铝材cnc加工中,刀具的维护和保养对保证加工精度、表面质量(如避免粘刀、毛刺)及延长寿命至关重要。铝材质地较软(硬度通常 HB50-150)、塑性高,加工时易产生连续切屑,且容易与刀具发生粘结(形成 “积屑瘤”),导致刀具磨损加快或表面划伤。以下是针对铝材加工刀具的维护保养要点:

一、加工前的刀具检查与准备
刀具状态检查
刃口锋利度:用放大镜观察刀刃是否有崩口、磨损或积屑瘤残留(铝材加工后若刃口有铝屑粘结,需清理后再使用)。刃口钝化会导致切削力增大,加剧粘刀和表面粗糙。
几何参数适配性:铝材加工刀具需采用大前角(12°-20°) 和大后角(10°-15°),减少切削阻力和摩擦;螺旋角建议 30°-45°(增强排屑能力)。若刀具参数不符(如前角过小),需更换或重新刃磨。
涂层完整性:铝材专用刀具多采用无涂层(镜面抛光) 或类金刚石涂层(DLC)、钛铝氮涂层(TiAlN)。检查涂层是否有剥落、划痕,涂层破损会导致铝屑粘结加剧。
刀柄与装夹清洁
刀柄锥面、主轴接口及刀具夹持部位需用酒精或专用清洁剂擦拭,去除油污、铝屑残留(铝屑硬度低但易堆积,会导致装夹精度下降,加工时产生振动)。
采用高精度刀柄(如 HSK、BT30/40),确保刀具与主轴的同轴度≤0.005mm,避免因偏摆导致刃口受力不均、局部磨损。
二、加工过程中的实时保护
冷却润滑系统优化
切削液选择:优先使用乳化液(浓度 5%-8%) 或专用铝加工切削液(含极压添加剂,减少粘结),避免使用纯矿物油(润滑性过强反而易粘刀)。
冷却方式:采用高压冷却(5-10MPa),喷嘴对准切削区(刀刃与工件接触点),确保切屑及时被冲走,防止铝屑缠绕刀具或堆积在刃口(缠绕会导致刀具过热,加速磨损)。
对于深腔、窄槽加工,使用内冷刀具(中心通孔喷射切削液),解决外部冷却不到位的问题。
避免积屑瘤形成
积屑瘤是铝材加工中常见的刀具损伤源(铝屑在刃口粘结形成硬块,会划伤工件表面并加速刀具磨损)。若发现加工表面出现 “划痕” 或 “亮点”,需立即停机处理:
用铜丝刷(避免刮伤刃口)清理刃口积屑瘤,或用酒精擦拭;
调整切削参数(如提高切削速度至 1000-3000m/min,高速切削可减少积屑瘤形成)。
合理控制切削负荷
铝材加工宜采用高转速、小进给(如立铣刀转速 S=3000-8000r/min,进给 F=1000-3000mm/min),避免低速重载(易产生积屑瘤和刀具崩口)。
粗加工时切削深度 ap≤3 倍刀具直径,精加工 ap=0.1-0.5mm,防止刀具过载。
三、加工后的刀具清洁与存储
彻底清洁刀具
加工结束后,立即用热水 + 中性清洁剂冲洗刀具(铝屑遇水易软化,避免干燥后硬化难以清除),重点清理刃口、容屑槽内的残留铝屑。
对于细齿刀具(如密齿铣刀),可用气枪(0.5MPa 以上压力)吹除缝隙中的铝屑,或用软毛刷清理。
清洁后用干布擦干,避免切削液残留导致刀柄或刀具基体锈蚀(尤其高速钢刀具)。
分类存储与防护
专用刀架存放:按刀具类型(铣刀、钻头、丝锥)和规格分类,使用带分隔的刀架或刀具盒,避免刃口相互碰撞(铝材加工刀具刃口较锋利,碰撞易导致崩口)。
涂层刀具保护:DLC 等涂层刀具需避免接触硬物或腐蚀性物质,存储环境保持干燥(湿度≤60%),防止涂层氧化失效。
长期存放处理:若刀具长期不用(超过 1 个月),可在刃口涂抹薄层防锈油(铝材专用,避免腐蚀),并密封包装。
四、定期刃磨与寿命管理
刃磨时机判断
当出现以下情况时,需及时刃磨刀具:
加工表面粗糙度突然变大(Ra 值超过图纸要求);
切削声音异常(如 “异响”“振动声”);
刀具后刀面磨损量超过 0.1mm(用工具显微镜测量)。
铝材刀具刃磨需保证刃口锋利无毛刺,并重新抛光(尤其前刀面,粗糙度 Ra≤0.8μm,减少铝屑粘结)。
寿命管理
建立刀具寿命记录(如每把刀加工的铝材数量、时长),根据材料硬度(如 6061 铝合金比纯铝更易磨损刀具)设定更换周期(通常高速钢刀具寿命 50-100 小时,硬质合金刀具 200-500 小时)。
对于丝锥、钻头等精密刀具,建议采用 “一次性寿命管理”(磨损后直接更换),避免刃磨后精度下降导致螺纹乱扣、孔径超差。
五、特殊刀具的针对性保养
丝锥:攻铝螺纹时易产生 “粘扣”,加工后需立即用丝锥专用清洁剂清理牙纹内的铝屑,存储时套上保护套(避免牙型损伤)。
锯片铣刀:清理时需检查每个锯齿的磨损情况,若有个别齿崩口,需及时修磨或更换(防止应力集中导致整片损坏)。
球头铣刀:重点清洁球头部位的残留铝屑(用软布蘸酒精擦拭),存储时避免球头受压变形。