鋁合金cnc加工後表（biǎo）麵（miàn）粗糙度偏高（如出現刀痕、毛（máo）刺、波紋），主要與刀具選擇、切（qiē）削參數（shù）、走刀路徑、冷卻潤滑、設備狀態五大（dà）因素相關。降低粗糙度的核心邏輯是 **“減少切削過程中的摩擦、振動和撕裂，讓刀具平穩切除材料”**，具體可通過以下 6 個維度優化：
一、優化刀具：從 “工具源頭” 減少表麵損傷
刀具（jù）是（shì）直接接觸鋁合金的部件，其（qí）材質、幾何參數和刃口狀態（tài）決定了切削（xuē）時的 “材料切除方式（shì）”—— 鋒利、適配的刀具能減少鋁合金的 “撕裂” 和 “擠壓”，從根本上降低粗糙度。
1. 選擇適（shì）合鋁合金的刀具（jù）材質
鋁合金屬於 “易加工（gōng）材料”，但（dàn）塑性強（qiáng）（容易粘刀），需選擇低摩擦、高硬度的刀具：
首選：超細晶粒（lì）硬質合金刀（如 WC-Co 合金）
硬度≥90HRA，耐磨性好，刃口可磨至鋒利狀態（tài）（避免（miǎn）擠壓鋁合金），適合精加工（粗糙度可至 Ra0.8μm 以下）。
次選：金剛石塗層刀具（PCD）
表麵硬度極高（HV8000 以上）、摩擦係數低（不易粘刀），尤其適合高光潔（jié）度要求（如 Ra0.4μm），但成本較高（適合批量精密件）。
避免：高速鋼刀具
硬度低（≤65HRC），刃口易磨（mó）損變鈍（dùn），切削時會擠壓鋁合金表麵，導致粗糙度過高（通（tōng）常隻能達到 Ra3.2μm 以上）。
2. 優化刀具幾何參（cān）數：減少（shǎo）切削阻力與（yǔ）粘刀
前角（γ）：取12°-15°（較大前角可減（jiǎn）少切削（xuē）力，讓刀具更 “鋒（fēng）利”，避免擠壓鋁合金）；
後角（α）：取8°-12°（減少刀具後刀麵與工件的摩擦，尤其精加工時需更大後角）；
刃（rèn）口半徑（rε）：精加工取0.05-0.1mm（刃口鋒利，減少對鋁（lǚ）合金表麵的擠壓；粗加工可稍（shāo）大，增強刃口強度）；
螺旋角（β）：立銑刀取（qǔ）30°-45°（螺旋（xuán）角大（dà），切削刃逐漸切入（rù）材料，衝擊小，表（biǎo）麵更平穩）。
關鍵：避免 “鈍（dùn）刃口”—— 新刀需檢查刃口是否有毛刺（可用細油石輕磨），使用中若發現粘刀（刀刃有鋁屑堆積），需及（jí）時（shí）更換或重（chóng）磨。
3. 刀（dāo）具直徑（jìng）與（yǔ）伸出長度：減少振動
刀具直徑需匹配加工（gōng）餘量：精加工餘量小（0.1-0.3mm）時，用 φ6-12mm 小直徑刀具（剛性更好，振動小）；
刀具伸出刀柄長度≤3 倍直徑（如 φ10mm 刀具，伸出≤30mm）—— 伸出過長會（huì）導致刀具剛性不足（zú），切（qiē）削時產生 “顫振”，在表麵留下波紋（粗糙（cāo）度升高）。
二、優化切削參數：讓刀具 “平穩高效” 切削（xuē）
切削參數（轉（zhuǎn）速、進給量、切削深度）決定了 “刀具與（yǔ）材（cái）料的接觸頻率” 和 “切削力（lì）大小”—— 參數不合理會導致振（zhèn）動、粘刀或表麵撕裂（liè），直接影響粗糙（cāo）度。
1. 轉速（S）：高速切削減少粘刀
鋁合金導熱性好（切削熱易散發），可通過高速切削（讓刀（dāo）具在鋁屑粘住前脫離工件）減（jiǎn）少粘刀：
硬質合金刀：加工鋁合金（jīn）轉速建議3000-10000r/min（具體按刀具直徑：φ10mm 刀取（qǔ） 5000r/min，φ6mm 刀取 8000r/min）；
PCD 刀具：可提升至10000-30000r/min（高速下（xià）切（qiē）削更平穩，表麵更光（guāng）滑）。
原理（lǐ）：高（gāo）速切（qiē）削時（shí），鋁屑以高溫液態排出（chū），不易粘在刃口，避免 “積屑瘤”（刃口粘鋁形（xíng）成的硬點，會在表麵（miàn）劃出劃痕）。
2. 進給量（F）：匹配轉速，避免 “過切” 或（huò） “擠壓”
進給量需與轉速配合（進（jìn）給速度 = 轉（zhuǎn）速 × 每齒進給量），基本原則（zé）：精（jīng）加工用小進給，保證表麵光滑：
精加工每齒進給量（fz）：取0.05-0.1mm / 齒（如 φ10mm 立銑刀，2 齒，轉速 5000r/min，進給速度 = 5000×2×0.05=500mm/min）；
避免進給量過小（＜0.03mm / 齒）：刀具與工件表麵摩擦時間長，易產（chǎn）生 “摩擦紋”（粗糙度升高）；
避免進給量過大（＞0.2mm / 齒）：切削力增大，可能導致刀具振動，表麵出現刀（dāo）痕。
3. 切削深度（ap）：精加（jiā）工留 “小餘量”，避免二次擠壓
粗加（jiā）工：去除大部分餘量（ap=1-5mm），但需給精加工留0.1-0.3mm餘量（避免粗加工的刀痕影響）；
精加工：ap=0.1-0.3mm（僅切除表麵層，刀（dāo）具切削力（lì）小，振動小，表麵更光（guāng）滑）。
注意：若餘量過大（＞0.5mm），精加工時切削力增大，易產生振動；餘量（liàng）過小（＜0.05mm），刀具可能隻（zhī） “摩擦” 而非 “切削” 表麵，導致粗糙度（dù）升高。
三、優化走刀路徑：減少（shǎo） “接刀痕” 與 “方向突變”
走刀（dāo）路徑不合理會導致表麵出現 “接刀台（tái）階”“方向（xiàng）紋”，尤其（qí）在（zài）曲麵、平麵拚接處，需通過路徑規劃讓刀具 “平穩過渡”。
1. 平麵加（jiā）工：采用 “環形走刀” 或 “單向走刀”
避免 “往複（fù）走刀”（順銑 + 逆銑交替（tì））：逆銑時刀（dāo）具（jù）會擠壓工件表麵，導致順銑與逆銑區域粗糙度差異（出現明暗條紋）；
優選 “順銑”（刀具旋轉方向與進給方向一致）：切削力小，表（biǎo）麵更光滑，尤其適合鋁（lǚ）合（hé）金（順銑時刀刃（rèn）從表麵切入，減少擠壓）；
走刀重（chóng）疊量：相鄰刀路重疊30%-50%（如刀具直徑 10mm，重疊 3-5mm），避免因刀具磨損導（dǎo）致的接刀痕。
2. 曲（qǔ）麵（miàn）加工：用（yòng） “螺旋線進刀” 或 “圓弧過渡”
進刀方式：避免 “垂直下刀”（易在表麵留下凹坑），采用 “螺旋線進刀”（刀具從邊緣螺旋切入，表麵（miàn）過渡平滑）；
拐角處理：拐角處用 “圓弧過渡”（G02/G03），而非直角轉向（G01 直（zhí）角（jiǎo）轉向（xiàng）會導致進給速度突變，產生振動（dòng）紋）；
保持進給連續：避免（miǎn）中途停頓（停頓處刀具可能在表麵 “刻痕”）。
3. 最後一刀 “光整走刀”
對要（yào）求極高的表麵（如 Ra0.8μm 以下），可（kě）在精加工後增加一次 “無餘（yú）量光刀”：ap=0.02-0.05mm，進給（gěi）速度不變，僅通過刀具摩擦 + 輕微切削 “拋光” 表（biǎo）麵，消除細微刀痕。
四、強（qiáng）化冷卻潤（rùn）滑：減（jiǎn）少粘（zhān）刀與摩擦
鋁合金塑性強，切削時易（yì）與刀具粘連（形成 “積屑瘤”），導致表麵劃傷 —— 充分（fèn）的冷卻潤（rùn）滑能 “隔離刀具與鋁屑”“降低切削溫度（dù）”，避免粘刀。
1. 選擇適合的切削液：“潤滑為主，冷（lěng）卻為輔”
首選：乳化液（含油量（liàng） 5%-10%） 或鋁合金專（zhuān）用切削液（含極壓添加（jiā）劑，減少摩擦）；
避免：純水溶液（潤滑性差，易粘（zhān）刀）或含氯切削液（可能腐蝕鋁合金表麵）。
作用：切削液在刀具（jù）與工件間形成油膜，減少摩擦（cā）；同時帶走（zǒu）切削熱，防止鋁（lǚ）屑因高溫（wēn）粘在刃口。
2. 保證冷卻充分：“精準噴射” 到切削區（qū）
采用（yòng） “高壓冷卻”（壓力（lì） 0.3-0.5MPa）：讓切削液直達刀刃與工件（jiàn）接觸（chù）點（尤其深（shēn）腔（qiāng）、拐角處，需加裝輔助噴嘴）；
避免冷卻不足：若切削區出現 “冒煙” 或鋁屑呈（chéng） “暗灰色”，說明冷卻不足，易粘刀（需增（zēng）大流量或調整噴嘴位置）。
五、設備與工裝：確保 “無振動”“無偏移”
即使刀具、參數合理，若設備有振動或工件裝夾不穩，表麵仍會出現 “波（bō）紋（wén）”“振紋”，需保證（zhèng）加工過程的 “剛性” 與 “穩定性”。
1. 減少設備振動：檢查主軸與導軌
主軸跳動：用（yòng）百分表檢測主（zhǔ）軸（zhóu）徑向跳動（≤0.005mm），跳動過大會導致刀具旋轉時 “偏心”，表麵出現周期性波紋（wén）；
導軌間隙：調整絲杠反向間隙（≤0.005mm），避免（miǎn）工作台移動時 “卡頓”（卡頓會導致進給不均勻（yún），表麵出現刀痕）；
固定設備：設備地腳螺栓需擰緊，避免加工時整體振（zhèn）動（尤其高（gāo）速切削時，微（wēi）小振動都會放（fàng）大到表麵）。
2. 工件裝夾：“剛性（xìng）固定”+“避（bì）免變形”
夾具選擇：用 “麵接觸” 夾具（如吸盤、大（dà）麵積定位塊），避免點接觸（chù）（點接觸易導致工件振動）；
夾緊力適中：鋁合金材質軟（ruǎn），夾緊力過大（如虎鉗夾薄板）會導（dǎo）致工件（jiàn）變（biàn）形，加工（gōng）後回彈，表麵出現 “應力紋”；夾緊力過小，加（jiā）工中工件移動，表麵出現錯位刀痕；
輔助支撐（chēng）：細長件、薄（báo）壁件（如鋁合金型材）需加輔助支撐（如頂針（zhēn）、托板（bǎn）），避免切削（xuē）時 “彎曲振（zhèn）動”。
六、後續處理：輕微瑕疵的 “補（bǔ）救措施”
若加工後表麵仍有輕微粗糙度超（chāo）差（如 Ra1.6μm 需降至 Ra0.8μm），可通過簡單（dān）處理優化：
手（shǒu）工拋光：用 400-800 目砂紙（蘸切削液）沿刀痕方向（xiàng）輕磨，去除（chú）細微刀（dāo）痕（適（shì）合平麵、簡單曲麵）；
超聲波（bō）清洗：去（qù）除表麵殘留鋁屑、切削液殘渣（殘渣附著會讓粗糙度測量值偏（piān）高）。
