鎂合金數控加工技術在筆記本電腦外殼上的應用
目前，3C產品發展迅速，競爭激烈。 消費群體對3C產品的“輕薄”特性有著特別強烈的需求。 這促使3C產品加工製造技術在材料和cnc加工技術上尋求突破。 其中，鎂合金材料成為3C產品加工製造中的原材料新寵。
- 首先，鎂合金是實用金屬中最輕的金屬。 其比重約為鋁的2/3，鋼的1/4。 迎合3C產品； 客戶群體要求“輕薄”的特點。 此外，鎂合金還具有比強度高、彈性模量大、減震性好等特點，非常適合作為3C電子產品的結構件。 據資料顯示，如果用鎂合金代替3C產品外殼上的ABS塑料，材料的重量可減少36%，厚度可減少64%。
- 其次，鎂合金具有良好的散熱性。 鎂合金的導熱係數是ABS塑料的350～400倍。 對於內部產生高溫的電子產品，如果在外殼和散熱部件上使用鎂合金，則大多數情況下不需要散熱風扇或散熱孔。
- 最後，鎂合金具有良好的電磁屏蔽性能。 鎂合金比鋁合金具有更好的磁屏蔽性能，更好的電磁波阻隔功能，更適合製作易受外界干擾的精密電子產品。 還可作為電腦、手機等產生電磁輻射的電子產品的外殼，減少電磁波對人體的輻射危害。
鎂合金數控加工技術在3C產品中的優勢
鎂合金材料在加工中具有易燃、腐蝕性強的特點。 與鐵、鋁等傳統金屬材料相比，它們不適合切割。 因此，在鎂合金材料應用的初期，更廣泛地採用壓鑄、壓鑄等工藝方法進行成型。 但隨著3C產品技術的發展，這樣的成型方式已經難以滿足需求。 首先，隨著3C產品越來越小型化和集成化，3C產品的外殼結構越來越複雜，壓鑄、壓鑄等工藝手段難以準確成型； 其次，3C產品的開發製造週期越來越短。 壓鑄和壓鑄的開模週期嚴重製約了其生產週期。
最後，消費群體對產品外觀缺陷的零容忍與幾乎不可避免的鑄造缺陷之間存在著嚴重的矛盾。 因此，鎂合金的CNC加工技術越來越受到重視。
鎂CNC加工筆記本電腦外殼分析。
- 工藝分析：採用鎂合金ME20製成的筆記本電腦外殼。 該零件結構複雜，尺寸精度要求高，故採用鎂合金板材整體銑削成型。 鎂加工 與傳統鋁合金加工在刀具選擇、切削參數選擇、切削方案選擇、切削液選擇和防腐措施、切屑處理等方面有很大不同。
- 刀具選擇：鎂合金導熱性好，材質柔軟，切削力低，所以加工時散熱速度很快，粘著量小，所以刀具壽命可以很長。 但是，用於鎂合金加工的刀具要求保持切削刃鋒利，因為切削刃較大的刀具在切削過程中會增加摩擦，導致切削溫度顯著升高，造成鎂屑飛邊或甚至燒傷，導致切割過程中的不安全因素增加。 因此，鎂合金加工一般要求選用新的硬質合金刀具，不能與其他材料加工過的舊刀具混用。 加工鋼和鋁的通用刀具設計原則也適用於加工鎂合金的刀具。 由於鎂合金的切削阻力低，熱容量也很低，所以用於鎂合金加工的銑刀的齒數比其他金屬大。 減少齒數可以增加容屑空間和進給量，可以減少摩擦生熱和增加切屑間隙，減少切屑的變形，降低功耗和發熱。 筆者所在公司在加工鎂合金時一般偏愛三刃硬質合金立銑刀。 在特殊情況下，如三刃刀具刃長不足、直徑規格不合適等，也可使用四刃硬質合金立銑刀。
- 切削液選擇：鎂合金材質柔軟易切削。 無論使用高速還是低速，使用或不使用切削液，都可以獲得非常光滑的表面。 無需切削液的干式加工可以降低加工成本，並且可以輕鬆收集、儲存和運輸廢屑。 因此，在許多參考文獻中，都推薦乾式加工。但是，乾式加工使用高速並形成細小切屑時存在著火的風險。 這就要求CNC操作人員隨時觀察加工情況，一旦發生火災，可以立即撲滅，但這種方法仍然存在不可估量的風險。 這限制了操作人員無法實現單人多機工作模式，從整體處理成本和效率上來說並不划算。 此外，鎂合金在加熱時往往會膨脹。 據資料顯示，鎂合金在20℃～200℃溫度範圍內的線膨脹係數為26.6～27.4μm/(m·℃)（與合金成分有關）。 以200mm的長度尺寸為例，加工過程中溫度升高10℃，加工誤差為0.0532～0.0548mm。 可以看出，如果採用乾切削，則沒有切削液下降。溫度，鎂合金零件會因溫度的快速升高而膨脹，從而影響加工精度。 筆記本外殼對尺寸精度的要求很高，這樣的溫度影響也不容忽視。 基於以上兩點考慮，這種鎂合金的CNC加工採用切削液“濕式”加工。 為此，我們特別推出了嘉實多MG型鎂合金切削液。
- 切削參數的選擇：數控銑削的切削參數包括主軸轉速、進給速度、刀具切深和刀具切寬。 我們選擇了國產機床進行鎂合金加工。 機床理論高速可達8000r/min，最大進給速度15m/min，加工精度0.01mm。 使用本機床長時間保持最高轉速對機床是不利的。 進料速度過快，對於單件小批量生產，並沒有節省太多時間，反而大大增加了質量風險和設備故障概率。 因此，我們使用大切削深度和小進給來確定我們的切削參數。 根據多年數控加工經驗，硬質合金立銑刀在加工不同材料時，切削參數中的速度和進給量會發生變化，但切削深度和寬度一般變化不大：粗加工時，推薦寬度為切削量為50%～100%D（D為刀具直徑），推薦切削深度為0.3～0.5D。 精加工時，推薦切削寬度為0.1～0.5mm，切削深度為0.5～1D。
- 鎂合金數控加工中的防腐措施。 一般認為鎂合金具有化學活性，易腐蝕。 尤其是經過“濕式”加工後，被切削液污染的鎂合金零件更容易腐蝕。 事實上，根據該機組的加工經驗，如果在較短的加工週期內對鎂合金采取有效的防腐措施，不會造成嚴重的腐蝕，影響結構強度或表面粗糙度。
我們採取以下措施緩解鎂合金腐蝕
- 鎂合金CNC加工過程必須連續運行，塗有切削液的零件不能長時間放置在工作台上，更別說通宵了。
- 完成的鎂合金零件在清水中洗滌數次，以充分稀釋切削液的殘留物。
- 清洗後的鎂合金零件應迅速用高壓氣槍吹乾，然後用乾淨的棉紗布擦乾。
- 成品件可短時間放入泡沫箱內，禁止接觸其他金屬。
- 零件長期放置或交付周轉時，將其放入乾燥的塑料袋中，袋口折疊，以保證袋內空氣相對不流通。
事實上，上述方法雖然簡單易行，但並不能完全防止鎂合金腐蝕。 即使零件表面發黑或有少量黑點，也可以通過噴乾砂去除。 定義鎂合金表面的腐蝕程度是否可以接受，需要在鎂合金表面處理環節與技術人員充分溝通，制定相應的標記和規範。
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