在
金属cnc加工过程中,气孔的产生通常与材料本身缺陷、加工工艺参数、冷却润滑条件或刀具状态相关,需从源头控制材料质量、优化工艺细节,具体措施如下:

一、预处理:消除材料原始气孔缺陷
材料本身的气孔(如铸件的疏松、锻件的气泡)是加工后表面气孔的常见诱因,需提前排查:
来料检测:通过超声探伤、X 光检测或金相分析,筛选内部无气孔、无疏松的毛坯。若发现缺陷,需通过补焊(如氩弧焊修复铸件气孔)或返厂处理,避免直接加工后缺陷暴露。
去应力与净化处理:对易吸附气体的材料(如铝合金、钛合金),加工前进行真空退火(铝合金 350~400℃,钛合金 600~800℃),减少材料内部溶解的氢气、氧气,降低加工时气体析出风险。
二、优化切削参数:减少加工过程中的气穴与气体卷入
切削过程中,高速摩擦、压力波动可能导致空气混入或材料局部气体析出,需针对性调整参数:
控制切削速度与进给量
避免高速切削导致的 “空化效应”:软金属(铝、铜)在切削速度>3000rpm 时,切削液易因离心力无法覆盖切削区,形成局部真空(气穴),表现为表面微小凹坑。建议软金属速度控制在 1000~2000rpm,进给量 0.1~0.2mm/r;硬金属(钢、钛合金)可提高至 2000~4000rpm,但需匹配更大流量切削液。
深孔 / 盲孔加工:采用 “啄钻” 模式(每进给 2~3 倍刀具直径退刀一次),排出切屑和积聚的空气,防止局部气压过高导致气体压入材料。
优化刀具路径
优先顺铣:逆铣时刀具与工件的冲击会导致切削区压力骤变,易卷入空气,顺铣可减少冲击,稳定切削环境。
避免断续切削冲击:加工槽、拐角时降低进给速度(如降至正常速度的 50%),减少瞬间摩擦热和压力波动,防止材料局部气体析出。
三、冷却润滑系统:防止气泡混入与液膜断裂
切削液中的气泡或无法有效覆盖切削区,是气孔产生的关键因素,需做好以下几点:
切削液管理
消除切削液自身气泡:定期检查循环系统,若因泵体漏气(如密封圈老化)、液位过低(低于 2/3 箱容)导致气泡,需维修密封件、补充切削液;选用低泡型切削液(含消泡剂),尤其高速加工铝合金时避免使用易起泡沫的乳化液。
保持切削液清洁:混入过多切屑或杂质会破坏液膜连续性,需定期过滤(使用 100~200 目滤网),每周检测浓度(按说明书调整,如铝合金切削液浓度 5%~8%)。
精准喷射冷却
喷嘴对准切削区:距离刀具 5~10mm,采用高压(0.3~0.5MPa)定向喷射,确保切削液 “冲破” 空气层,形成连续液膜。深腔加工时使用内冷刀具(冷却液从刀具中心孔喷出),直接送达切削点。
避免 “干切”:即使加工铸铁等 “可干切” 材料,高速切削时也需微量冷却(如油气润滑),防止摩擦生热导致材料表面氧化气孔。
四、刀具与工装:减少摩擦热与气体析出
刀具状态控制
保持刀具锋利:钝刀会增加摩擦热(局部温度可达 500℃以上),导致材料内部气体(如铝合金中的氢)析出。需定期刃磨刀具,控制后角 5°~10°、前角 10°~15°,减少摩擦系数。
选择合适涂层:TiAlN 涂层刀具(耐高温、低摩擦)可降低切削热,比未涂层刀具减少 30% 以上的气体析出风险。
工装夹具优化
装夹紧密无间隙:工件与夹具的间隙会导致加工时振动,使切削区压力不稳定,易卷入空气。通过增加定位销、使用液压夹具等方式确保贴合度(间隙<0.02mm)。
五、设备维护:稳定加工环境
主轴与导轨润滑:主轴轴承磨损会导致径向跳动(>0.01mm),引发切削不稳定;定期更换导轨油,确保进给平稳,减少因振动导致的空气混入。
真空吸附辅助:加工薄板或易变形材料时,使用真空吸盘装夹,通过负压排除工件与夹具间的空气,同时减少振动。