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简单介绍一下:真空腔体产品CNC机加工怎么做?
[2026-02-03]

简单介绍一下:真空腔体产品CNC机加工怎么做?

真空腔体产品 CNC 机加工核心流程与要点

真空腔体是真空设备核心部件,要求高气密性、低漏率、形位精度高、表面洁净无杂质,适配高真空 / 超高真空工况(漏率≤10⁻¹⁰Pa・m³/s),CNC 加工需围绕控变形、保密封、提洁净、精配合四大核心,遵循粗精分序、去应力贯穿、密封面精修、全程洁净的原则,以下是贴合实际生产的简单实操流程与关键要点,覆盖铝合金、不锈钢(304/316L)等主流腔体材质:

一、加工前准备:定方案、选设备,源头控精度

材质与工装选型

材质:高真空腔体优先选304/316L 不锈钢(耐腐、放气率低)、6061/7075 铝合金(轻量化、易加工),原材料需经固溶 / 退火时效处理,消除锻造 / 轧制内应力,避免加工后变形;

设备:选用高精度数控加工中心(定位精度≤0.008mm,重复定位精度≤0.005mm),优先五轴 CNC(适配腔体复杂曲面 / 多工位加工,减少装夹误差);

工装:采用液压夹具 / 真空吸盘(薄壁腔体),定位基准选一面两销,保证装夹刚性且无夹伤,夹具需做洁净处理,无铁屑、油污残留。

工艺方案制定

明确腔体关键精度要求:密封面平面度 / 垂直度≤0.005mm,粗糙度 Ra≤0.8μm(超高真空需 Ra≤0.4μm),法兰孔位同轴度 / 位置度≤0.01mm,腔体内壁无刀纹、凹坑;

规划工序:遵循粗加工→去应力→半精加工→二次去应力→精加工流程,粗加工留余量 0.5~1mm,精加工留余量 0.1~0.2mm,去应力采用振动时效 / 低温退火(不锈钢 200~300℃,铝合金 120~180℃),避免应力释放导致腔体变形、密封面失效。

二、核心加工流程:粗精分序,重点把控密封面与配合面

1. 粗加工:快速去除余量,初步成型

用硬质合金粗铣刀,采用大切深、低进给工艺,去除原材料大部分余量,加工出腔体基本外形、法兰轮廓、预留孔位;

粗加工后及时清理切屑,避免铁屑划伤工件表面,同时对腔体进行第一次去应力处理(核心步骤),消除切削应力。

2. 半精加工:修正形位误差,预留精修余量

用涂层硬质合金刀(不锈钢用 TiCN 涂层,铝合金用金刚石涂层),加工腔体内壁、法兰面、孔位,修正粗加工的形位偏差,为精加工预留均匀余量;

半精加工后进行第二次去应力(薄壁 / 大型腔体必做),检测腔体形位精度,若有偏差及时调整精加工参数。

3. 精加工:严控精度,重点加工密封面 / 配合面

密封面 / 法兰面:采用端面铣刀精修,转速 5000~8000r/min,进给量 0.05~0.1mm/r,加工后用千分表检测平面度,用粗糙度仪检测表面粗糙度,确保无刀纹、划痕、崩边;

腔体内壁:采用顺铣工艺,避免逆铣产生刀纹,铝合金腔体可做镜面加工(Ra≤0.4μm),减少真空下的气体吸附;

孔位 / 螺纹:法兰安装孔用精铰刀加工,保证孔径公差 H7,螺纹孔用专用丝锥(如挤压丝锥),避免攻丝产生毛刺,孔口做倒角(C0.5~1mm),防止密封垫划伤;

复杂结构:腔体的异形槽、流道、接口,用五轴 CNC 一次装夹加工完成,减少装夹误差,保证各部位精度一致性。

三、加工关键管控:四大核心要点,保障真空性能

控变形:除了原材料和加工后去应力,精加工时采用高速、低切削力工艺,减少切削热变形;薄壁腔体(壁厚≤3mm)用真空吸盘装夹,避免硬夹装导致的压痕、变形。

保密封:密封面 / 法兰面是核心,加工后无任何加工缺陷(刀纹、划痕、凹坑),粗糙度达标;法兰孔位精准,保证密封垫贴合均匀,超高真空腔体的密封面可做研磨抛光处理,进一步提升气密性。

提洁净:全程遵循洁净加工原则,加工区域无粉尘、油污,切削液选用无油型冷却液 / 专用切削液(避免油污残留导致真空下放气);加工中及时用洁净压缩空气吹除切屑,严禁用手直接接触工件表面。

精配合:腔体的对接面、法兰配合面,严格把控尺寸公差与形位公差,保证装配后无缝隙;螺纹配合需做通止规检测,避免滑丝、配合过松 / 过紧。

四、加工后处理:去毛刺、清洁、检测,消除真空隐患

去毛刺:腔体所有边角、孔口、螺纹处彻底去毛刺(手工去毛刺 + 超声波去毛刺),毛刺是真空腔体的重大隐患,会导致放气率升高、密封失效。

全面清洁:依次用丙酮 / 无水乙醇超声清洗(15~20min)、高压洁净空气吹干,去除工件表面的切削液、油污、铁屑、粉尘,清洁后放入洁净环境存放,避免二次污染。

精度与性能检测

尺寸检测:用三坐标测量仪全尺寸检测,重点核对密封面平面度、孔位位置度、形位公差,确保符合图纸要求;

表面检测:用粗糙度仪检测密封面 / 内壁粗糙度,目视检查无刀纹、划痕、杂质残留;

气密性预检测:简易试漏(如皂泡法),排查明显的加工缺陷,避免后续真空检漏返工。

五、特殊要求:超高真空腔体加工附加要点

原材料需做真空除气处理,降低内部放气率;

腔体内壁避免深槽、死角,加工成圆弧过渡,减少气体吸附;

密封面采用金 / 铜镀层,提升气密性;

加工后进行高温烘烤除气(不锈钢 300~400℃,铝合金 150~200℃),去除表面吸附的气体。

六、通用注意事项

刀具需锋利,避免刀具磨损导致加工表面粗糙,不锈钢加工时做好冷却,防止加工硬化;

不同材质腔体分开加工,避免刀具交叉污染(如不锈钢刀具加工铝合金,导致铁屑混入);

加工全程做好工序记录,便于质量追溯,不合格品及时返工,严禁带缺陷进入后续装配环节;

洁净处理后的腔体,采用无尘包装,运输与存放避免磕碰、划伤。

核心总结

真空腔体 CNC 加工的核心是 **“精度为基,密封为核心,洁净为关键”**,核心流程可概括为:应力消除贯穿全程 + 粗精分序控变形 + 密封面精修保气密 + 全程洁净除隐患,所有工序均围绕降低漏率、减少放气率展开,最终保证腔体在真空工况下的密封性和稳定性。

不同材质(不锈钢 / 铝合金)、不同真空等级(高真空 / 超高真空)的腔体,仅在去应力参数、精加工精度、后处理工艺上做针对性调整,核心加工原则一致。


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