加工材料的应用范围与特性

CNC机床加工中的材料选择与加工特性分析在CNC（Computer Numerical Control）机床加工中，材料的选择是一个至关重要的决策，直接影响到加工质量、效率和成本。

本文将分析CNC机床加工中的材料选择和加工特性，以帮助读者更好地理解和应用。

一、材料选择的重要性材料选择是CNC机床加工过程中的首要决策。

正确选择材料可以保证产品的机械性能、耐用性和外观质量，减少加工中的问题和成本。

通过考虑以下因素进行材料选择：产品用途、机械和物理性质、环境条件、加工要求和成本等。

二、常见的CNC机床加工材料1. 金属材料金属材料是CNC机床加工中最常用的材料之一。

常见的金属材料包括钢铁、铝、铜、不锈钢和钛等。

钢铁在机床加工中应用广泛，具有较高的强度和耐磨性，适用于汽车零部件和机械设备等领域。

铝材轻巧、导热性好，广泛用于航空航天领域。

铜材具有良好的导电性和导热性，常用于电子器件制造。

不锈钢具有抗腐蚀性能，适用于制作耐用耐腐蚀的产品。

钛材轻质且具有高强度，适用于航空航天和生物医学领域。

2. 塑料材料塑料材料在CNC机床加工中也有广泛应用。

常见的塑料材料有聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）和聚苯乙烯（PS）等。

塑料材料具有良好的耐腐蚀性和绝缘性能，常用于电子器件外壳和化工容器等。

3. 合金材料合金材料是将两种或两种以上的金属或非金属物质按一定比例进行混合而成的材料。

常见的合金材料有铝合金、镁合金和钛合金等。

合金材料具有较高的强度和耐腐蚀性能，适用于航空、航天和汽车等领域。

三、不同材料的加工特性分析1. 金属材料的加工特性金属材料具有良好的导热性和导电性，但同时也具有较高的硬度和粘性。

加工过程中需要考虑合适的切削参数和刀具选择，以确保加工质量和效率。

同时，金属材料还容易产生切削热和变形等问题，需要通过合理的冷却和加工策略进行控制。

2. 塑料材料的加工特性塑料材料相对较软，易于切削和成型。

对于塑料材料的加工，需要考虑合适的切削速度和进给速度，以避免产生过多的热量引起熔化或变形。

途、工作条件和材料的物理、化学、机械和工艺性能以及经济因素等进行全面考虑。
用途、工作条件、物理、化学、机械工艺性能、经济性。
零件材料 各种材料的化学成分和力学性能可在相关国标、行标 和机械设计手册中查得。
以功能來分: 依其機械、電氣、熱學及其他性質功能來分。
1 )泛用塑膠： 通常以美觀及低功能使用要求，為訴求重點。 如：PE 、 PVC 、 PMMA、ABS
轴用材料
要求: 充分強度/耐磨性/耐疲勞性/充分硬度/充 分橈度
選用
一般用軸材料(A3/S10C/S45C) 強力用軸材料(SNCM240(价高)/42CrMo)
齿轮用材料
要求: 充分強度/耐磨性/充分硬度/耐衝擊性/易 加工性
選用
高周波淬火處理材料(S45C/42CrMo) 滲碳淬火處理材料(42CrMo) 氮化相比，钢具有高的强度、韧性和塑性。 可用热处理方法改善其力学性能和加工性能。
选用原则： 优选碳素钢(A3.S45C)，其次是硅、锰、硼、钒类合
金钢,特殊硬度可以选合金工具钢（Cr12).
金属热处理方式
热处理方式：退火、正火、淬火和回火四种基本工艺，俗称金 属热处理的“四把火”。 1.退火：是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不 同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达 到 或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为 进一步淬火作组织准备。 2.正火：是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效 果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削 性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。 3.淬火：是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水 溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。 (S45C可以达到42-50HRC, Cr12可以达到52-60HRC) 4.回火：是为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而 低于 710℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这 种工艺称为回火

T13
韧性低，硬度高
用于制作不受振动的而需特别高硬度的的工具如切硬金属的工具刮刀、铰刀、丝锥、锉刀、刮刀、雕刻刀等
6、灰铸铁
牌号
特性
用途
HT100
碳以片状石墨存在。塑性和韧性较低，但有一定的强度，抗压强度高，有良好的吸振性、润滑性、导热性、切削加工性和铸造性。普通铸铁中加入合金元素（硅、锰、镍、铬、钼等）便黄基体组织发生变化，从而具有耐热、耐低温、无磁等性能。
30Cr13
(sus420J2)
具有一定耐磨性及抗腐蚀性，硬度较高(HRc52-55),而耐损性等各方面之性能并不太出众。
容易切割及打磨，故适宜於用作大量生产之厂制刀具，420钢亦因碳含量低而耐锈力极佳,故亦是生产潜水刀具之理想钢材。钢筘筘片
10Cr17
(sus430)
是具有良好的耐腐蚀性能的通用钢种，导热性能比奥氏体好，热膨胀系数比奥氏体小，耐热疲劳，添加稳定化元素钛，焊缝部位机械性能好。
用于各种深引伸和弯折制造的受力零件，如销钉、铆钉、垫圈、螺母、导管、气压表弹簧、筛网、散热器零件等。
H68
H70
有极为良好的塑性（是黄铜中最佳者）和较高的强度，切削加工性能好，易焊接，对一般腐蚀非承安定，但易产生开裂。
用于复杂的冷冲件和深冲件，如散热器外壳、导管、波纹管、弹壳、垫片、雷管等
9、常用工程塑料
GCr15SiMn
179-217
在GCr15的甚而上适当增加硅、锰含量、其淬透性、弹性极限、耐磨性均有明显提高，冷加工塑性中，切削加工性能差，焊接性差
用于制作大尺寸的轴承套圈、钢球、圆锥滚子、球面滚子等，轴承零件的工作温度小于1800C,还用于制作模具、量具、丝锥及其他要求硬度高且耐磨的零部件
4、不锈钢

电火花加工的基本原理、特点和适用范围1、电火花加工的基本原理：基于工具和工件(正、负电极)之间脉冲性火花放电时的电蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。

2、电火花加工的特点：（1）电火花加工属不接触加工。

（2）加工过程中没有宏观切削力。

（3）易于实现加工过程自动化。

3、电火花加工的适用范围（1）适合于难切削材料的加工（2）可以加工特殊的零件（3）可以加工复杂形状的零件（4）可以改进结构设计，改善结构的工艺性4、电火花加工的局限性（1）只能用于加工金属等导电材料（2）加工速度一般较慢（3）存在电极损耗（4）最小角部半径有限制电火花线切割加工的基本原理和特点1、电火花线切割加工的基本原理：利用移动的细金属丝(铜丝或钼丝)作为工具电极(接高频脉冲电源的负极)，对工件(接高频脉冲电源的正极)进行脉冲火花放电、切割成形。

根据电极丝的运行速度，电火花线切割机床通常分为两大类：（1）高速走丝电火花线切割机床（快走丝）（2）低速走丝电火花线切割机床（慢走丝）2、电火花线切割加工的工艺特点（了解）数控电火花加工机床电火花加工机床及其组成1、国产电火花穿孔、成形加工机床的型号与参数1985年起国家把电火花穿孔成形加工机床定名为D7l系列，其型号表示方法如下：2、数控电火花穿孔、成形加工机床的组成：包括（1）主机、（2）电源箱、（3）工作液循环过滤系统、（4）伺服进给系统。

数控电火花穿孔成形加工机床的机械装置1、HCD300K电火花加工机床简介2、数控电火花穿孔成形加工机床的主要机械装置数控电火花线切割机床组成：床身、坐标工作台、走丝机构、丝架、工作液箱、附件和夹具等组成。

数控电火花线切割机床的型号与参数1、电火花线切割机床的型号与参数数控电火花线切割机床型号表示方法如下：例如：DK7725表示工作台横向行程为250mm的数控电火花线切割机床。

2、数控电火花线切割机床的主要技术参数包括：1）工作台行程(纵向行程×横向行程)；2）最大切割厚度；3）加工表面粗糙度；4）加工精度；5）切割速度；6）数控系统的控制功能等。