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常见数控加工材料指南

Jul 10, 2023

产品的创建方式已经改变 计算机数控 (CNC) 加工,一种广泛使用的制造技术。计算机控制的机器用于使用各种材料生产精确且复杂的零件和组件。

CNC 加工很大程度上依赖于选择正确的材料。由于不同材料之间的差异,硬度、延展性和切削加工性等各种特性以不同的方式影响加工过程。

CNC加工需要仔细考虑材料选择,必须评估各种因素。此外,此过程中经常使用特定材料。它将涵盖它们的特性、优点和应用。

探索常见的数控加工材料 

1. 不锈钢

CNC加工行业通常采用不锈钢作为材料。它的受欢迎源于其耐用性、出色的耐腐蚀性和耐高温能力。由于不锈钢具有出色的导热性和导电性,承受恶劣条件、高压或经常磨损的部件最好采用不锈钢制成。各种行业广泛使用这种多功能材料。这种材料的多功能性源于其易于加工,这使得它适合广泛的用途。

不锈钢因其强度和耐用性而应用于各种产品。其中包括医疗设备、食品加工机械、汽车零部件和建筑机械。通过使用一致的材料,数控加工能够提供精度和速度的额外优势。

2.

铝的超轻和耐用性使其成为制造业中众所周知的数控加工材料。这些功能使其在消费电子、机器人、医疗设备、航空航天和汽车行业等现代应用中广受欢迎。

适合加工用途,具有高导热性和导电性以及令人印象深刻的耐腐蚀性。此外,由于其延展性和柔韧性,它可以顺利地转变为多种配置和大小。

为了保证预期应用所需的机械和物理性能,在选择铝合金时必须仔细考虑。 CNC 加工工艺可实现精确的成型、尺寸和公差控制。

铝是制造业中用途最广泛、使用最广泛的材料之一,这解释了它在数控加工材料中的广泛使用。

3.

CNC 加工通常使用钛,因为钛具有优异的耐腐蚀性、轻质和高强度。这种材料具有其独特的特性,在航空航天、医疗和汽车行业具有巨大的用途。

尽管 CNC 加工材料可能价格昂贵,但钛因其卓越的能力而脱颖而出,能够采用各种形式并制造符合严格公差的复杂零件。在数控加工中,由于钛具有令人难以置信的耐用性、强度和韧性,因此使用钛可以提供多种材料特性。此外,该材料即使在高温环境下也能保持强度,并且具有生物相容性,使其成为医疗植入物的理想选择。

许多航空航天应用因其高强度重量比而选择它。减轻重量时不会牺牲耐用性。

 

4.

CNC 加工通常使用铜作为材料,因为铜具有优异的导电性、延展性和导热性。其巨大的延展性使其能够毫不费力地塑造成复杂的设计和复杂的形状。

铜的耐高温能力和卓越的耐腐蚀性使其成为工业应用的热门选择。该材料非常适合制造电连接器、散热器和传感器外壳等一流零件。铜具有更高的耐化学性,这意味着它比其他选择更受青睐。对于加工暴露在腐蚀性环境中的部件,它是替代铝等材料的一种选择。

 

5. 黄铜

CNC加工经常采用黄铜作为材料,因为它具有优异的机械加工性和多功能性。这种铜锌合金的电气、热学和机械特性是无与伦比的。许多不同的应用程序都可以从这些特性中受益。

海洋环境、电气和管道部件以及装饰项目经常使用黄铜,因为它具有抗腐蚀的能力。此外,黄铜具有很高的延展性,可以方便地加工成复杂的形状;这使其成为 CNC 加工的首选之一。

通过 CNC 加工对黄铜进行高效加工需要专业知识和小心操作。可大批量生产高品质精密零件使用适当的工具进行卷。也许在数控加工中使用黄铜的最显着优势是与其他材料(包括不锈钢和钛)相比,其价格实惠且易于采购。

6. 合金钢和碳钢

合金钢和碳钢是各行业常用的数控加工材料。由于其卓越的强度和可加工性,碳钢和相关合金非常适合各种应用。它们还可以与不同的热处理技术一起使用,从而进一步提高其机械质量。与其他数控金属相比,碳钢的价格也很合理。

与不锈钢或铝等物质相反,碳钢及其合金本身并不耐腐蚀。此外,它们的外观不吸引人,可能不适合美学应用。

然而,碳钢及其合金具有广泛的用途,例如机械紧固件和梁等结构部件。尽管这些材料存在缺点,但由于其强度、经济性和可加工性,在许多工业和制造应用中仍然受到青睐。

7.

镁作为一种材料在数控加工中有着广泛的应用。凭借其出色的机械加工性能,以及重量轻但承重能力极强的特点,这种材料被广泛用于制造既需要坚固性又需要低重量的零件。

镁的密度为 1.7 克/立方厘米,比钢轻四倍。航空航天业认为这是一个极好的选择。由于镁具有优异的耐腐蚀性,因此户外应用是理想的选择。

由于镁具有易燃性,数控机械师在使用镁时必须采取额外的预防措施。镁良好的散热能力使其成为需要可靠导热性的零件的绝佳选择。

8. ABS

CNC 加工行业的许多人更喜欢 ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯),因为它具有卓越的强度和承受冲击的能力,同时保持耐用性。操纵诸如此类的热塑性聚合物可以通过多种方法毫无困难地实现,包括但不限于使用数控机床等专用设备进行铣削或钻孔。

通过模制 ABS 材料可以轻松实现复杂的形状,同时还具有出色的尺寸稳定性。此外,重量轻、毒性水平低——这些品质使其可用于建造多种精细物体,包括但不限于玩具或电子产品等家居用品。

9. 尼龙

由于其强度高、寿命长且耐磨,尼龙是另一种常用于 CNC 加工的材料。由于其对极端高温和化学暴露的抵抗力,它是许多应用的有价值的材料。

尼龙适用于汽车、航空航天和医疗行业。这是因为它可以轻松加工以制造具有精细特征的复杂零件。

尼龙可以用来替代一些在恶劣环境下容易磨损的部件,而且也是比金属更实惠的选择。

10. 亚克力

PMMA亚克力,俗称亚克力玻璃,由于其多功能性、耐用性和光学清晰度,是一种广泛使用的数控加工材料。 PMMA 亚克力具有高抗冲击性,非常适合需要比传统玻璃更高强度的应用,并且不易破裂或破碎。

亚克力的熔点较低,易于加工和成型,使其成为制造各种产品的首选,包括标牌、显示器、透镜和照明灯具。此外,PMMA 亚克力可以轻松着色、印刷或层压,使其成为装饰和艺术应用的热门选择。

还可以使用数控铣床将材料高精度地加工成复杂的形状或结构,从而最大限度地减少浪费。凭借其高热稳定性和易于加工的特点,PMMA 丙烯酸树脂是各种应用的绝佳选择。

11. 窥视

热塑性 PEEK 丙烯酸是 CNC 加工中经常使用的材料。这是由于其独特的品质。 PEEK 缩写代表聚醚醚酮。

这种材料的强耐热性、卓越的耐化学性和出色的机械性能是众所周知的。由于这些特性,它是需要持续暴露于高温、腐蚀性化学品或显着机械应力的应用的完美材料。

PEEK 因其尺寸稳定性、低热膨胀系数和出色的抗蠕变性而成为需要遵守严格公差的精密产品的良好材料选择。此外,经常使用生物相容性 PEEK 丙烯酸在制药和医疗应用中。

选择数控加工材料时的注意事项

1. 加工环境

要在数控加工中获得满意的效果,必须考虑环境因素并相应地选择合适的材料。成品的功效以及适合其生产的材料取决于加工地点。

加工工具和设备的性能会受到环境温度、湿度和空气质量的影响。使用的切削液和润滑剂应与材料相容。承受加工过程中产生的应力和热量至关重要。

此外,坚定不移且稳定的环境对于确保不会发生可能影响最终产品质量的修改至关重要。因此,通过事先考虑加工环境,人们可以在选择适合其应用的 CNC 加工材料时做出明智的决定。

 

2. 零件重量

零件重量是选择 CNC 加工材料之前必须考虑的另一个重要因素。零件的重量显着影响其制造所需材料的强度。重量越大,材料必须承受的力和应力就越大。

选择太轻的材料会降低其耐用性,而太重的材料会增加机器的磨损。考虑加工过程的重量限制也很重要,以确保机器能够在铣削、切割或钻孔过程中处理零件的重量。

因此,了解零件重量有助于机器操作员选择合适的材料并优化 CNC 加工工艺。通过考虑零件重量,机器操作员可确保生产出坚固耐用的零件,能够承受显着的磨损和压力。

 

3. 耐热性

考虑耐热性很重要,因为它可以使材料承受高温而不被损坏。这保证了机器元件可以继续高效运行而不会出现故障。具有卓越耐热性的材料,例如不锈钢,提供了一个理想的例证。它可以承受极端温度和恶劣环境而不会恶化。

此外,当制造在高温操作或焊接期间需要保持公差的组件时,耐热性是必不可少的。这些应用可以采用钛合金和镍合金等耐热合金。

 

4. 导电性和磁性要求

在决定 CNC 加工材料时,必须考虑其导电性和磁性需求。导电性在各种电子应用中是不可或缺的,因为它决定了材料传导电流的能力。举例来说,在航空航天领域,特定部件需要具有高导电性的材料,以确保有效的通信和电力传输。

同样,磁性先决条件与物质能够在磁场中发挥作用的特性有关。因此,这项技术的必要性在机器人和医疗设备等行业中显而易见。 CNC 加工材料的选择可能会显着影响产品的性能和可持续性,具体取决于应用。

因此,必须评估每种材料的电学和磁学特性,并确定它们如何与预期用途、设计方法和功能保持一致。

 

5. 硬度

硬度是选择合适的数控加工材料时要考虑的关键因素,因为它直接影响材料承受磨损、变形和擦伤的能力。

材料的硬度影响 CNC 加工过程的效率和质量。在数控加工中,切削刀具向材料施加压力,导致物理变化。硬度水平对于切削刀具的有效性及其缩短加工时间的能力起着至关重要的作用。

选择太软的材料会导致刀具切削速度快于材料,从而导致产品质量低劣、机器和工具损坏以及刀具和制造成本增加。材料硬度过高会导致刀具早期磨损,从而降低生产率并增加刀具成本,同时增加加工时间。

 

结论

数控加工给制造业带来了一场革命,选择正确的材料对于获得理想的结果至关重要。正如本指南所述,有多种材料可供选择,每种材料都展现出自己独特的品质和特征。

本文 对 CNC 加工中使用的典型材料提供了一些说明。考虑 因素如;加工环境、零件重量、耐热性、导电性、磁性要求和硬度 在做出一项选择之前。 为了确保最大的效率和耐用性,重要的是寻求 数控专家 每当您对某些事情不确定时,我们都会提供建议并仅选择高质量的材料。

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