​铝合金cnc加工后表面粗糙度偏高（如出现刀痕、毛刺、波纹），主要与刀具选择、切削参数、走刀路径、冷却润滑、设备状态五大因素相关。降低粗糙度的核心逻辑是 **“减少切削过程中的摩擦、振动和撕裂，让刀具平稳切除材料”**，具体可通过以下 6 个维度优化：
一、优化刀具：从 “工具源头” 减少表面损伤
刀具是直接接触铝合金的部件，其材质、几何参数和刃口状态决定了切削时的 “材料切除方式”—— 锋利、适配的刀具能减少铝合金的 “撕裂” 和 “挤压”，从根本上降低粗糙度。
1. 选择适合铝合金的刀具材质
铝合金属于 “易加工材料”，但塑性强（容易粘刀），需选择低摩擦、高硬度的刀具：
首选：超细晶粒硬质合金刀（如 WC-Co 合金）
硬度≥90HRA，耐磨性好，刃口可磨至锋利状态（避免挤压铝合金），适合精加工（粗糙度可至 Ra0.8μm 以下）。
次选：金刚石涂层刀具（PCD）
表面硬度极高（HV8000 以上）、摩擦系数低（不易粘刀），尤其适合高光洁度要求（如 Ra0.4μm），但成本较高（适合批量精密件）。
避免：高速钢刀具
硬度低（≤65HRC），刃口易磨损变钝，切削时会挤压铝合金表面，导致粗糙度过高（通常只能达到 Ra3.2μm 以上）。
2. 优化刀具几何参数：减少切削阻力与粘刀
前角（γ）：取12°-15°（较大前角可减少切削力，让刀具更 “锋利”，避免挤压铝合金）；
后角（α）：取8°-12°（减少刀具后刀面与工件的摩擦，尤其精加工时需更大后角）；
刃口半径（rε）：精加工取0.05-0.1mm（刃口锋利，减少对铝合金表面的挤压；粗加工可稍大，增强刃口强度）；
螺旋角（β）：立铣刀取30°-45°（螺旋角大，切削刃逐渐切入材料，冲击小，表面更平稳）。
关键：避免 “钝刃口”—— 新刀需检查刃口是否有毛刺（可用细油石轻磨），使用中若发现粘刀（刀刃有铝屑堆积），需及时更换或重磨。
3. 刀具直径与伸出长度：减少振动
刀具直径需匹配加工余量：精加工余量小（0.1-0.3mm）时，用 φ6-12mm 小直径刀具（刚性更好，振动小）；
刀具伸出刀柄长度≤3 倍直径（如 φ10mm 刀具，伸出≤30mm）—— 伸出过长会导致刀具刚性不足，切削时产生 “颤振”，在表面留下波纹（粗糙度升高）。
二、优化切削参数：让刀具 “平稳高效” 切削
切削参数（转速、进给量、切削深度）决定了 “刀具与材料的接触频率” 和 “切削力大小”—— 参数不合理会导致振动、粘刀或表面撕裂，直接影响粗糙度。
1. 转速（S）：高速切削减少粘刀
铝合金导热性好（切削热易散发），可通过高速切削（让刀具在铝屑粘住前脱离工件）减少粘刀：
硬质合金刀：加工铝合金转速建议3000-10000r/min（具体按刀具直径：φ10mm 刀取 5000r/min，φ6mm 刀取 8000r/min）；
PCD 刀具：可提升至10000-30000r/min（高速下切削更平稳，表面更光滑）。
原理：高速切削时，铝屑以高温液态排出，不易粘在刃口，避免 “积屑瘤”（刃口粘铝形成的硬点，会在表面划出划痕）。
2. 进给量（F）：匹配转速，避免 “过切” 或 “挤压”
进给量需与转速配合（进给速度 = 转速 × 每齿进给量），基本原则：精加工用小进给，保证表面光滑：
精加工每齿进给量（fz）：取0.05-0.1mm / 齿（如 φ10mm 立铣刀，2 齿，转速 5000r/min，进给速度 = 5000×2×0.05=500mm/min）；
避免进给量过小（＜0.03mm / 齿）：刀具与工件表面摩擦时间长，易产生 “摩擦纹”（粗糙度升高）；
避免进给量过大（＞0.2mm / 齿）：切削力增大，可能导致刀具振动，表面出现刀痕。
3. 切削深度（ap）：精加工留 “小余量”，避免二次挤压
粗加工：去除大部分余量（ap=1-5mm），但需给精加工留0.1-0.3mm余量（避免粗加工的刀痕影响）；
精加工：ap=0.1-0.3mm（仅切除表面层，刀具切削力小，振动小，表面更光滑）。
注意：若余量过大（＞0.5mm），精加工时切削力增大，易产生振动；余量过小（＜0.05mm），刀具可能只 “摩擦” 而非 “切削” 表面，导致粗糙度升高。
三、优化走刀路径：减少 “接刀痕” 与 “方向突变”
走刀路径不合理会导致表面出现 “接刀台阶”“方向纹”，尤其在曲面、平面拼接处，需通过路径规划让刀具 “平稳过渡”。
1. 平面加工：采用 “环形走刀” 或 “单向走刀”
避免 “往复走刀”（顺铣 + 逆铣交替）：逆铣时刀具会挤压工件表面，导致顺铣与逆铣区域粗糙度差异（出现明暗条纹）；
优选 “顺铣”（刀具旋转方向与进给方向一致）：切削力小，表面更光滑，尤其适合铝合金（顺铣时刀刃从表面切入，减少挤压）；
走刀重叠量：相邻刀路重叠30%-50%（如刀具直径 10mm，重叠 3-5mm），避免因刀具磨损导致的接刀痕。
2. 曲面加工：用 “螺旋线进刀” 或 “圆弧过渡”
进刀方式：避免 “垂直下刀”（易在表面留下凹坑），采用 “螺旋线进刀”（刀具从边缘螺旋切入，表面过渡平滑）；
拐角处理：拐角处用 “圆弧过渡”（G02/G03），而非直角转向（G01 直角转向会导致进给速度突变，产生振动纹）；
保持进给连续：避免中途停顿（停顿处刀具可能在表面 “刻痕”）。
3. 最后一刀 “光整走刀”
对要求极高的表面（如 Ra0.8μm 以下），可在精加工后增加一次 “无余量光刀”：ap=0.02-0.05mm，进给速度不变，仅通过刀具摩擦 + 轻微切削 “抛光” 表面，消除细微刀痕。
四、强化冷却润滑：减少粘刀与摩擦
铝合金塑性强，切削时易与刀具粘连（形成 “积屑瘤”），导致表面划伤 —— 充分的冷却润滑能 “隔离刀具与铝屑”“降低切削温度”，避免粘刀。
1. 选择适合的切削液：“润滑为主，冷却为辅”
首选：乳化液（含油量 5%-10%） 或铝合金专用切削液（含极压添加剂，减少摩擦）；
避免：纯水溶液（润滑性差，易粘刀）或含氯切削液（可能腐蚀铝合金表面）。
作用：切削液在刀具与工件间形成油膜，减少摩擦；同时带走切削热，防止铝屑因高温粘在刃口。
2. 保证冷却充分：“精准喷射” 到切削区
采用 “高压冷却”（压力 0.3-0.5MPa）：让切削液直达刀刃与工件接触点（尤其深腔、拐角处，需加装辅助喷嘴）；
避免冷却不足：若切削区出现 “冒烟” 或铝屑呈 “暗灰色”，说明冷却不足，易粘刀（需增大流量或调整喷嘴位置）。
五、设备与工装：确保 “无振动”“无偏移”
即使刀具、参数合理，若设备有振动或工件装夹不稳，表面仍会出现 “波纹”“振纹”，需保证加工过程的 “刚性” 与 “稳定性”。
1. 减少设备振动：检查主轴与导轨
主轴跳动：用百分表检测主轴径向跳动（≤0.005mm），跳动过大会导致刀具旋转时 “偏心”，表面出现周期性波纹；
导轨间隙：调整丝杠反向间隙（≤0.005mm），避免工作台移动时 “卡顿”（卡顿会导致进给不均匀，表面出现刀痕）；
固定设备：设备地脚螺栓需拧紧，避免加工时整体振动（尤其高速切削时，微小振动都会放大到表面）。
2. 工件装夹：“刚性固定”+“避免变形”
夹具选择：用 “面接触” 夹具（如吸盘、大面积定位块），避免点接触（点接触易导致工件振动）；
夹紧力适中：铝合金材质软，夹紧力过大（如虎钳夹薄板）会导致工件变形，加工后回弹，表面出现 “应力纹”；夹紧力过小，加工中工件移动，表面出现错位刀痕；
辅助支撑：细长件、薄壁件（如铝合金型材）需加辅助支撑（如顶针、托板），避免切削时 “弯曲振动”。
六、后续处理：轻微瑕疵的 “补救措施”
若加工后表面仍有轻微粗糙度超差（如 Ra1.6μm 需降至 Ra0.8μm），可通过简单处理优化：
手工抛光：用 400-800 目砂纸（蘸切削液）沿刀痕方向轻磨，去除细微刀痕（适合平面、简单曲面）；
超声波清洗：去除表面残留铝屑、切削液残渣（残渣附着会让粗糙度测量值偏高）。