全景工廠
行業(yè)案例
CASE
行業(yè)/分類：其他手板模型加工
加工方式: cnc加工 使用材料: 鋁合金
最小精度: 0.05mm 生產(chǎn)周期: 2~5天
產(chǎn)品尺寸: 25cm*15cm*4cm
后處理: 打磨
案例介紹
以下是關(guān)于 CNC 加工金屬電池外殼的全面介紹：
一、CNC 加工概述
原理
CNC（計(jì)算機(jī)數(shù)字控制）加工是一種利用計(jì)算機(jī)程序控制機(jī)床進(jìn)行精確加工的制造技術(shù)。在加工金屬電池外殼時(shí)，通過(guò)預(yù)先編寫(xiě)好的數(shù)控程序，控制刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡、速度、進(jìn)給量等參數(shù)。
其工作流程通常包括設(shè)計(jì)模型、編寫(xiě)數(shù)控程序、將程序輸入到 CNC 機(jī)床、裝夾工件和刀具，然后進(jìn)行自動(dòng)加工。
優(yōu)勢(shì)
精度高
能夠?qū)崿F(xiàn)非常精確的尺寸控制，對(duì)于電池外殼這種對(duì)尺寸精度要求較高的零件來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。例如，電池外殼的壁厚、接口尺寸等都需要精確加工，以確保電池能夠正常裝配和使用。誤差可以控制在極小的范圍內(nèi)，一般可以達(dá)到 ±0.01 – ±0.05mm 甚至更高的精度要求。
復(fù)雜形狀加工能力
電池外殼可能具有復(fù)雜的形狀，如帶有特殊的散熱結(jié)構(gòu)、曲線外形或者內(nèi)部的加強(qiáng)筋等。CNC 加工可以輕松地加工出這些復(fù)雜的幾何形狀，通過(guò)多軸聯(lián)動(dòng)（如 3 軸、4 軸、5 軸聯(lián)動(dòng)）能夠?qū)崿F(xiàn)更復(fù)雜曲面的加工。
可重復(fù)性好
一旦數(shù)控程序編寫(xiě)完成并調(diào)試好，就可以重復(fù)進(jìn)行加工，生產(chǎn)出的每個(gè)電池外殼的尺寸和質(zhì)量都能保持高度一致。這對(duì)于批量生產(chǎn)電池外殼來(lái)說(shuō)，可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性。
二、金屬材料選擇與特性
常見(jiàn)金屬材料
鋁合金
具有密度低、強(qiáng)度較高、導(dǎo)熱性好的特點(diǎn)。對(duì)于電池外殼來(lái)說(shuō)，良好的導(dǎo)熱性有助于電池散熱，防止電池在使用過(guò)程中過(guò)熱。同時(shí)，鋁合金相對(duì)較輕，可以減輕電池整體重量，便于攜帶和應(yīng)用在移動(dòng)設(shè)備等領(lǐng)域。
不銹鋼
不銹鋼具有良好的耐腐蝕性，能夠在不同的環(huán)境條件下保護(hù)電池內(nèi)部元件不受腐蝕。它的強(qiáng)度和硬度較高，適合用于需要較高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的電池外殼，如大型儲(chǔ)能電池或者在惡劣環(huán)境下使用的電池。
材料特性對(duì) CNC 加工的影響
硬度
硬度較高的金屬材料（如不銹鋼）在 CNC 加工時(shí)，需要選擇合適的刀具材料和切削參數(shù)。例如，可能需要使用硬質(zhì)合金刀具，并且降低切削速度、減小進(jìn)給量，以避免刀具過(guò)快磨損。
韌性
韌性好的材料（如某些鋁合金）在加工時(shí)，容易產(chǎn)生切屑粘連現(xiàn)象，需要合理調(diào)整切削液的使用和加工工藝，以保證加工表面的質(zhì)量。
三、CNC 加工工藝步驟
設(shè)計(jì)與編程
根據(jù)電池外殼的功能需求和外觀要求，設(shè)計(jì)出三維模型。這個(gè)模型要考慮到電池的尺寸、電極接口位置、外殼的防護(hù)和散熱設(shè)計(jì)等因素。
然后將設(shè)計(jì)好的模型轉(zhuǎn)換為 CNC 機(jī)床能夠識(shí)別的數(shù)控程序。編程過(guò)程中需要設(shè)置刀具路徑、切削參數(shù)（如切削速度、進(jìn)給量、切削深度）等。
工件裝夾與刀具選擇
裝夾
要確保工件在 CNC 機(jī)床上穩(wěn)定地固定，避免在加工過(guò)程中發(fā)生位移。對(duì)于形狀不規(guī)則的電池外殼工件，可以使用專用的夾具或者采用多工位裝夾方式。例如，可以使用真空吸盤裝夾薄板狀的電池外殼坯料，或者使用虎鉗裝夾塊狀坯料。
刀具選擇
根據(jù)金屬材料和加工要求選擇刀具。對(duì)于鋁合金材料的電池外殼，高速鋼刀具或硬質(zhì)合金刀具都可以使用。如果是不銹鋼材料，一般優(yōu)先選擇硬質(zhì)合金刀具。刀具的類型包括銑刀（用于平面、曲面加工）、鉆頭（用于鉆孔加工）等。
加工操作
粗加工
首先進(jìn)行粗加工，去除大部分余量。粗加工時(shí)采用較大的切削深度和進(jìn)給量，以提高加工效率，但要注意避免過(guò)度切削導(dǎo)致工件變形或者刀具損壞。例如，對(duì)于厚度為 5mm 的電池外殼坯料，粗加工切削深度可以設(shè)置為 2 – 3mm。
精加工
在粗加工的基礎(chǔ)上進(jìn)行精加工，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求的尺寸精度和表面粗糙度。精加工時(shí)切削深度和進(jìn)給量較小，切削速度可能會(huì)適當(dāng)提高。例如，精加工切削深度可以控制在 0.1 – 0.5mm 范圍內(nèi)，表面粗糙度可以達(dá)到 Ra0.8 – Ra3.2μm。
鉆孔、攻絲等操作
如果電池外殼需要安裝螺絲或者有電極接口等需要鉆孔、攻絲的部位，在相應(yīng)的加工工序中進(jìn)行這些操作。鉆孔時(shí)要控制好孔徑尺寸和孔的垂直度，攻絲時(shí)要確保螺紋的精度。
四、質(zhì)量控制與檢測(cè)
尺寸精度檢測(cè)
使用量具如卡尺、千分尺、三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x等對(duì)加工后的電池外殼尺寸進(jìn)行檢測(cè)。檢查外殼的長(zhǎng)度、寬度、高度、壁厚以及各種接口的尺寸是否符合設(shè)計(jì)要求。對(duì)于尺寸超差的產(chǎn)品，要進(jìn)行分析并調(diào)整 CNC 加工工藝。
表面質(zhì)量檢測(cè)
通過(guò)目視檢查和粗糙度儀等設(shè)備檢測(cè)表面質(zhì)量。表面應(yīng)無(wú)明顯的劃痕、裂紋、凹坑等缺陷，表面粗糙度要達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。如果表面質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，可以調(diào)整切削參數(shù)、刀具或者加工工藝中的潤(rùn)滑和冷卻環(huán)節(jié)。
性能測(cè)試（與外殼相關(guān)）
進(jìn)行一些與外殼相關(guān)的性能測(cè)試，如密封性測(cè)試（對(duì)于密封要求較高的電池外殼），通過(guò)氣密檢測(cè)設(shè)備檢查外殼是否存在泄漏。還有強(qiáng)度測(cè)試，檢查外殼在一定壓力或者外力作用下是否會(huì)發(fā)生變形或損壞。
