學習CNC需要了解哪些材料的加工特性？

來源：發(fā)布時間：2025-08-20

一、金屬材料：鋼、鋁、銅的加工特性碳素鋼 / 合金結(jié)構鋼（如 45 鋼、20Cr）

硬度中等（HB180-250），韌性適中，是常用的結(jié)構材料。加工特性：切削時易產(chǎn)生連續(xù)切屑，需注意斷屑（可選用帶斷屑槽的刀具）；高速切削時（轉(zhuǎn)速 > 3000r/min）會產(chǎn)生積屑瘤（導致表面粗糙），需用冷卻系統(tǒng)降溫，或選用涂層硬質(zhì)合金刀（如 TiAlN 涂層）減少摩擦。切削參數(shù)參考：立銑刀轉(zhuǎn)速 1500-3000r/min，進給速度 80-200mm/min，切削深度≤刀具直徑的 1/3。鋁合金（如 6061、7075）

硬度低（HB60-120），導熱性好（約為鋼的 3 倍），但塑性高，易粘刀。加工特性：適合高速切削（轉(zhuǎn)速 5000-10000r/min），高速下切屑易斷裂，表面光滑；需避免低速加工（<1000r/min），否則鋁屑會粘在刀刃上形成 “鋁瘤”，劃傷工件表面。刀具選無涂層硬質(zhì)合金（如 WC-Co 合金），切削液用煤油或鋁加工液（減少粘連）。進給速度可提高至 300-800mm/min，效率遠高于鋼件。銅及銅合金（如紫銅、黃銅）

紫銅（純銅）塑性極高，切削時切屑呈 “帶狀”，易纏繞刀具；黃銅（含鋅）韌性較低，切屑較脆。加工特性：紫銅需用鋒利刀具（前角 15°-20°）和斷屑裝置，避免切屑纏繞主軸；黃銅可采用較高轉(zhuǎn)速（2000-5000r/min），但需注意其耐磨性差，刀具易磨損（尤其是加工含硅的黃銅）。切削參數(shù)參考：進給速度 100-300mm/min，切削深度不宜過大（≤5mm），防止刀具過熱。二、塑料材料：亞克力、尼龍的加工特性亞克力（PMMA）

硬度高（洛氏硬度 M80-100），脆性大，加工時易產(chǎn)生崩邊和裂紋。加工特性：需用鋒利單刃刀具（減少切削力），轉(zhuǎn)速 20000-30000r/min（高速切削可降低崩邊），進給速度 500-1000mm/min；避免冷卻水污染（亞克力遇水易開裂），可采用風冷或干切；夾持力要適中（過緊會壓裂工件）。尼龍（PA）

韌性高，耐磨性好，但易吸潮（導致尺寸膨脹）。加工特性：切削時易 “粘刀” 和 “變形”，需用高速切削（轉(zhuǎn)速 10000-20000r/min）和大前角刀具（減少擠壓）；加工前需干燥（80℃烘干 4 小時），避免因水分導致加工后尺寸收縮；進給速度可設為 300-600mm/min，切削深度≤3mm（防止工件因熱變形翹曲）。三、復合材料：碳纖維、玻璃纖維的加工特性碳纖維增強塑料（CFRP）

強度高、密度低，但纖維硬度極高（莫氏硬度 5-6），是典型的 “難加工材料”。加工特性：刀具磨損極快（普通硬質(zhì)合金刀壽命為加工鋼的 1/10），必須用金剛石涂層刀具或 PCD（聚晶金剛石）刀具；切削時纖維易 “拔出” 導致表面粗糙，需用低速（轉(zhuǎn)速 3000-6000r/min）、小進給（50-100mm/min），并采用 “順銑”（刀具旋轉(zhuǎn)方向與進給方向一致）減少纖維撕裂；冷卻需用高壓氣冷（避免切削液污染纖維）。玻璃纖維增強塑料（GFRP）

與碳纖維類似，但玻璃纖維更脆，加工時易產(chǎn)生粉塵（危害健康）。需加強防護（戴防塵面具），刀具選碳化鎢合金（比碳纖維加工的金剛石刀成本低），轉(zhuǎn)速 5000-8000r/min，進給速度 80-150mm/min，重點控制粉塵擴散。四、關鍵總結(jié)：材料特性與加工策略的對應關系硬度決定刀具材料：高硬度材料（鋼、碳纖維）用硬質(zhì)合金或涂層刀；低硬度材料（鋁、塑料）用普通硬質(zhì)合金或高速鋼。韌性影響切削參數(shù)：高韌性材料（紫銅、尼龍）需高速 + 鋒利刀具；低韌性材料（亞克力、鑄鐵）需控制進給速度防崩裂。導熱性關聯(lián)冷卻方式：導熱差的材料（塑料、碳纖維）用風冷；導熱好的材料（鋁、銅）用水基切削液。

掌握這些特性后，能避免 “用加工鋼的參數(shù)切鋁導致效率低”“用普通刀加工碳纖維導致快速磨損” 等問題，讓編程和操作更貼合材料本質(zhì)，加工質(zhì)量和效率會提升。

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