铝合金 7075 CNC 加工参数：转速、进给、刀具与公差

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  铝合金 7075 CNC 加工参数：与 6061 的差异
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  切削速度、主轴转速与每齿进给范围
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  适用于 7075 的刀具几何与涂层
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  切削液、排屑与热控制
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  可达到的公差与表面粗糙度
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  钻孔、攻丝与孔加工参数
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  薄壁、变形与去应力
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  7075-T6 硬质合金立铣刀起始参数

7075-T6 抗拉强度约 570 MPa，屈服强度约 500 MPa。这种强度来自锌、镁的固溶与沉淀强化，代价是塑性下降。切削时，抗剪强度更高意味着相同每齿进给下切削力更大，且合金在断裂前可变形量更小。切屑更早断裂，刃口承受的载荷更集中。

干净剪切与刃口崩缺之间的窗口比 6061 更窄。每齿进给过低，刃口会摩擦而非切削，使表层加工硬化并加速刀具磨损；进给过高，刀尖易崩，尤其是刃口锋利的小直径刀具。两者之间存在一个实际可用的区间，找到它就是主要工作。

第二个差异是热。7075 的导热性不如 6061，更多切削热留在刀具和刃口附近的工件上。这会缩短刀具寿命，并反馈为薄壁部位的尺寸误差。在 6061 上运行温度不高的程序，在这里可能发热明显。

一个实际结论：不能照搬 6061 程序只改转速。每齿进给、径向切宽和切削液供给要一起调整。以下各节给出在维护良好的立式加工中心上可用的范围，并说明不适用的情况。

使用硬质合金刀具时，7075-T6 的表面速度精加工通常为 300 到 500 m/min，粗加工为 150 到 300 m/min，低于 6061 常见的 500 到 800 m/min。以 10 mm 立铣刀计算，精加工范围约为 10,000 到 16,000 rpm，因此上限往往先受主轴扭矩、刀柄平衡和切削液压力限制，而非材料本身。

硬质合金立铣刀的每齿进给一般在 0.02 到 0.08 mm/齿之间，按直径缩放。3 mm 刀具约 0.02 到 0.03 mm，10 mm 刀具约 0.05 mm，20 mm 刀具 0.08 mm 及以上。低于约 0.01 mm/齿时，刃口摩擦、表面加工硬化、磨损加快。每齿进给过小是我们在 7075 程序中最常见的错误。

动态粗加工适合径向切宽为刀具直径的 5% 到 10%，轴向切深可达直径的 1 到 3 倍，并保持每齿进给恒定。常规轮廓粗加工时，轴向切深控制在直径的 0.5 倍以内以控制让刀。进给率由转速、刃数和每齿进给推算，但在确定前要确认控制系统和机床能满足加速度要求。

高速钢刀具不适合用于 7075 的量产加工。它能切削，但表面线速度会降到约三分之一，换刀时间会占据大部分加工节拍。硬质合金是默认选择；涂层硬质合金只有在涂层与铝匹配时才有帮助。

选用 C-2 至 C-3 范围的微粒硬质合金，不涂层或采用薄 ZrN、DLC 涂层。厚 AlTiN 或 TiAlN 不适合铝：这类涂层含铝，容易粘刀，且会增加刃口半径，抬高切削力。抛光排屑槽和锋利的大前角几何比任何涂层都更重要。

两刃或三刃刀具适合开槽和轮廓铣削。刃数越多，在相同每齿进给下进给率越高，但容屑空间越小，而 7075 切屑脆，很快会堵塞排屑槽。加工深腔时，选择带让位颈且槽长足以一次走刀清到深度的刀具。

刃口处理是各加工厂做法不同的地方。极锋利刃口切 7075 干净，但遇到断续切削容易崩刃。0.01 至 0.02 mm 的轻微钝化能增加刃口强度，切削力只小幅上升。可见表面的精加工走锋利刃口；铸件粗加工或带交叉孔的零件走钝化刃口。

在几何允许范围内尽量缩短刀具悬伸。让刀量随悬伸的三次方增长，而 7075 对颤振毫不宽容。10 mm 刀具悬伸 40 mm 时，在 7075 上出现颤振会远早于 6061。

采用水溶性铝兼容浓缩液，浓度 6% 至 10%，用大流量浇注控制热量并冲走切屑。pH 保持在供应商推荐范围内；浓度偏低时，7075 比 6061 更容易出现变色和晶间腐蚀。

深腔和深度超过 3 倍孔径的孔，值得配置主轴内冷或刀具内冷。二次切削切屑是 7075 表面质量差和断刀的主要原因。切屑排不出切削区就会被再次切削，第二次切削角度更差、刃口更钝。

微量润滑适用于切削开放、刀具较短的轻精加工。在深腔和开槽中，排屑依赖流量，微量润滑难以胜任。量产节拍中不要干切 7075。

仅吹压缩空气只够用于很轻的精加工走刀。如果零件出现变色或切屑焊在排屑槽上，说明切削液没有到达刃口。先解决供给，再调整转速。

在维护良好的立式加工中心上，一般特征可保持 ±0.025 mm。关键孔和配合保持 ±0.0125 mm。磨削或坐标镗加工的轴承座可达 ±0.005 mm，与我厂关键特征的全厂公差一致。这些是量产数据，不是单件最优结果。

用锋利刀具和稳定每齿进给进行良好铣削时，表面粗糙度落在 Ra 0.8 至 1.6 μm。小每齿进给加新刃口精加工可达 Ra 0.4 μm。粗加工和条件较差的装夹在 Ra 1.6 至 3.2 μm。表面粗糙度和公差是两笔独立预算；紧孔配粗糙孔壁是图纸评审时常见的错配。

7075 的公差还取决于残余应力，而不只是机床精度。从有应力毛坯加工出的零件在机床上测量合格，在台面上放一天后可能变形。薄壁或非对称零件要安排去应力工序，并在零件稳定后做最终轻切削。

图纸上只标注你需要的公差。大零件上统一标 ±0.005 mm 会增加成本却不改善功能，还常迫使增加装夹，而额外装夹会引入自身误差。

用硬质合金钻 7075 时，表面线速度 60 至 90 m/min，进给 0.05 至 0.15 mm/r，按孔径缩放。仅在深度超过约 3 倍孔径时啄钻，条件允许时用内冷。标准 118° 钻尖可用；130° 至 140° 钻尖可减少交叉孔的出口毛刺。

攻丝是 7075 最容易出问题的地方。挤压丝锥效果好，因为材料强度足够让金属流动，螺纹牙侧成形干净。切削丝锥需要足够的螺纹退刀槽，盲孔要用螺旋槽。挤压丝锥转速取 15 到 25 m/min，切削液要充足。

在 7075 上攻丝深度超过 2 倍直径会增加丝锥断裂风险，而且很少不付出代价。M3 以下的小螺纹，在图纸评审时加入螺纹铣削选项。它消除了断丝锥风险，只增加少量加工节拍。

预钻孔尺寸正确、切削液能到达孔底时，7075 上铰孔可稳定保持 ±0.0125 mm。用磨损刀具钻出的孔再铰，只会复制误差，不会修正误差。