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3C 产品铝合金外壳加工精饰表面切削分析

返回列表 来源: 本站 发布日期: 2022-05-22 07:17:21

3C 产品铝合金外壳加工精饰表面切削分析


【文摘】3C产品对精铝合金外壳加工表面质量要求较高,主要量化指标为表面粗糙度。 采用PCD刀具切削加工3C产品镁铝合金壳体的精加工表面,优化刀具刀尖质量、几何参数和切削参数,特别是严格控制刀尖质量,可以加工出表面质量较高的3C产品镁铝合金壳体。


         计算机、通信、消费电子产品(Consumer  Electronics  )统称为移动电话、笔记本电脑、照相机、MP3、MP4等3C产品3C产品随着第三次科技革命而发展,它的出现给人们的生活带来了方便、娱乐、舒适,随着3C产品技术的完善,产品种类增多,功能多样化,数量急剧增大。 我国珠三角地区有大量的3C产品制造企业和国际知名品牌如苹果、三星)的代理企业,从而带动了巨大的上游产业和配套产业规模。

3C 产品铝合金外壳加工

        高级3C产品广泛采用以镁铝合金为主的金属外壳,金属外壳的a级外观面(客户可见的产品外表面)在切削加工后经过阳极化、拉丝、涂装、电镀、沙化等精加工。 精加工前的表面质量直接影响精加工效果,甚至切削色差、刃筋等表面缺陷,在阳极化后表现得更明显。 为了提高美观性,3C产品对铝合金外壳加工前的镁铝合金切削表面质量有很高的要求。 总结这些要求,就是高光泽、无刃纹、无刃纹、无色差(包括彩虹纹、白斑、阳极氧化膜的不同颜色),单个产品(如iphone5s和ipad  mini2)的高光边要求切削加工能直接达到镜面效果(如彩虹、刀纹、刀痕等缺陷。  iphone5s的高光泽边缘Fig. 1 High  gloss  part  of  iphone5s图2加工表面缺陷fig.2 machiningdefectsonthesurface为视觉效果,实际工件表面的微观几何形状为表面粗糙度,高光泽度低刃筋、刃痕直接影响表面粗糙度,根据表面粗糙度各等级的表面形状特征,不知道加工痕的Ra0. 2 m。色差与表面粗糙度没有直接关系,但传统研究表明,色差与加工表面的不均匀硬化质点、大小及方向的不均匀加工残余应力有关,这些不均匀硬化质点和不均匀加工残余应力与较低的刀尖质量和后刀面粗糙度直接相关,同时也出现加工表面粗糙度的降低。 刃磨质量差或磨损的切削刃,有时会直接向工件表面挤出亮点或亮点,使表面粗糙度值增大。

       

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        因此,精加工表面切削加工质量的主要量化指标是低表面粗糙度。分析问题和解决途径目前,镁铝合金切削加工主要分为两类:一类是结构杆件的普通加工,表面无深加工要求。 例如,飞机结构部件、汽车发动机壳体; 另一种是直接采用高光切割精加工,如单个设备、机器铭牌、旋钮倒角等。 前者切削加工的主要目标是高效率和高尺寸精度,其中飞机结构件主要采用硬质合金铣削刀具,汽车发动机用PCD刀具进行铣削和孔加工; 后者切削加工的主要目标是表面光亮,通常用天然单晶金刚石刀具进行铝铭牌凸字的铣削和旋钮倒角的车削。


        但经过实际使用,上述刀具均不能满足铝合金外壳加工表面的切削加工,前一类刀具加工表面质量不符合要求; 后者刀具材料的加工性不能满足所需刀具结构形式的要求。 虽然制造商必须采取研磨等补充措施,但废制品率仍然很高,有些手机壳加工制品的成品率只有40%。 因此,改进前者类型刀具的参数,优化切削工艺成为现实选择。 目前的研究认为切削加工的理论粗糙度由剩余面积形成,剩余面积主要与刀具几何参数(如副偏角、刀尖圆弧)、切削参数(如进给量)有关。 但实际粗糙度与切削过程有关,切削过程中除了存在塑性变形、摩擦等伴生现象外,还出现切屑堵塞、加工振动等诱发现象,引起工件切削表面凹凸不平。 另外,切削刃(形状)也有残存面积,切削刃(包括后刀面)的表面粗糙度也反映在工件的已加工表面上。 这在常规表面加工和脆性材料加工中是可以忽略的,但在塑性材料的精密切削中是影响表面质量提高的重要因素之一。 切削过程中的塑性变形、摩擦、振动、磨屑现象还与切削参数、刀具几何参数、刀口质量有关。

数码产品铝合金外壳加工

        刀具材料还会影响工件加工表面的质量。目前加工镁铝合金的刀具材料主要有硬质合金、人造聚晶金刚石(以下简称PCD  )、天然单晶金刚石。 在硬质合金的摩擦系数、热传导率、硬度(耐磨性)等方面不及后者。 天然单晶金刚石刀具不仅成本高,而且天然金刚石刀具价格是人工多晶金刚石刀具的10倍以上。 此外,由于加工性能差,目前只能进行车刀和圆盘铣刀,不能满足3C产品镁铝合金盒的铣削加工,因此PCD是比较理想的刀具材料。 本试验主要研究刀具刀尖质量、几何参数和切削参数对镁铝合金切削表面粗糙度的影响,探讨满足镁铝合金精加工表面加工要求的刀具和技术。


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