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cnc - El mecanizado, con su alta precisión y eficiencia, se ha convertido en la tecnología central en la fabricación aeroespacial, de fabricación de automóviles, dispositivos médicos y otros campos. Ya sea que se trate de una conformación rotacional de precisión de piezas metálicas en el mecanizado de torno o la formación eficiente de superficies complejas En el procesamiento de los materiales de la selección de los materiales y el factor de la selección de los materiales que siempre es la calidad y el factor de los materiales es la calidad y el factor de los materiales es la selección de los materiales y el factor de los materiales que siempre es la selección de los materiales, la calidad. de productos. Desde la aleación de aluminio hasta los compuestos de acero inoxidable y de fibra de carbono, la dureza, la tenacidad y la conductividad térmica de cada material afectan directamente la vida útil de la herramienta, los parámetros de corte e incluso la calidad de la superficie definitiva.
En este documento, las características y la lógica de selección de los materiales convencionales en el mecanizado CNC se analizarán sistemáticamente para proporcionar una orientación integral a los profesionales desde el diseño hasta la implementación.
¿Qué es el mecanizado CNC?
CNC machining is a technology that realizes high precision automatic machining through computer numerical control. su núcleo se encuentra para usar instrucciones previas programadas para controlar el movimiento de la máquina herramienta, lathe mecanizado , molm mecanicing , molienda ">" cuando la herramienta de reales puede moldear, la herramienta de referencia, la herramienta de referencia de la herramienta de referencia de la formación de compleja de la formación de compleja de la formación de compleja de la formación de la formación de la formación compleja de la forma compleja de la formación de compleja de la formación de complejo de la formación de la formación de complejo de la formación de complejo de la formación de complejo de la formación de la formación. Estructuras de superficie y precisión por enlace del eje multiaxial la pieza de trabajo. mecanizado es adecuado no solo para materiales metálicos como aleación de aluminio y acero inoxidable, sino también para materiales no metálicos como plásticos y compuestos. ">" El mecanizado puede optimizar las rutas de herramientas y los parámetros de corte y mejorar la eficiencia al tiempo que garantiza la calidad de la superficie y la consistencia de la dimensión de las piezas.
¿Cuáles son los materiales de metal más utilizados en el mecanizado CNC?
En el mecanizado CNC, la selección de materiales metálicos determina directamente la eficiencia del mecanizado, la precisión y el control de costos del producto terminado. The most commonly used classifications and characteristics of metallic Los materiales son los siguientes:
1. aleación de aluminio (por ejemplo, 6061, 7075)
cnc sus datos de data de baja duración, reduces, reduces, reduces, reduces, "span data-v-7b79c893 ="> "sus datos de baja durades, su ritmo de duras, sus régimen de duras, sus redes de duras,". Particularmente adecuado para componentes aeroespaciales , como soportes y carcasas, así como piezas ligeras de automóviles como ruedas y capucha.
2. acero inoxidable (por ejemplo, 304, 316l)
Stainless steel is commonly used in CNC mecanizado para alta resistencia a la corrosión, como Instancias médicas (instrumentos quirúrgicos) , equipo de procesamiento de alimentos, etc.
3.mold acero (por ejemplo, S136, p20)
en moldeo por inyección y muere en el coloque de la resistencia de la alta resistencia debido a su alta resistencia y el satabilidad. 4.titanium aleación (por ejemplo, ti6al4v)
en cnc-machine cnc-machine cnc-machine. Se necesitan herramientas PCD o frescas recubiertas de diamantes y los parámetros de corte (velocidad <800 rpm, velocidad de alimentación <0.1 mm/r) están optimizados para inhibir la asfixia de la herramienta.
5.copper aleys (por ejemplo, C18150)
Las aleaciones de cobre tienen conductividad térmica y son ideales para los componentes 5G RF disipadores de calor de cobre.
Punto técnico: La adaptabilidad de los diferentes materiales metálicos en el mecanizado CNC depende de la coincidencia de propiedades físicas y parámetros tecnológicos. mediante el uso de databas de materiales y sistemas de selección inteligentes, tal como la recomendación de AI de AI. se puede combinar rápidamente.
En el mecanizado CNC, la clasificación de materiales no metálicos se basa principalmente en su composición química y propiedades físicas. The basic classification and characteristics of common non-metallic materials are as Sigue: 1. Ingeniería de plásticos 2. materiales compuestos 3. materiales de cerámica 4. caucho y elastómeros Punto técnico: El procesamiento de materiales no metálicos para ajustar los parámetros de proceso de acuerdo con las características materiales. 
¿Cuáles son las clasificaciones básicas para el mecanizado CNC común de materiales no metálicos?
¿Cómo elegir herramientas de corte CNC y parámetros de mecanizado basados en la dureza del material?
<> Spans Class. Data-TransLateId = "A246CC7Be9DFD705865BF8D5EE200484" DataS-Pos = "0" Data-Len = "3" Data-V-7B79C893 = ""> Según la dureza del material (dureza de HRC Rockwell), hay tres tipos de objetos de procesamiento. Diferente dureza tiene diferentes efectos sobre el desgaste de la herramienta, la fuerza de corte y la precisión del mecanizado:
| rango de dureza (HRC) | materiales típicos | dificultades de procesamiento | estrategia de respuesta de tecnología JS |
| baja dureza (HRC <30) | aleación de aluminio, aleación de cobre, plástico. | Acumulación del calor de corte y oxidación de la superficie. | Optimizar el refrigerante+proceso de corte de alta velocidad. |
| dureza moderada (HRC 30-50) | acero inoxidable, apagado y templado de acero. | Cutlass y Workbiewing Hardening. | herramientas recubiertas + puesta en escena. |
| alta dureza (HRC> 50) | acero endurecido, hierro fundido, aleación dura. | Las herramientas se usan rápidamente y la fuerza de corte aumenta rápidamente. | herramienta de corte CBN+diseño especializado de accesorios. |
< Tool material and processing parameter matching table
Basado en el resumen de la práctica a largo plazo de la empresa JS, las siguientes soluciones se recomiendan en la conjunción con escenarios de torres de mecanizado:
| dureza grado | material de herramienta recomendado | velocidad de corte (m/min) | tasa de alimentación (mm/r) | profundidad de corte (mm) | JS Technology destaca | baja dureza | aleación dura recubierta (tialn) | 200-400 | 0.2-0.5 | 1-3 | Control de enlace de eje múltiple Con rugosidad de la superficie ≤0.8 μm. |
| dureza media | aleación dura de grano fino (yg8) | 80-150 | 0.1-0.3 | 0.5-2 | Tecnología de compensación de deformación térmica con precisión ± 0.01 mm. |
| dureza alta | Herramientas de corte CBN (nitruro de boro cúbico) | 50-120 | 0.05-0.2 | 0.1-0.8 | Los accesorios especializados pueden reducir la vibración y prolongar la vida útil tres veces. |
Technical advantages and practical validations of JS
Personalización de la herramienta:
- Proporcione herramientas de corte nano recubiertas (como Tialn, DLC) con hasta más del 50% de resistencia al desgaste.
- Soporte de clientes para personalizar herramientas de corte de geometría especial (como Blades, Blades Wavy, etc.).
Optimización inteligente de los parámetros del proceso:
- Evite automáticamente el riesgo de interferencia de la herramienta mediante el uso del software CAM para simular el proceso de corte.
- El control de la alimentación adaptativa de mecanizado se adopta para mejorar la eficiencia en un 20%.
Soporte de base de datos de materiales:
- Hay más de 50 bibliotecas de parámetros de procesamiento de materiales (incluidos metales, plásticos y compuestos).
- actualizaciones en tiempo real sobre materiales líderes en la industria, como plásticos de alto rendimiento como PEKK y PEI.
Sistema de garantía de calidad:
- cmm inspección completa con tolerancia de tamaño de ± 0.005mm .
- Provide cutting parameter verification report to reduce customer trial and error cost.
4.Operational tips and caveats
- Cutting verification: Even if the parameters match, 200mm x 200mm cutouts still need to be processed to test surface quality.
- Tool life monitoring: Cutting force monitoring system (JS system alarm threshold adjustable) for tool wear alarm.
- Environmental control: In the process of processing high hardness materials, the temperature of the workshop (± 2℃) is stable to avoid the hot expansion and cold shrinkage affecting accuracy.
How to solve the tool wear problem of titanium alloy materials in CNC machining?
1.The main causes of wear of titanium alloy tool
- Hardness and work hardening tendency: Titanium alloys (such as Ti-6Al-4V) are prone to work hardening during cutting, resulting in rapid wear and tear tool edges.
- Low heat conductivity: Heat is concentrated in the point of contact of the tool, which exacerbates high temperature softening and chemical wear.
- High chemical activity: Titanium alloy are prone to chemical reactions with tool materials, resulting in adhesive wear (adhesion phenomenon).
2.Targeted solutions and implementation approaches
Combining the technical points of different machining stages, the optimization strategy of JS titanium alloy machining tool wear is introduced below:
| Causes of wear | Solution | Implementation method | Effect evaluation |
| Work Hardening | Use superhard tool materials. | Use cubic boron nitride (CBN) or diamond coated cutting tools with hardness ≥ 40GPa were used. | Knife life is 2-3 times longer. |
| Low thermal conductivity |
Optimization of cooling process. |
High pressure micro lubrication + internal (MQL) + internally cooled cutting tools with coolant pressure ≥ 10MPa. | Reduce cutting temperature by -50%. |
| Chemical bonding wear | Coating technology. | TiAlN/TiCN composite coating thickness of 2-5 μm and friction coefficient <0.3. | The surface roughness ≤ 0.8μm decreased knife viscosity. |
| Unreasonable cutting parameters | Optimization. | Reduce spindle speed (200-400rpm), reduce feed speed (0.05-0.15mm/r) and increase the axial cutting depth (0.5-2mm). | Reduce cutting force fluctuations and improve processing stability. |
| The tool Insufficient geometric design | Improved blade shape and chip removal groove. | Spiral chip groove angles (30-45°) were optimized using large rake angles (15-20°) and negative blade inclination angle (-10-15°). | Smooth chip discharge reduces the risk of secondary cutting. |
3.Comparison of practical application cases
JS optimizes tool and process parameters, and the typical machining effect of titanium alloy is as follows:
| Indicator | Before optimization | JS optimized | Improvement range | Tool life (number of pieces) | 50-80 pieces | 150-200 pieces | ↑ 180%-250% | Surface roughness (Ra) | 1.6-3.2μm | ≤ 0.8μm | ↓ 50%-75% | Processing efficiency (pieces/hour) | 10-15 pieces | 25-30 pieces | ↑ 60%-100% |
| Cutting force (N) | 2,000-2,500 | 1,200-1,600 | ↓ 30%-40% |
4.Precautions and maintenance suggestions
- Periodically inspect tool wear: Changes in blade blade radius change when threshold ≥ 50μm) were monitored using an optical profilometer.
- Avoid the risk of tool breakage: When processing thin-walled parts to reduce feed speed, layered cutting strategy.
- Environmental control: Workshop temperature shall be stable at 20±2 °C and humidity ≤ 50% to prevent moisture absorption deformation of materials.
What are the effects of storage conditions for different materials on CNC machining?
1.Improper humidity control
- Metals (such as aluminum alloys and magnesium alloys): High humidity can easily lead to oxidation or corrosion of the material's surface, causing burrs or increasing surface roughness during processing. For example, if the oxide layer of aluminum alloy thickens in a humid environment, additional cutting depth or tool replacement is required.
- Engineering plastics (e.g. nylon, PC): After absorbing moisture, the material expands and the stability of the dimensions decreases, which may lead to deformation or size deviation of the processed parts.
2.Effects of temperature fluctuations
- Thermal expansion and shrinkage of sensitive materials (such as titanium alloys and Invar alloys): Temperature changes can lead to changes in material size, which can affect machining accuracy. titanium alloy, for example, expand at high temperatures, leading to tool path deviation during milling and requiring recalibration of machine tool parameters.
- Plastics (e.g. ABS, PEEK): Softens and deforms at high temperatures, increases brittleness at low temperatures, and is prone to cracking or layering during processing.
3.Insufficient packaging protection
- Surface scratches and contamination: If metal sheets are not coated with rust resistant paper or plastic sheeting, scratches during transport or storage can reduce the surface's smoothness and require additional polishing processes.
- Dust absorption: Carbon fiber composites are exposed to dust environments during processing. Impurities can become embedded inside the material and affect the strength of the structure.
4.Lack of anti oxidation measures
- Easily oxidizable metals (e.g. magnesium alloys and copper alloys): If not coated with rust oil or nitrogen protection, oxidation intensifies during processing and tool wear increases by 30%-50%.
- Solution: Use vacuum packaging or desiccant to absorb moisture from the environment and extend the material's shelf life.
5.Misclassification and storage
- Risk of cross-contamination: Mixing hard materials (e.g. tungsten carbide) with soft materials (e.g. polyethylene) may cause scratches on the surface and require separate storage in different areas.
- Physical damage: Excessive pile bar height may cause gravitational bending and affect the clamping stability during lathe machining.
The development trend of future CNC machining materials
1.Accelerate the popularization lightweight materials.
Aluminum alloy and magnesium alloy:
- Continue to replace traditional steel in automotive, aerospace and other fields by optimizing components such as high-strength aluminum alloy, magnesium alloys, and achieve 30%-50% weight loss.
- The improvement of CNC machining processes such as high-speed cutting and micro lubrication has further improved their machining efficiency.
Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRPs):
- It combines with a metal matrix to form a sandwich structure (such as carbon fiber+aluminum alloy) that balances strength and weight and is widely used in areas such as drones and racing cars.
- CNC machining needs to solve the problems of decolletage and burr, and promote the development of multi-axis coupling and special cutting tools.
2.Surge in demand for high-performance engineering materials
- Titanium alloy and superalloys: core materials used in extreme working conditions such as aviation engines and gas turbines. CNC machining needs to break through the bottleneck of high hardness and low thermal conductivity and promote the upgrading of CBN tool and cooling technology.
- Ceramic based composite materials: For semiconductor equipment and nuclear power components, specialized grinding processes and superhard cutting tools (such as diamond coatings) require to be developed.
3.The rise of sustainable and environmentally friendly materials
- Recycled metal materials: Improve the proportion of aluminum, copper and other metal shavings to be recycled and reused, and reduce the waste of raw materials through CNC netting.
- The biodegradable materials: PLA and PHA in consumer packaging is expanding. CNC machining needs to adapt to its low melting point and good moisture absorption characteristics.
Summary
In the field of CNC machining, material selection and application have always been the key factors to determine product performance and machining efficiency. From traditional aluminum alloys and titanium alloys to emerging carbon fiber composites, CNC machining has diversified the manufacture of precision parts by adapting to the physical properties of different materials. Metallic materials dominate industrial applications due their high strength and thermal conductivity, while non-metallic materials appear in light and extreme environmental scenarios.
In the future, with the increasing demand for lightweight, sustainable, and intelligent CNC machining will further integrate AI-driven material databases, multi-axis coupling processes, and green manufacturing technologies to drive breakthroughs in nano-precision and cross-material integration of machining lathe and machining mill, reshaping the boundaries of manufacturing in the future.
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