材料特性

  • 抗拉 310 MPa，屈服 276 MPa，硬度 95 HB，导热 167 W/(m·K)
  • 软而粘：切削区升温后切屑易焊在刃口，形成积屑瘤
  • 含约 0.6% 硅，Mg₂Si 析出相与硅粒持续磨蚀刃口
  • 弹性模量约为钢的三分之一，薄壁件夹紧即变形

刀具

材质：整体硬质合金为主，线速度可达钢的 3~5 倍；高速钢用于小批量、细长刀、丝锥和成型刀。涂层选无涂层抛光刃或 ZrN / DLC，不用 TiAlN——含铝，与铝屑亲和。

几何：刃数按排屑空间定，侧铣与型腔 3 刃，深槽 2 刃，精修 3~4 刃。螺旋角 35°~45°，前角 10°~15°，大容屑槽并抛光。

夹持：D12 以下用 ER 夹头；D16 以上或重切削用热缩、液压刀柄。悬伸翻倍，让刀量接近立方级恶化。

转速与进给

1
2
n  = 1000 × Vc ÷ (π × D)
Vf = n × z × fz

Vc 参考值

刀具 工序 Vc（m/min）
硬质合金 侧铣 / 型腔 200~400
硬质合金 钻孔 100~150
高速钢 侧铣 60~90
高速钢 钻孔 30~50
丝锥 HSS-E 攻丝 15~25

每齿进给：D6 取 0.03~0.04，D10 取 0.04~0.06，D12 取 0.05~0.08，精修减半。

3 刃硬质合金侧铣 / 型腔（ap ≤ 1D，ae = 0.3~0.5D）

刀具 n（r/min） fz（mm/z） Vf（mm/min）
D6 8000~12000 0.03~0.04 900~1400
D10 6000~9000 0.04~0.06 1000~1600
D12 5000~8000 0.05~0.08 1000~1900

验算 D10：7000 × 3 × 0.05 = 1050 mm/min。

钻孔（硬质合金 D5）：Vc 120 → n ≈ 7600，进给 0.08~0.15 mm/rev。

M6 攻丝（螺距 1.0）：n 400~600，刚性攻丝 F 取螺距。

积屑瘤

症状：刃口挂铝、表面发雾、尺寸漂移、声音发闷。

处理顺序：提转速越过粘刀温区，加大进给，换锋利新刀，冷却对准切削区（乳化液 6%~8% 或 MQL）；仍粘则换 DLC 或抛光刃。

水基切削液需控制 pH 与防腐蚀添加剂，否则停机不吹干会起白斑。

变形与热胀

  • 对称去料，两面交替铣
  • 留筋、留桥，最后切断
  • 软爪、真空吸盘、石膏或低熔点合金分散夹紧力
  • 粗加工留 0.5~1 mm，松开夹紧自然时效后精加工
  • 精加工用顺铣

线膨胀系数 23.6×10⁻⁶/K，100 mm 件温差 10℃ 即差 0.024 mm。测量前工件与量具同温。

毛刺

出口侧垫铝板或硬塑板；顺铣优于逆铣；精修 ap 0.1~0.2、ae 全齿；交叉孔用倒角刀过一遍。

上场前

  1. 悬伸最短
  2. 刃数、螺旋角适配铝，涂层非 TiAlN
  3. Vf 按 n×z×fz 计算
  4. 冷却液浓度与喷嘴位置
  5. 薄壁件夹紧力
  6. 首件与量具同温