刀具几何与材料选择
标准金属切削立铣刀会毁掉亚克力。能干净剪切铝材的正前角和锋利刃口，会在切削刃前方使 PMMA 断裂，留下亚表面裂纹和边缘崩边，这些问题抛光后才显现。亚克力脆，不会形成连续切屑带走热量，因此刀具必须切削它，而不是推挤它。
铣削时，使用两刃硬质合金立铣刀，低螺旋角，通常 0–30°。低螺旋角减小对零件的向上力，限制薄壁被抬起的倾向。零前角或略负前角几何是刮削而非挖削。钻孔时，使用 60–90° 顶角和慢螺旋槽；标准 118° 金属钻头会咬入并导致出口面开裂。
锋利度比涂层更重要。钝刃会摩擦，摩擦生热。在刀具感觉磨损前就更换。深腔加工时，单刃或两刃刀具排屑优于四刃刀具，后者会把材料压入槽内反复切削。
抛光槽有帮助，轻微刃口珩磨也有帮助。目标是在低切削压力下实现干净剪切，而不是刀具镜面。
- 1立铣刀2 刃硬质合金，低螺旋角 0–30°，抛光刃
- 2钻头60–90° 顶角，慢螺旋，锋利刃口
- 3避免用于铝材的高螺旋 3–4 刃刀具
最佳切削参数：转速、进给与切深
亚克力在干净切削与熔化边缘之间窗口很窄。PMMA 精加工表面速度通常在 150–300 m/min，但每齿进给起主要作用。切屑厚度必须足够大以带走切削热。切屑负载太轻会让刀具摩擦，摩擦正是产生熔化区的原因。
实用起点：6 mm 两刃刀具每齿进给 0.10–0.20 mm，小刀具主轴约 12,000–18,000 rpm，径向切深不超过刀具直径的 25–50%。轴向切深可以更深，但保持一致以稳定切屑负载。
用 3 刃或 4 刃刀具铣亚克力时，进给比铝材降低 30–40%。更多刃意味着更多摩擦，去除率没有提升。观察切屑：细粉或黏连条状说明在摩擦；干净逗号状切屑说明参数接近。
顺铣在亚克力上获得更好边缘。逆铣倾向于拉扯材料，留下毛糙壁面。精加工走刀时，取轻但恒定的切削，绝不要空载弹簧走刀。
- 1每齿进给6 mm 两刃刀具 0.10–0.20 mm
- 2径向切宽刀具直径的 25–50%
- 3切屑信号逗号状切屑=良好；粉末=摩擦
- 4切削方向顺铣获得更干净壁面
6 mm 两刃刀具加工 PMMA 的起始参数
批量加工前，用同批次同厚度板材试切确认。
| 工序 | 主轴转速 | 每齿进给 | 切深 |
|---|---|---|---|
| 粗加工 | 14,000 rpm | 0.15 mm | 轴向 3 mm，径向 40% |
| 精加工 | 18,000 rpm | 0.10 mm | 轴向 0.5 mm，径向 10% |
| 钻 Ø6 | 3,000 rpm | 0.08 mm/rev | 先打中心孔再钻全深 |
| 开槽 | 12,000 rpm | 0.12 mm | 轴向 2 mm，径向 50% |
无应力裂纹的工件夹持与工装
亚克力在应力集中处开裂。薄壁上的硬夹点会把零件压平，刀具释放后储存应力张开裂纹。解决办法是把夹紧力分散到大面积，并保持零件下方支撑。
平板件最安全的是真空吸盘配牺牲 MDF 或亚克力垫板。无点载荷夹持，不留夹痕。无法用真空时，用按零件轮廓加工的软爪，或带扭矩限制的尼龙头压板。
薄壁件需要型腔内支撑。用低熔点蜡灌封，或用加工好的塞块填充内孔。长窄零件从更大毛坯加工，最后切留筋。不要跨无支撑跨度夹紧。
小零件用连接筋和洋葱皮很有效。底部留 0.3–0.5 mm 材料，然后手工或精加工走刀切断连接筋。避免零件释放时移位。
- 1真空吸盘最适合平板；无点载荷
- 2软爪按轮廓加工，尼龙头
- 3薄壁蜡灌封或内部塞块支撑
- 4小零件连接筋和 0.3–0.5 mm 洋葱皮
冷却与排屑
亚克力导热差，热量留在刃口。 flood 切削液能带走热量，但可能使某些牌号染色或发雾。吹气和雾化是常见折中。光学件用清洁干燥压缩空气配冷风枪；一般加工用轻微水溶性切削液雾化即可，但要及时干燥零件。
排屑与冷却同样重要。二次切削切屑会划伤已加工壁面。用吹气对准切削区，型腔加吸尘罩。深腔时啄钻带退刀排屑。绝不要让切屑堆积在刀具周围。
温度监测是实际做法，不是理论。非接触红外测温仪对准切削区可显示温升。刃口开始发亮或拖滞时，停机检查刀具。钝刀升温很快。
不要使用侵蚀 PMMA 的切削液。某些溶剂和切削油会导致龟裂。引入新液体前查数据表。
- 1吹气清洁干燥；适合光学件
- 2雾化水溶性，及时干燥零件
- 3排屑控制吸尘罩，深腔啄钻
- 4检查液体避免导致龟裂的溶剂
去应力与表面处理
加工会在零件中留下应力，应力后期会以龟裂或变形显现。退火是亚克力的标准应力释放方法。典型循环为在 70–80 °C 下保温，时间按厚度确定，然后缓慢冷却，通常低于每小时 10 °C。若零件会接触溶剂或受热，应在最终精加工前完成退火。
并非所有零件都需要完全退火。零件较厚、有深腔或需溶剂抛光时，应退火。圆角充足的薄平板零件通常不退火也能用。判断依据是使用中龟裂的风险，而不是习惯。
要获得光学透明度，关键在于精加工走刀。锋利刀具配轻切削精加工走刀，可在 PMMA 上达到 Ra 0.8–1.6 μm。若需更好，用软垫和细研磨膏抛光。火焰抛光可行，但会使边缘变圆并产生应力，仅在几何形状允许时使用。
用侧光目视检查并做尺寸检测来验证。报告表面质量和任何可见龟裂。即使尺寸在公差内，也不得交付有亚表面裂纹的零件。
- 1退火70–80 °C，缓慢冷却，低于 10 °C/小时
- 2何时退火厚零件、深腔、溶剂抛光
- 3表面质量轻切削走刀，PMMA 上 Ra 0.8–1.6 μm
- 4检查侧光查龟裂，尺寸报告
工程师常问的 CNC 亚克力问题
可以在五轴机床上加工亚克力吗？
可以。五轴加工适合轮廓光学表面和需一次装夹加工多面的零件。规则相同：低螺旋角刀具、受控每齿进给和良好支撑。
我们运行 16 台五轴加工中心同时作业，装夹稳定时亚克力零件可达 ±0.005 mm。
为什么我的亚克力零件加工后开裂？
加工后开裂通常来自装夹留下的应力或刀具变钝。零件在松开前保持完整，释放后储存的应力使裂纹张开。
对零件退火，使用真空或软爪工件夹持，并在刃口变钝前更换刀具。
PMMA 需要切削液吗？
不一定。清洁干燥的吹气可处理许多加工，且避免污渍。当切削产热超过吹气可带走的热量时，如深腔或高去除率，使用雾化或大流量切削液。
无论选哪种，保持切屑清除并在加工后干燥零件。
亚克力可达到什么表面质量？
锋利刀具的轻切削精加工走刀通常可达 Ra 0.8–1.6 μm。光学窗口可抛光得更细。
发货前 100% 检验，可按要求提供报告。
你们加工单件亚克力原型吗？
可以。没有最小起订量，从 1 件原型到 10,000+ 件批量均可。
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