铝合金压铸机器人框体：1.5 mm 壁厚与 T6

机器人外骨骼的框体用 ADC12 铝合金压铸。三条要求落在同一件上：1.5 mm 的壁、±0.02 mm 以内的关节座、T6 热处理之后 400 MPa 的抗拉目标。没有任何一道工序能独自守住这三条。壁在模具充填时定下，关节座在淬火之后定下，抗拉目标在炉子里定下，三个数分属三道工序，顺序一换就至少有一个守不住。守得住这三条的路线是：真空压铸、去浇口、T6、校形、CNC、带遮蔽的微弧氧化（MAO），最后终检。

三个数，一件活：1.5 mm、±0.02、400 MPa

三条要求各在自己的工序上失效，一次检验放不掉三条。壁不到 1.5 mm，充填检查时就露。关节座超出 ±0.02 mm，切削之后的三坐标测量（CMM）上露。抗拉目标没达到，试棒上露。越靠后的失效越贵，因为前面的工序已经做完，代价一起算。把三条并成一个机加工公差的报价，前两条已经丢了。

铸件出模时是毛坯，关节处留着余量，没有一个成品面。合金是 ADC12，在 ASTM B85 里最接近的牌号是 A383。1.5 mm 的壁是图纸目标，不是车间的默认值；换牌号也换不出这个壁厚。表 1 把每个数、定下它的工序、证明它的检查放在一处。

开模之前，图纸要定死四件事

模具开切之前，图纸要定死四件事：基准面、基准面上留多少余量、遮蔽清单、热处理状态。框体图纸只写 ADC12 和壁厚，把基准留给车间自己定，做出来的毛坯批与批之间换不上。基准一换，量法、夹具、检验记录跟着全变。基准是机加工出来的关节座；1.5 mm 的毛坯壁当不了基准。

余量要盖住淬火变形，再盖住那一刀，两项都要在图上算成数字。基准面、面上留多少、从这个面量起的每一个尺寸，都写在同一张图上。铸件与机加工件的基准策略从这条标注起步；热处理一栏写 T6，可行性待工厂确认。

一模一腔、H13、真空：模具为什么长这样

1.5 mm 的壁要的充填窗口，这个尺寸的零件用多腔模给不出来。一模一腔，压射重量和排气面积才成比例，真空系统抽的是一模的气，不是四模。腔数定下来，浇口、排气、真空管路才能排布。模具用 H13 热作模具钢开切，设计目标 200,000 模次。

溢流槽放在薄壁的远端，金属最后到、温度最低的地方，浇口若开错位置，真空抽得再足也救不回那一端。H13 在整条模次里守得住壁上的细节，也扛得住细小型芯承受的热循环。加第二腔，产量翻倍，压力窗口同时减半，工艺能调的余量跟着变薄，所以模具制造怎么定，跟着壁厚和充填窗口走。

假设情景：320 × 180 × 90 mm 的外骨骼框体，壁厚 1.5 mm，成品重量目标 1.2–1.8 kg。这些数是图纸目标，不是某一批的实测值。在这个包络里，一模一腔把充填距离压在一次真空压射守得住的窗口内；出了这个包络，先失效的是充填距离，腔数要重算。

1.5 mm 充填不留冷隔：金属停在哪里

1.5 mm 的壁上，金属前沿两面都往模具里散热，两股还没汇合就可能冻住。这就是冷隔：表面上是一条线，受力时是一道裂。只加压闭不上，已经凝固的前沿推不进壁里；冷隔一旦成形，后面的 T6、CNC、涂层都补不回来。

真空降低前沿要推的气量；浇口对着厚实的关节凸台开，让最快的那股金属朝薄壁走。溢流槽还要够大，接得住这股冷料。这些在表面上都看不出来，算数的是 X 射线或 CT 扫描，按图纸标的位置拍。

同一个框体，3 mm 的壁能把这种失效藏一阵子；到 1.5 mm，窗口按毫秒算，比人的反应快。壁厚起点讲的是这个极限在壳体上从哪来。

T6 的 490–510 °C：起泡这道门

T6 的窗口，是 400 MPa 目标和起泡风险一起定下来的地方。490–510 °C 固溶把铜和硅溶进基体，淬火把组织锁住，150–170 °C 时效析出强化相。固溶不足，析出的强化相就少，400 MPa 落空；固溶过头，晶粒长大，强度与塑性一起掉。400 MPa 是成品状态的目标值，毛坯合金不按这个数验收。

固溶温度下金属软化，气孔跟着胀大，靠近表皮的孔把皮顶起来。真空压铸排在 T6 之前而不是之后，原因就在这里：气必须在进炉之前离开铸件。气孔在毛坯上不显，进炉才显。具体框体做不做得了 T6，开模之前与热处理厂确认。

气体读数撑不住 T6 时，退到 T5，强度低一档，尺寸风险也小一档，图纸跟着改。随件浇出的试棒按 ASTM B557 拉一遍，报告的是那一炉对这一批做了什么。铝合金压铸热处理从冶金那一侧讲同一个窗口。

校形：夹在淬火与切削之间

校形这道工序存在，是因为淬火之后框体已经出了余量。1.5 mm 的壁比关节凸台先冷，框体朝厚的一侧翘。T6 之后、CNC 之前校一次，毛坯才回得来；跳过这一步，铣刀会在某个角上切空，翘得越多，切空的角越大。

顺序有两种，表 2 把它们并排放。一种守得住座上的 ±0.02 mm，另一种把误差挪进机加工工时和废料箱，两种做法用的设备一样，差别只在误差落在哪一步。

座在校形之后从基准切出来，0.03 mm 的平面度目标就从这一刀上出。压校之后剩下的变形，会以座上一条锥度的形式露出来。锥度朝哪一侧偏，取决于压校的力落在哪一点；判定因此靠三坐标取点图，不靠单个读数。

CNC：关节座上的 ±0.02 mm

关节座和孔在一次装夹里、从同一个基准切出来，座和孔组共用一套参考。±0.02 mm 的座是机加工的结果，只有余量、夹具、程序三者对得上才守得住。第二次装夹，等于在公差链上再加一个误差，而这一项最不容易在事后追回。

直接夹 1.5 mm 的壁，壁会弹。夹具托住凸台，在切削处附近往下压，支撑点落在凸台下面而不是薄壁上，薄筋不承担夹紧力，零件按将来装螺栓的状态检验。铸件的 CNC 机加工从毛坯状态起步，机加工铸件的夹具设计讲的是支撑方案。

在夹具里量合格、放到平台上量超差的座，是夹紧的问题，不是刀具的问题。同一个座两种量法出两个数，先查夹紧，再查程序。这个读数把整改送回夹具，而不是送回程序。

平面度 0.03 与孔位 ±0.02：三坐标读到什么

0.03 mm 的平面度在自由状态、机加工面上读，那时框体还没被螺栓固定到任何东西上。夹着量出来的平台读数，量的是夹具，不是零件，两者差多少，看壁厚与夹点的位置。图纸必须写明按哪种状态，否则两个检验员会从同一个框体报出两个结果。

孔位 ±0.02 mm 用覆盖整组孔的三坐标取点图查，不查单个孔。配对框体上开腰形孔，可以放松这条标注，圆孔没有这种余地，决定要在夹具做出来之前下。铸件的后续机加工把切削和复检放在同一次放行里。

微弧氧化：一条双向生长的膜

微弧氧化从铝本身长出陶瓷膜，底下没有可剥的电镀层，结合靠基体本身。膜往里吃掉金属，往外长出新层，所以涂层后的面高出切削面，涂层后的孔会收小。配合是这道工序第一个改掉的东西。

这种合金上的膜厚待实测，图纸先空着这个数，靠遮蔽清单保配合。座面、螺纹、接地点、基准一律留裸金属，遮蔽边界画在图上，操作按线贴。先涂层后切，原先机加工到位的座公差就没了。

涂层因此排在 CNC 之后，膜厚仪量的是槽液做出来的结果。膜厚定下来之前，配合尺寸只能按裸金属算。铝件微弧氧化讲这一套膜层，弧光阳极氧化讲膜是怎么长出来的。

遮蔽是图纸上的决定：采购单之前定死

四个面要留裸金属：螺纹、配合面、接地点、基准。漏一项，在涂层槽边看不出来：遮过的面和螺纹，看上去没有分别。它到装配才出来：要么螺钉拧到底顶住，要么座面合不拢。

补救是铰孔或者再切一刀，整批零件都要多走一遍，一件返工的代价高于在图纸上多写一行。遮蔽清单要写进图纸，也写进采购单；通止规在涂层之后、零件上装配线之前过。表面处理讲涂层这一步周边的选项。

终检：放行之前六道检查

一批货靠六道检查放行，每一道回答的是别的检查看不见的失效。试棒按 ASTM B557 拉，X 射线或 CT 扫描覆盖薄壁，三坐标取点图覆盖座面，通止规覆盖螺纹。涂层量膜厚，表面处理做盐雾测试，标准与时长写在图纸上，两项结果待实测。

六项齐全的批次记录，能跟下一批比；只有三坐标数字的记录比不了，缺的那几道补不回来，只能等下一批重新记。铝合金压铸框体案例在一个更小的框体上用了同一套记录。气孔风险分级讲气体读数怎么判收与判退。

把六道串在一起的那个失效，也最会藏：铸件充满了，表面看着致密，起泡要等 T6 之后才出现。图纸上写清量具，验收就没有第二套解释。询价单发出去之前，把六道检查和各自的量具写进图纸。

常见问题

1. 高压压铸能守住 ADC12 的 1.5 mm 壁吗？

2. ADC12 压铸件做 T6 会不会起泡？

3. T6 淬火会破坏 0.02 mm 的装配面吗？

4. 微弧氧化会改变装配配合吗？

5. 微弧氧化之前，哪些部位要遮蔽？