣侧边工序,然后就能看到金属外壳的雏形了。

抛光:使用高速精密的CNC机床,但也只能达到A1-A2级光洁度,要想达到后续加工需求,需要将其抛光至A0级光洁度,可呈镜面效果。

高光:使用高等级的超高速CNC机床对边角进行切削,这个过程也被称为钻切或高光处理。

精铣内腔:铝合金经过多步加工后,金属外壳已经成型,再将用于夹具锁止的定位柱等多余料件去除,让金属外壳内完全整洁。

铣导电位:经过阳极氧化后的铝合金外壳导电效果会变差,所以就需要将局部阳极氧化膜去掉,露出金属以获得良好的接地效果,也就还需要再经历一次铣导电位的CNC处理。

抛光:抛光是指利用机械、化学或者电化学的作用,使工件表面粗糙度降低,以获得光亮、平整表面的加工方法。常规的抛光工艺是机械抛光和化学抛光,使用高速精密CNC机床进行机械抛光,消除刀纹,为后续喷砂做准备。

铝合金零件cnc加工刀具

铝合金cnc加工用到很多的刀具就是铣刀,根据不同的工艺需求采用不同材质的铣刀,如粗铣铝合金零件多采用高速钢铣刀或硬质合金铣刀,精铣可选用高品级硬质合金铣刀或者金刚石CDW302铣刀,高光加工则推荐选用金刚石CDW010或CDW005材质铣刀、倒角刀、高光刀,实现镜面加工则推荐选用金刚石CDW850材质或单晶金刚石材质铣刀、倒角刀、铣刀片等。