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CNC铣削技术是精密零件最重要的制造工艺之一。无论它是航空航天部门的高级零件还是医疗设备中的精密零件，CNC铣削可以提供高效率和高精度处理解决方案。
本文将对5 Axis CNC铣削的CNC铣削和特殊材料考虑的材料类型提供完整的介绍，以帮助您根据项目要求进行最佳的材料选择。无论您是寻找CNC铣削服务的买家还是对CNC铣床成本感兴趣的制造商，本指南都将为您提供有用的参考数据。
CNC铣削中最常用的金属材料是什么？
金属材料始终是CNC铣削加工的重中之重。尽管塑料材料现在已经部分取代了金属，但大多数设备制造商仍然喜欢使用金属材料处理，因为它们具有明显的强度，耐用性和准确性优势。
1.铝合金
铝合金是一种用于CNC铣削的常用材料，因为它轻巧，中度硬且易于加工。 6061和7075是流行的形状。 6061可用于一般结构零件，7075的强度更高，适合航空航天零件。铝合金在CNC铣削中具有低切割性和低工具磨损，适用于高速加工。
2.不锈钢
不锈钢具有较高的耐腐蚀性，可用于医疗设备，化学和食品加工设备。 303、304和316L是常见的，303易于机械，适用于复杂的零件，304是通用的，316L具有最高的耐腐蚀性，但处理更加困难。当CNC铣削加工不锈钢时，请注意选择工具和冷却策略以避免工作硬化。
3.碳钢
碳钢的成本低和高强度，可以在机械零件和工具制造中广泛使用。经典示例是1018（低碳钢）和1045（中碳钢）。 1018易于处理，但强度低，而1045可以进行热处理以增加硬度。当用CNC铣削碳钢时切割参数必须控制以防止过热和翘曲。
4. titanium合金
钛合金具有强大的强度和轻体重，主要用于航空航天和医疗植入。最受欢迎的使用钛合金是TC4（TI-6AL-4V）。很难切割钛合金，因为它们的热量较差，并且渴望遵守刀，需要特殊的工具以及降低的切割速度。
5. brass
黄铜易于加工，并应用于精密零件和电子零件。 CNC铣削时，它具有高表面表面和可忽略的毛刺。黄铜在装饰的阀，齿轮和组件中具有通用兼容性。在加工和适合大规模生产过程中，工具的磨损最少。
6.钢钢
工具钢（例如，D2和H13）非常硬，具有高磨损性，主要用于模具和切割工具。CNC铣削工具钢通常需要碳化物工具，并且在热处理前进行粗糙的加工，以减少变形。
哪种塑料材料适用于CNC铣削加工？
1.ABS塑料
ABS是CNC铣削最广泛使用的工程塑料之一。 ABS不容易破裂，并且在处理时具有令人满意的韧性。 ABS可用于制造本质上起作用的外壳，原型和测试零件。调节加工时切割的温度，以免材料融化。
2.聚碳酸酯（PC）
聚碳酸酯是坚韧且透明的，具有较高的撞击性。它通常用于制作保护盖，窗户和光学零件。加工PC时使用CNC，您应该使用锋利的工具并观察适当的切割速度以防止表面雾化。
3.NYLON（PA）
尼龙具有很好的耐磨性和高固有的润滑特性。尼龙可以应用于齿轮，轴承和滑动零件的制造。与尼龙一起工作时，很容易创建毛刺，您需要选择适当的刀具角度和切割参数。
4.POM
POM在尺寸稳定和低摩擦系数上是非常稳定的。它可以用作制作精确齿轮和轴承的好材料。 CNC铣削POM将导致高维精度，但要谨慎控制进料速率。
5.PTFE（Teflon）
PTFE对化学腐蚀具有抗性，具有高温耐药性。 PTFE广泛用于制作密封和衬套。 PTFE很难处理，因为材料太软又变形，所以很特别处理技术需要固定装置。
6.Peek
PEEK是一种具有高温抗性和良好机械强度的高性能工程塑料。 PEEK用于航空航天，医疗行业等。CNCPEEK的加工需要使用碳化物工具并严格控制加工温度。
7.丙烯酸
丙烯酸具有良好的光透射率和高表面饰面。它在显示架和装饰组件中发现了广泛的用途。在处理和使用适当的冷却方法中使用单调工具。
处理的安全预防措施：
- 工具选择：碳化物工具可用于处理大多数塑料，并且必须使用涂有钻石涂层的工具来处理困难的机器塑料，例如PEEK。
- 冷却技术：空气冷却或低润滑最适合尼龙或窥视，以避免材料的过热和变形。
- 夹紧力调节：软塑料（例如PE）需要降低夹具压力，以防止在工件表面。
CNC铣削中303、304和316L不锈钢有什么区别？
1.材料组成和特征
303不锈钢：
303条不锈钢的化学构成含有18％铬，8％镍和0.15％的硫。掺入硫元件使材料更容易以腐蚀性为代价。对于CNC铣削加工，可以将303条不锈钢加工成螺纹或具有复杂几何形状的零件，而与304相比，生产的工具磨损少20％。
304不锈钢：
304不锈钢具有18％的铬，8％镍和无硫。该材料在处理过程中会加强，并且需要降低切割速度。 304比303高30％，最适合食品加工设备或外部组件。
316L不锈钢：
316L不锈钢含有2％的钼和低碳（0.03％碳），其对氯化物的耐腐蚀性比304强50％。在CNC铣削加工中，316L的切割力316L强于304，并且需要高功率的机床和特殊的切割工具。
2.绩效和处理困难
| 参数 | 303不锈钢 | 304不锈钢 | 304不锈钢 |
| 拉伸强度（MPA） | 620-750 | 520-680 | 480-620 |
| 硬度（HB） | 180-220 | 170-200 | 150-190 |
| 切割速度（m/min） | 60-90 | 40-60 | 30-50 |
| 减少困难 | 容易地 | 中等的 | 困难 |
| 推荐切割工具 | 硬质合金。 | 涂层碳化物。 | 陶瓷或CBN切割工具。 |
| 典型的应用 | 螺纹紧固件。 | 食品设备套管。 | 海洋或医疗组件。 |
3.冷却剂使用
303不锈钢可以通过干切割或标准冷却液处理。切割304不锈钢必须使用冷却剂。切割316升不锈钢需要高性能切割液，冷却液流量必须很好。
4.处理表面质量
303不锈钢拥有最好的表面饰面处理后。 304不锈钢排名第二，需要进行护理以确保工作硬化不会影响表面质量。 316L不锈钢在加工后具有表面毛毛的趋势，需要次要毛刺。
5.处理成本比较
303不锈钢的CNC铣床成本最低。 304不锈钢的加工成本比303。316L不锈钢的加工成本最高，40-50％比304高40-50％，而主要原因是巨大的工具损失和较低的加工效率。
6.进行处理要求
303不锈钢通常在加工后不需要特殊处理。 304不锈钢可能需要钝化处理以改善耐腐蚀性。建议执行诸如电解抛光加工316L不锈钢后。
如何将CNC铣削工具与不同的材料匹配？
金属材料工具匹配
1.铝合金
铝合金的硬度低，并且倾向于坚持使用该工具。建议使用镶有钻石的碳化物工具。如Sandvik Coromant 2023报告所示，钻石涂层可以减少摩擦，并使工具的寿命更长3倍。选择一个3边底铣刀，切割速度为800-1500 m/min，进料为0.1-0.3 mm/牙齿。
2.不锈钢（304/316L）
不锈钢在加工过程中易于硬化，因此需要具有高韧性的工具。 Tialn涂层的碳化物切割工具具有耐热性。高压冷却是偏好的工具，因为它在加工316升中将工具磨损降至30％。
3. titanium合金
钛合金无导电性，并具有切割的高温。建议使用PCD（PolyCrystalline Diamond）工具。 PCD工具具有将切割速度提高到60-100 m/min的能力，并将进料率降低到0.05-0.1 mm/牙齿，以避免芯片积累。
非金属材料的工具匹配
1.工程塑料（例如窥视，尼龙）
塑料易于融化并与该工具形成粘结，因此使用具有锋利边缘的高速钢工具。双边端磨机适合切割弯曲表面，切割速度设置为300-600 m/min。成为专业人士CNC铣削服务公司，我们将提供材料测试，以确保工具的兼容性。
2.碳纤维复合材料
碳纤维是设备上的严重磨损，因此必须使用钻石涂料或陶瓷工具。 Fraunhofer Institute 2021的实验结果表明，2边螺旋铣刀可以降低分层的风险。切割速度最好以200-400 m/min的速度控制，并且轴向切割深度不超过1.5 mm。
CNC铣削工具的不同材料参考
| 材料类型 | 推荐切割工具 | 前角（度） | 切割速度（m/min） | JS建议 |
| 铝合金 | 钻石涂料。 | 15-20 | 800-1500 | 在高压下冷却。 |
| 不锈钢304 | tialn涂层。 | 8-12 | 40-80 | 定期检查磨损。 |
| 钛合金 | 超铁谷物。 | 6-8 | 60-100 | 严格的控制参数。 |
| 窥视塑料 | 硬质合金。 | 25-30 | 300-600 | 监测温度。 |
| 碳纤维复合材料 | PCD切割工具。 | 特别的 | 200-400 | 真空吸尘器可用。 |
如何使用特殊材料进行5轴CNC铣削？
1.数量角度处理可减少材料变形
5轴CNC铣削机器可以同时控制五个运动轴，以实现复杂表面的连续加工。当处理难以机械材料（例如钛合金和基于镍的高温合金）时，该机器可以自动调整工具角度，以避免局部过热引起的材料变形。我们公司采用恒定的温度研讨会和专门的冷却系统，在处理飞机发动机叶片中成功将材料损失率降低了18％。
2.定制工具路径确保加工精度
基于碳纤维复合材料的各向异性性质，5轴CNC铣削系统具有生成三维工具路径的能力。通过实时监控切割力的波动，进料率和切割深度自动控制。当JS公司在医疗设备中为客户处理骨科植入物时，它应用了该技术来维持RA0.2μM内的表面粗糙度，该技术完全达到了医疗级别。
3.物质属性数据库促进过程优化
我们公司已经建立了一个具有200多种特殊材料的处理参数数据库。在通过5轴CNC铣削处理镁铝合金零件的过程中，该系统将自动调用防火加工计划预设，以及用于安全操作的真空吸尘器。该技术已用于用于新型能车的大量生产电池盒中，加工效率提高了25％，尺寸稳定性为±0.01mm。
如何维护不同的CNC铣削材料？
1.铝合金
铝合金易于氧化，并且不是很硬。处理后，应用无水乙醇擦除表面。放置在存储中时，应将其密封并防止水分证明，以避免接触酸性物质。加工时使用水基冷却液，以避免粘在刀上的材料。
2.不锈钢
不锈钢加工后必须立即除去铁归档，以避免刮擦表面。钝化处理可以改善耐腐蚀性。将硝酸溶液浸泡20分钟（浓度为10％-15％）。
3. titanium合金
加工后，钛合金需要将钛合金储存远离光，并涂有抗氧化油脂。选择一个pH中性配方来切割液体以防止氢的含量。
4.peek
吸收水分后，PEEK易于变形。在加工之前，需要将其干燥80烤箱4小时。在加工过程中使用空气冷却以避免材料的碳化。
5.NYLON（PA）
加工后需要密封和包装尼龙，湿度可控制40％以下。使用锋利的切割边缘进行切割工具来减少毛刺。
6.abs
ABS应在不超过50℃的温度下存储，并避免直接的紫外线。需要及时清洁加工碎片以防止静电吸附污染。
7.碳纤维（CFRP）
碳纤维加工后，需要用真空吸尘器去除灰尘，并应佩戴防护设备以防止皮肤刺激。检查每30分钟磨损工具以避免纤维分层。
为什么某些材料的价格较高，但总成本较低？
作为JS的高级工程师，我将利用20多年的工作经验来分析高价材料成本优化的核心原因：
1.物质特性直接影响产品寿命
JS有50多种材料选择，其中一些材料昂贵，但更具耐磨性，耐腐蚀或抗疲劳性。用这种材料制成的零件的寿命通常会延长30％-50％，从而降低了替代率。我们通常使用传输部件使用高强度合金，其寿命最多可以是普通材料的2.3倍。
2.处理效率存在差异
为了最大程度地发挥材料属性，我们的公司通常具有昂贵的高度表现材料。根据生产数据，当使用特定的工程塑料进行批处理处理时，单件处理时间可以减少18％，并且废料率可以降至2％以下。这种效率优势足以抵消材料的成本差。
3.掩盖了成本的节省
我们公司采用±0.005mm的精度控制，使用高质量材料的产品资格率最高可达98％。比较测试表明，在同一过程下的常规材料的返工率将提高到12％，并将添加诸如测试和维修之类的额外费用。
4.可持续的发展因素
尽管我们的环保复合产品每单位成本更高，但它们符合ROHS，并且具有85％的可回收性。这些商品可以帮助客户节省废物处理成本，同时满足出口所需的环境认证水平。
与JS公司有关的数据比较：
| 指数 | 高价材料群 | 普通材料组 |
| 平均有用寿命（月） | 24 | 16 |
| 处理时间（分钟） | 45 | 55 |
| 批次资格率 | 98％ | 88％ |
| 年度维护频率 | 2.1 | 3.8 |
比较数据基于2023年的217个JS类似项目的统计数据。数据表明，尽管高成本材料的使用量增加了初始投资12％-15％，但生命周期成本可以降低18％-22％。这种成本结构优化效果在大规模生产的情况下尤为突出。我们的员工将为客户提供有关的定量分析报告材料选择基于特定的工作条件。
概括
金属，塑料和复合材料等材料可以使用CNC铣削处理。最常见的金属材料包括适合不同工业需求的铝合金，不锈钢和钛合金。 5轴CNC铣削技术可用于以效率处理复杂零件，而小型CNC铣削设备适合精确小零件生产。
CNC铣削转动复合处理技术可以在一台机器上完成许多流程并提高生产效率。材料选择应考虑机械性能，处理难度和成本因素。正确的材料选择和处理方法可以确保产品质量并降低生产成本。随着技术的发展，CNC铣削可以处理的材料类型正在不断扩大。
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常见问题解答
1. CNC加工使用的一般材料是什么？
应用于CNC加工的常见金属材料包括铝合金，不锈钢和钛合金，这是制造高精度组件的理想选择。尼龙和PEEK等工程塑料通常可用于绝缘或轻加权组件。考虑到电导率和刚度，可以为特殊目的选择铜合金或碳纤维复合材料。
2.适用于CNC加工的铝合金？
铝合金对于CNC加工非常通用。该材料具有介于两者之间的硬度，降低电阻，加工时工具上的磨损更少，并且可以达到高达±0.02mm的精度。加工后，标准模型（例如6061）的表面表面为RA0.8μm。
3.如何铣削复合材料？
复合铣削需要钻石涂料或PCD工具，主轴速度设置为8,000-15,000 rpm，并且进料速率以0.02-0.1mm/牙齿控制。在加工中，使用真空吸尘器及时去除灰尘，并使用空气冷却系统来防止树脂过热，从而有效防止分层和毛刺缺陷。
4.哪种塑料最容易处理？
ABS，POM和尼龙最容易处理。 ABS难以切割且难以变形，因此应将其用于产生原型。 POM是处理后最僵硬，表面平滑度可以高达RA0.4μm。尼龙必须谨慎对待其吸湿性，并且在加工前必须在80℃时干4小时。
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