数控技术在笔记本电脑外壳镁合金加工应用

　　镁合金材料在3C产品加工中的优势：

　　目前，3C产品高速发展，竞争激烈，消费群对3C产品的“轻、薄”特性的需求尤为强烈，这就促使3C产品加工制造技术必须从材料和数控技术加工工艺上寻求突破。其中，镁合金材料成为3C产品加工制造中原材料的新宠。

　　首先，镁合金是实用金属中最轻的金属，比重大约是铝的2/3，是铁的1/4，迎合了3C产品客户群对“轻、薄”特性的需求。此外，镁合金还具有比强度高，弹性模量大，消振性好等特点，非常适合作为3C电子产品的结构件。资料显示，如果在3C产品的外壳上用镁合金代替ABS塑料，则材料重量可以最大减少36%，厚度降低64%。

　　其次，镁合金具有良好的散热性。镁合金的导热能力是ABS塑料的350～400倍，对于在内部产生高温的电子产品，如果外壳和散热部件上使用镁合金，多数情况下无需散热风扇或散热孔。

　　最后，镁合金具有良好的电磁屏蔽特性。镁合金具有优于铝合金的磁屏蔽性能、更良好的阻隔电磁波功能，更适合于制作容易被外界干扰的精密电子产品。也可以用作计算机、手机等产生电磁波辐射的电子产品外壳，以降低电磁波对人体的辐射危害。

　　镁合金数控技术加工在3C产品中的优势：
　　镁合金材料具有加工易燃、腐蚀的特性，相对于铁、铝等传统金属材料来说，并不太适合于切削加工。因此，镁合金材料应用初期更广泛采用模铸、压铸等工艺方法成形。但是，随着3C产品技术发展，这样的成形方式难以满足需求。首先，随着3C产品小型化、集成化程度越来越高，使得3C产品外壳结构越来越复杂，模铸、压铸等工艺方法难以精密成形；其次，3C产品研发制造周期越来越短，模铸、压铸的开模周期严重制约其生产周期。

　　最后，消费群对产品外观缺陷的零容忍与几乎不可避免的铸造缺陷存在严重矛盾。因此，镁合金数控技术加工越来越被重视。

　　镁合金数控加工的安全性分析：
　　传统观念认为，镁合金具有高度危险性，是一种不安全材料。镁合金的数控加工，首先必须解决加工生产的安全性，这是后续加工生产的前提和准则。

　　但是，笔者通过理论研究，结合本单位大量的镁合金生产实践，总结认为，理论上存在的危险性在实践中并不能一概而论：事实上镁合金的块状固体相当安全，不会发生燃烧和爆炸。甚至将镁块直接对着火焰加热和燃烧，也很难引起镁的燃烧。即使镁块被引燃，只要将火焰源撤离，镁块也会因为热量迅速散失，温度降至燃点以下，而自动熄灭火焰。镁的粉尘、碎屑、轻薄料的确存在一定的燃烧、爆炸危害性。一般认为：当空气中镁粉浓度达到20mg/L以上时，就可能引起爆炸；直接对镁粉加热到340～560℃也可能引起镁粉尘燃烧。因此保证镁合金的生产安全，其关键在于对镁的粉尘、碎屑进行有效管理和控制。

　　因此， 对于镁合金的生产管理，既不能“谈镁色变”，以至于不敢开展镁合金生产活动，也不能麻痹大意，随意进行镁合金生产。

　　只要在镁合金生产过程中，进行严格有效的生产管理，是能保证其生产安全的。

　　镁合金数控加工在企业中的应用：

　　笔者所在的成都四威高科技产业园公司，长期以来主要承担以铝合金、铜合金为主的电子装备零件的机械加工任务，以高质量、高信誉享誉西南地区乃至全国。在镁合金材料应用之初，企业就敏锐地预见到该材料在电子装备领域的巨大前景，果断投入大量人力和物力进行研究，是少数率先掌握镁合金数控加工及表面处理技术，并形成规模生产能力的企业之一。

　　镁合金笔记本电脑外壳数控加工工艺分析：

　　（1）工艺分析 图1所示为本公司为其他企业代工生产的一款笔记本电脑外壳， 材料为镁合金ME20。该零件结构复杂，尺寸精度要求高，因此采用镁合金板材整体数铣加工的方式成形。镁合金加工在刀具选择、切削参数选择、切削方案选择、切削液选择和防腐蚀措施、切屑处理等方面都与传统铝合金加工有很大区别。

图1 某型镁合金笔记本电脑外壳

　　（ 2）刀具选择 镁合金导热性好， 材料软， 切削力小， 所以加工过程中的散热速度很快，粘刀量少，因此刀具寿命可以很长。但是，用于镁合金加工的刀具要求保持刃口锋利，因为刃口磨损较大的刀具会增加切削过程中的摩擦力，从而导致切削温度大幅升高，引起镁屑的闪燃甚至燃烧，造成切削过程中的不安全因素增加。因此，镁合金加工一般要求选用新的硬质合金刀具，不能混用加工过其他材料的旧刀具。

　　一般加工钢和铝的刀具设计原理也适用于加工镁合金的刀具。由于镁合金的切削抗力低， 而且热容量也相当低，用于镁合金加工的铣刀的刀齿数目相对于其他金属要多。减少刀齿数目可以增加容屑空间和进刀量，从而可以减少摩擦发热和增大容屑间隙，降低碎屑的扭曲变形，减小功率消耗和发热。笔者所在的公司在加工镁合金时，一般优先使用三刃硬质合金立铣刀。

　　在特殊情况下，如三刃刀具刃长不足，直径规格不适合等，也可使用四刃硬质合金立铣刀。

　　（3）切削液选择 镁合金材质软，易切削，无论使用高速低速，用或不用切削液，都可以达到非常光平滑的加工表面。不使用切削液的干式加工，可以降低加工成本，废屑易收集和储运。因此在许多参考文献中，都推荐采用干式加工。