?1、鋁合金cnc加工材料因素
鋁合金材料質(zhì)量：
如果鋁合金材料本身存在缺陷，如內(nèi)部有氣孔、夾雜物等，在鋁合金cnc加工過程中，這些缺陷部位會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中。氣孔的存在會(huì)使材料的連續(xù)性被破壞，當(dāng)受到切削力作用時(shí)，氣孔周圍的材料應(yīng)力分布不均勻，容易引發(fā)裂紋。夾雜物的硬度和鋁合金基體材料不同，在加工時(shí)，夾雜物與基體之間的界面會(huì)成為應(yīng)力集中點(diǎn)，隨著切削力的持續(xù)作用，裂紋就可能從這些部位產(chǎn)生。
鋁合金的純度也會(huì)影響加工性能。純度較低的鋁合金含有較多的雜質(zhì)元素，這些雜質(zhì)可能會(huì)降低材料的韌性。例如，含有較多鐵、硅等雜質(zhì)的鋁合金，其韌性相對(duì)較差，在加工過程中更容易產(chǎn)生裂紋。
材料的熱處理狀態(tài)：
鋁合金在不同的熱處理狀態(tài)下，其機(jī)械性能不同。如果鋁合金在加工前沒有經(jīng)過合適的熱處理，如淬火后沒有及時(shí)回火，材料內(nèi)部會(huì)存在較大的殘余應(yīng)力。在鋁合金cnc加工時(shí)，切削力與殘余應(yīng)力疊加，當(dāng)總應(yīng)力超過材料的強(qiáng)度極限時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂紋。
對(duì)于時(shí)效處理后的鋁合金，過度時(shí)效可能會(huì)導(dǎo)致材料的晶粒長(zhǎng)大，使材料的強(qiáng)度和韌性降低。在這種情況下進(jìn)行 CNC 加工，由于材料的抗變形能力減弱，容易產(chǎn)生裂紋。
2、工藝因素
切削參數(shù)不合理：
切削速度過高時(shí)，切削熱會(huì)迅速積累。鋁合金的熱導(dǎo)率較高，但如果切削速度過快，產(chǎn)生的熱量來不及散發(fā)，會(huì)使加工區(qū)域溫度過高。高溫會(huì)使鋁合金材料的強(qiáng)度降低，同時(shí)產(chǎn)生熱應(yīng)力。當(dāng)熱應(yīng)力與切削力引起的機(jī)械應(yīng)力共同作用時(shí)，容易導(dǎo)致材料產(chǎn)生裂紋。例如，在高速銑削鋁合金時(shí)，如果沒有采取有效的冷卻措施，很可能會(huì)出現(xiàn)這種情況。
進(jìn)給量過大也會(huì)導(dǎo)致問題。較大的進(jìn)給量意味著每次切削去除的材料較多，切削力隨之增大。當(dāng)切削力超過材料的承受能力時(shí)，材料就會(huì)產(chǎn)生塑性變形，進(jìn)而導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。此外，切削深度過大同樣會(huì)使切削力增大，增加裂紋產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。
刀具選擇與磨損：
刀具的幾何形狀和材質(zhì)對(duì)加工質(zhì)量有重要影響。如果刀具的前角選擇不當(dāng)，前角過小會(huì)使切削力增大，而前角過大則可能導(dǎo)致刀具切削刃強(qiáng)度不足。在加工鋁合金時(shí)，合適的刀具前角可以減小切削力，降低裂紋產(chǎn)生的可能性。刀具的后角如果不合適，會(huì)使刀具與已加工表面之間的摩擦增大，產(chǎn)生的摩擦熱也會(huì)影響材料性能，引發(fā)裂紋。
刀具磨損也是一個(gè)關(guān)鍵因素。當(dāng)?shù)毒吣p后，切削刃變鈍，切削力會(huì)顯著增加。磨損的刀具在切削過程中還會(huì)對(duì)材料表面產(chǎn)生撕扯作用，破壞材料的微觀結(jié)構(gòu)，使表面產(chǎn)生裂紋。例如，在鉆削鋁合金時(shí)，鉆頭磨損后，鉆出的孔壁容易出現(xiàn)裂紋。
加工順序與路徑不合理：
不合理的加工順序可能會(huì)導(dǎo)致材料內(nèi)部應(yīng)力分布不均勻。例如，在加工復(fù)雜形狀的鋁合金零件時(shí)，如果先進(jìn)行了對(duì)零件剛性影響較大的加工工序，使得零件在后續(xù)加工中容易產(chǎn)生變形，進(jìn)而產(chǎn)生裂紋。加工路徑的選擇也很重要，不合理的路徑可能會(huì)使刀具在進(jìn)出刀時(shí)對(duì)材料產(chǎn)生較大的沖擊，引發(fā)裂紋。比如，在輪廓加工時(shí)，刀具直接垂直切入材料，會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊力，而采用合適的螺旋式或斜坡式進(jìn)刀方式則可以減小這種沖擊。
3、鋁合金cnc加工環(huán)境因素
溫度和濕度變化：
加工環(huán)境的溫度變化會(huì)影響鋁合金材料的熱脹冷縮。如果加工過程中溫度變化較大，鋁合金零件會(huì)產(chǎn)生熱變形。當(dāng)這種變形受到約束時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力積累到一定程度就可能導(dǎo)致裂紋。例如，在寒冷的冬季，將鋁合金坯料從室外搬運(yùn)到溫暖的車間后立即進(jìn)行加工，由于溫度差異引起的熱變形可能會(huì)引發(fā)裂紋。
濕度也會(huì)對(duì)鋁合金產(chǎn)生影響。在高濕度環(huán)境下，鋁合金表面可能會(huì)吸附水分，形成一層薄薄的水膜。這層水膜在加工過程中可能會(huì)與鋁合金發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如腐蝕反應(yīng)。腐蝕后的鋁合金表面會(huì)形成腐蝕坑，這些腐蝕坑會(huì)成為應(yīng)力集中點(diǎn)，在切削力的作用下，容易產(chǎn)生裂紋。