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CNC -Fräsetechnologie ist eines der wichtigsten Herstellungsprozesse für Präzisionsteile. Unabhängig davon, ob es sich um fortgeschrittene Teile im Luft- und Raumfahrt- oder Präzisionsteile in medizinischen Geräten handelt, kann CNC-Fräste mit hoher Wirkung und leistungsstarken Verarbeitungslösungen für die Verarbeitung von hoher Präzisionsverarbeitungslösungen bieten.
.In diesem Artikel wird eine vollständige Einführung in die Arten von Materialien bereitgestellt, die üblicherweise für CNC -Fräsen und spezielle Materialüberlegungen für 5 -Achsen -CNC -Fräsen verwendet werden, um die beste Materialauswahl auf der Grundlage der Projektanforderungen zu treffen. Unabhängig davon, ob Sie ein Käufer sind, der nach CNC -Fräseressen sucht, oder ein Hersteller, der sich für die Kosten von CNC -Fräsmaschinen interessiert, hilft Ihnen dieser Leitfaden bei hilfreichen Referenzdaten.
Was sind die am häufigsten verwendeten Metallmaterialien im CNC -Fräsen?
Metallmaterialien haben immer oberste Priorität für CNC-Mühlenbearbeitung . Obwohl Kunststoffmaterialien nun durch Metalle ersetzt sind, verarbeiten die Mehrheit der Gerätehersteller immer noch gerne Metallmaterial, da sie scheinbare Stärke, Haltbarkeit und Genauigkeitsvorteile besitzen.
1.Aluminiumlegierung
Aluminiumlegierung ist ein häufig verwendetes Material für das CNC -Fräsen, da es leicht, mäßig hart und einfach zu verarbeiten ist. 6061 und 7075 sind die beliebten Formen. 6061 kann für allgemeine strukturelle Teile verwendet werden, und 7075 ist in Stärke höher und geeignet für Luft- und Raumfahrtteile . Aluminiumlegierung hat einen niedrigen Schneidwiderstand und einen geringen Werkzeugverschleiß im CNC-Fräsen, der für Hochgeschwindigkeitsbearbeitung geeignet ist.
2. stallfreies Stahl
Edelstahl hat eine hohe Korrosionsbeständigkeit und kann in medizinischen Geräten, Chemikalien und Lebensmittelverarbeitungsgeräten eingesetzt werden. 303, 304 und 316L sind üblich, 303 ist leicht zu maschine und für komplexe Teile geeignet, 304 ist allgemein und 316L hat die höchste Korrosionsbeständigkeit, aber etwas schwieriger zu verarbeiten. Achten Sie bei der Bearbeitung von Edelstahl von CNC -Frästen auf die Auswahl der Werkzeuge und die Kühlstrategien, um eine Härtung zu vermeiden.
3.Carbon Stahl
Kohlenstoffstahl ist von kostengünstiger und hoher Festigkeit und sieht weit verbreitet Verwendung in mechanischen Teilen und Werkzeugherstellung . Klassische Beispiele sind 1018 (niedriger Kohlenstoffstahl) und 1045 (mittlerer Kohlenstoffstahl). 1018 ist leicht zu verarbeiten, aber mit geringer Festigkeit, während 1045 mit Hitze behandelt werden kann, um die Härte zu erhöhen. Beim Mahlen von Kohlenstoffstahl mit CNC müssen die Schnittparameter kontrolliert werden, um eine Überhitzung und Verzerrung zu verhindern.
4.Titanien Legierungen
Titanlegierungen haben eine große Stärke und das leichte Gewicht und werden hauptsächlich in der Luft- und Raumfahrt- und medizinischen Implantation verwendet. Die beliebteste verwendete Titanlegierung ist TC4 (Ti-6Al-4V). Es ist schwierig, Titanlegierungen zu schneiden
5.brass
Brass ist leicht messbar und auf Präzisionsteile und elektronische Teile angewendet. Es hat ein hohes Oberflächenfinish und vernachlässigbare Grat beim Mahlen von CNC. Messing hat eine universelle Kompatibilität in Ventilen, Zahnrädern und Komponenten zur Dekoration. Während der Verarbeitung gibt es minimale Verschleiß
6.Tool stähle
Werkzeugstähle (z. B. D2 und H13) sind extrem hart und haben einen hohen Verschleißfestigkeit und werden hauptsächlich in Formen und Schneidwerkzeugen verwendet. Stähle aus CNC-Fräswerkzeug benötigen normalerweise Carbid-Werkzeuge und sind vor der Wärmebehandlung rau ausgearbeitet, um die Verformung zu verringern.
Welche Kunststoffmaterialien eignen sich zur Bearbeitung von CNC -Frästen?
1.Abs Kunststoff
ABS ist eine der am häufigsten verwendeten technischen Kunststoffe für das CNC -Fräsen. ABS ist nicht anfällig für Knacken und besitzt bei der Verarbeitung zufriedenstellende Zähigkeit. ABS kann verwendet werden, um Gehäuse, Prototypen zu produzieren , und Teile, die von Natur aus funktional sind. Regulieren Sie die Schnitttemperatur während der Verarbeitung, damit das Material nicht geschmolzen wird.
2. Polycarbonat (PC)
Polycarbonat ist hart und transparent mit einem hohen Aufprallwiderstand. Es wird normalerweise zur Herstellung von Schutzabdeckungen, Fenstern und optischen Teilen verwendet. Wenn Sie PC mit CNC bearbeiten, sollten Sie scharfe Werkzeuge verwenden und eine ordnungsgemäße Schneidgeschwindigkeit beobachten, um die Zerstäubung der Oberflächen zu verhindern.
3.nylon (pa)
Nylon besitzt eine sehr gute Verschleißfestigkeit und hohe inhärente Schmiereigenschaften. Nylon kann auf die Herstellung von Zahnrädern angewendet sein , Lager und Schiebeteile. Es ist einfach, Burrs während der Arbeit mit Nylon zu erstellen, und Sie müssen den entsprechenden Werkzeugwinkel und die Schnittparameter auswählen.
4.pom
pom ist sehr dimensional stabil und geringer Reibungskoeffizient. Es kann als gutes Material für die Herstellung von Präzisions Zahnrädern und -lagern verwendet werden. CNC -Mahlen -POM führt zu einer hohen dimensionalen Genauigkeit, ist jedoch vorsichtig, um die Futterrate zu kontrollieren.
5.ptfe (teflon)
PTFE ist resistent gegen chemische Korrosion und hat eine Hochtemperaturresistenz. PTFE wird ausgiebig aufgetragen, um Dichtungen und Buchsen herzustellen. PTFE ist schwer zu verarbeiten, da das Material zu weich und deformend ist, sodass spezielle Verarbeitungstechnologie und Vorrichtungen erforderlich sind.
6.peek
304 Edelstahl:
304 Edelstahl hat 18% Chrom, 8% Nickel und keinen Schwefel. Das Material wird während der Verarbeitung härten und die Schnittgeschwindigkeit muss reduziert werden. 304 ist 30% korrosionsbeständiger als 303 und eignet sich am besten für Lebensmittelverarbeitungsgeräte oder Außenkomponenten.
316L Edelstahl:
316L Edelstahl enthält 2% Molybdän und niedriger Kohlenstoff (0,03% Kohlenstoff), und der Korrosionsbeständigkeit gegen Chlorid beträgt 50% stärker als 304. Bei der CNC-Mahlenbearbeitung ist die Schneidkraft von 316 l 15% stärker als 304 und benötigt nur High Power-Maschinenwerkzeuge und spezielle Schneidwerkzeuge.
2. Performance- und Verarbeitungsschwierigkeit
| 303 Edelstahl | 304 Edelstahl | 304 Edelstahl | |
| Zugfestigkeit (MPA) | 620-750 | 520-680 | 480-620 |
| Härte (HB) | 180-220 | 170-200 | 150-190 |
| Schneidgeschwindigkeit (m/min) | 60-90 | 40-60 | 30-50 |
| Reduzierende Härte | Leicht | Medium | Schwierigkeitsgrad |
| Empfohlene Schneidwerkzeuge | Hartes Metall. | Beschichtete Carbide. | Keramik- oder CBN-Schneidwerkzeuge. |
| Typische Anwendung | Gewindeverschluss. | Lebensmittelausrüstungsgehäuse. | Marine oder medizinische Komponenten. |
3.Coolant -Verwendung
303 Edelstahl kann durch Trockenschneiden oder Standardkühlmittel verarbeitet werden. Das Schneiden von 304 Edelstahl muss Kühlmittel verwenden. Durch das Schneiden von 316L Edelstahl muss Hochleistungsflüssigkeit geschnitten werden, und der Kühlmittelfluss muss gut sein.
4. Verarbeitung der Oberflächenqualität
303 Edelstahl besitzt nach der Verarbeitung die beste Oberflächenfinish . 304 Edelstahl belegt den zweiten Platz, wobei die Anforderungen an die Sorgfalt festgelegt werden, um sicherzustellen, dass die Härtung nicht die Oberflächenqualität beeinträchtigt. 316L Edelstahl neigt die Tendenz zu Oberflächengräben nach der Verarbeitung, und es ist eine sekundäre Abgrenzung erforderlich.
5. Vergleich der Kostenvergleich
303 Edelstahl hat die niedrigsten CNC -Fräskosten. Die Verarbeitungskosten von 304 Edelstahl betragen 20-30% mehr als 303. 316L Edelstahl haben die höchsten Verarbeitungskosten, 40-50% mehr als 304, und die Hauptursache ist ein enormer Werkzeugverlust und eine geringe Verarbeitungseffizienz.
6.Sub nachfolgende Verarbeitungsanforderungen
303 Edelstahl erfordert nach der Bearbeitung normalerweise keine spezielle Behandlung. 304 Edelstahl erfordert möglicherweise eine Passivierungsbehandlung, um die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern. Es wird empfohlen, Veredelungsbehandlungen wie Elektrolytisches Polieren nach Bearbeitung von 316L Edelstahl
durchzuführen.Wie passt ich CNC -Fräswerkzeuge mit verschiedenen Materialien zusammen?
Metallmaterial -Werkzeug -Matching
1.Aluminiumlegierung
Aluminiumlegierung hat eine geringe Härte und hält sich tendenziell an das Werkzeug. Es wird an verwendet, um mit Diamanten gedeckte Carbid-Tools zu verwenden. . Wie im Bericht von Sandvik Coromant 2023 gezeigt, kann die Diamantbeschichtung die Reibung verringern und die Lebensdauer des Werkzeugs dreimal länger machen. Wählen Sie einen 3-Kanal-Bottom-Fräser mit einer Schneidgeschwindigkeit von 800-1500 m/min und einer Futtermittel von 0,1 bis 0,3 mm/Zahn.
2. Stallstahl (304/316L)
Edelstahl ist während der Bearbeitung leicht zu verhärten, und daher sind Werkzeuge mit hoher Zähigkeit erforderlich. Tialn beschichtete Carbid -Schneidwerkzeuge sind gegen Wärme resistent. Hochdruckkühlung ist die Vorliebenwerkzeuge, da die Werkzeugkleidung bei Bearbeitung 316L um 30% minimiert wird.
3.titanisch -Legierung
Titanlegierung ist nicht leitend, um eine hohe Schnitttemperatur zu erhalten. Die Verwendung von PCD -Werkzeugen (Polykristalline Diamond) wird empfohlen. PCD-Tools können die Schnittgeschwindigkeit auf 60-100 m/min erhöhen und die Vorschubrate auf 0,05-0,1 mm/Zahn verringern, um die Ansammlung von Chips zu vermeiden.
Werkzeugübereinstimmung für nicht-metallische Materialien
1.Egineering Kunststoff (wie Peek, Nylon)
Kunststoffe sind leicht zu schmelzen und eine Bindung zum Werkzeug zu bilden, sodass Hochgeschwindigkeitsstahlwerkzeuge mit scharfen Kanten verwendet werden. Doppelschneidende Kugellendmühlen eignen sich zum Schneiden geschwungener Oberflächen und die Schnittgeschwindigkeit wird auf 300-600 m/min eingestellt. Als professionelles CNC -Fräsdienstleistungsunternehmen werden wir Materialtests zur Gewährleistung des Tools bereitstellen.
2. Carbon Faserverbund Materialien
Kohlefaser ist ein schwerwiegender Verschleiß für die Geräte, daher müssen Diamantbeschichtung oder Keramikwerkzeuge verwendet werden. Die Ergebnisse von Experimenten des Fraunhofer Institute 2021 zeigen, dass 2-Kanal-Spiralfräsen das Delaminierungsrisiko verringern können. Die Schnittgeschwindigkeit wird am besten bei 200-400 m/min gesteuert und die axiale Schneidentiefe nie mehr als 1,5 mm.
Referenz für CNC -Fräswerkzeuge für verschiedene Materialien
| Materialtyp | Empfohlene Schneidwerkzeuge | Vorderwinkel (Grad) | Schneidgeschwindigkeit (m/min) | JS-Vorschlag |
| Aluminiumlegierung | Diamantbeschichtung. | 15-20 | 800-1500 | cool unter hohem Druck. |
| Edelstahl 304 | Tialn-Beschichtung. | 8-12 | 40-80 | regelmäßig auf Verschleiß überprüfen. |
| Titanlegierung | Ultrafeine Getreide. | 6-8 | 60-100 | Strenge Steuerungsparameter. |
| Peek Plastik | Hartes Metall. | 25-30 | 300-600 | Überwachungstemperatur. |
| Kohlefaserverbund | PCD-Schneidwerkzeuge. | Special | 200-400 | Vakuumreiniger verfügbar. |
Wie verwendet ich spezielle Materialien für das 5-Achsen-CNC-Fräsen?
1. Multi-Angle-Verarbeitung reduziert die Materialdeformation
2.Customisierter Werkzeugpfad sorgt für die Genauigkeit der Bearbeitung
basierend auf der anisotropen Natur des Kohlefaserverbundmaterials ist das 5-Achse-CNC-Mühlensystem die Fähigkeit, einen dreimangeligen Werkzeugpfad zu erzeugen. Durch die Echtzeitüberwachung der Schneidkraftschwankung werden die Futterrate und die Schnitttiefe automatisch gesteuert. Als JS Company orthopädische Implantate für seinen Kunden in medizinischen Geräten verarbeitete, wandte es diese Technologie an, um die Oberflächenrauheit innerhalb von Ra0.2μm aufrechtzuerhalten, was das medizinische Klassenniveau vollständig erreichte.
3.Material -Eigenschaftsdatenbank erleichtert die Prozessoptimierung
Unser Unternehmen hat eine Verarbeitungsparameterdatenbank mit mehr als 200 speziellen Materialien eingerichtet . Während der Verarbeitung von Magnesium-Aluminium-Legierungs-Teilen durch das 5-Achsen-CNC-Fräsen ruft das System automatisch den flammensicheren Verarbeitungsplan voreinstiert, zusammen mit einem Staubsauger für Sicherheitsbetrieb. Die Technologie wurde in der Massenproduktion von Batteriekästen für neue Energiefahrzeuge angewendet, wobei die Verarbeitungseffizienz um 25% und die dimensionale Stabilität von ± 0,01 mm erhöht wurde.
Wie kann ich verschiedene CNC -Fräsmaterialien beibehält?
1.Aluminiumlegierung
Aluminiumlegierung ist leicht zu oxidieren und nicht sehr hart. Nach der Verarbeitung sollte die Oberfläche mit wasserfreiem Ethanol abgewischt werden. Bei der Lagerung sollte es gegen Feuchtigkeit versiegelt und geprüft werden, um zu vermeiden, dass saure Substanzen kontaktiert werden. Verwenden Sie bei der Verarbeitung ein Kühlmittel auf Wasserbasis, um zu vermeiden, dass das Material am Messer haftet.
2. stallfreies Stahl
Eisenanträge müssen unmittelbar nach der Verarbeitung von Edelstahl entfernt werden, um das Kratzen der Oberfläche zu vermeiden. Passivierungsbehandlung kann die Korrosionsresistenz verbessern . 20 Minuten lang in Salpetersäurelösung einweichen (Konzentration 10%-15%).
3.titanischen Legierung
Titanlegierung muss von Licht weggelagert werden und mit Anti-Oxidationsfett nach der Verarbeitung beschichtet. Wählen Sie eine pH -neutrale Formel zum Schneiden von Flüssigkeit, um Wasserstoffverspräche zu verhindern.
4.peek
Peek ist nach Absorption von Feuchtigkeit leicht zu verformen. Es muss 4 Stunden in einem 80 ℃ -Ofen vor der Verarbeitung getrocknet werden. Verwenden Sie die Luftkühlung während der Verarbeitung, um die Karbonisierung des Materials zu vermeiden.
5.nylon (pa)
Nylon muss nach der Verarbeitung versiegelt und verpackt werden, und die Luftfeuchtigkeit wird unter 40%gesteuert. Verwenden Sie scharfe Schneidkanten zum Schneiden von Werkzeugen, um die Grat zu reduzieren.
6.abs
ABS sollte bei einer Temperatur von höchstens 50 ° C gelagert werden und vermeiden direkte ultraviolette Strahlen. Verarbeitungsabfälle müssen rechtzeitig gereinigt werden, um eine elektrostatische Adsorptionsverschmutzung zu verhindern.
7.Carbonfaser (CFRP)
Nach der Kohlefaserverarbeitung muss Staub mit einem Staubsauger entfernt werden, und Schutzausrüstung sollte getragen werden, um Hautreizungen zu verhindern. Überprüfen Sie das Werkzeug alle 30 Minuten für Verschleiß, um die Faserdelaminierung zu vermeiden.
Warum haben einige Materialien höhere Preise, aber niedrigere Gesamtkosten?
Als Senior Engineer bei JS werde ich mehr als 20 Jahre Berufserfahrung verwenden, um die Grundgründe für die Kostenoptimierung hochpreisiger Materialien zu analysieren:
1. Materielle Eigenschaften beeinflussen direkt die Produktlebensdauer
js hat mehr als 50 Materialoptionen , von denen einige teuer sind, aber mehr wegen resistent, korrosionsbeständig oder ermüdungsbeständig sind. Die Lebensdauer von Teilen aus solchen Materialien wird häufig um 30%-50%verlängert, wodurch die Ersatzrate verringert wird. Wir verwenden normalerweise Übertragsteile mit hochfesten Legierungen, die eine Lebensdauer von bis zu 2,3-mal normalen Materialien haben können.
2. Es gibt Unterschiede in der Effizienz der Verarbeitung
Um die Materialeigenschaften in vollem Umfang in vollem Umfang zu spielen, umfasst unser Unternehmen in der Regel kostspielige Materialien mit hoher Kürzung. Laut Produktionsdaten kann bei Verwendung spezifischer technischer Kunststoffe für die Stapelverarbeitung eine Einzelstückverarbeitungszeit um 18%reduziert werden und die Schrottrate unter 2%gesunken werden. Dieser Effizienzvorteil reicht aus, um die Kostendifferenz des Materials auszugleichen.
3.Cost -Einsparungen versteckt
Unser Unternehmen beschäftigt ± 0,005 mm Präzisionskontrolle und die Produktqualifizierungsrate kann bis zu 98% mit hochwertigen Materialien betragen. Vergleichstests zeigen, dass die Nacharbeit der konventionellen Materialien im Rahmen desselben Prozesses auf 12%erhöht wird und zusätzliche Kosten wie Tests und Reparaturen hinzugefügt werden.
4. Sustainable Development -Faktoren
Obwohl unsere umweltfreundlichen Verbundprodukte pro Einheit teurer sind, sind sie ROHS-konform und haben 85% Rezyklierbarkeit. Diese Waren helfen Kunden dabei, Abfallentsorgungskosten zu sparen und gleichzeitig die für den Export erforderlichen Marktzertifizierungsniveaus zu erfüllen.
Vergleich der Daten, die für JS Company relevant sind:
| Index | Materiale Gruppe mit hoher Preisträger | Gewöhnliche Materialgruppe |
| Durchschnittliche Nutzungsdauer (Monate) | 24 | 16 |
| Verarbeitungszeit pro Gegenstand (Minuten) | 45 | 55 |
| Batch-Qualifikationsrate | 98% | 88% |
| jährliche Wartungsfrequenz | 2.1 | 3.8 |
Die Vergleichsdaten basieren auf 217 JS-Statistiken ähnlicher Projekte im Jahr 2023. Die Daten zeigen, dass die Nutzung des hohen Kostenmaterials die anfängliche Investition zwar um 12%-15%erhöht, die Lebenszykluskosten jedoch um 18%-22%reduziert werden können. Diese Art von Kostenstrukturoptimierungseffekt ist im Fall der Massenproduktion besonders herausragend. Unsere Mitarbeiter werden den Kunden einen quantitativen Analysebericht über die Materialauswahl basierend auf bestimmten Arbeitsbedingungen zur Verfügung stellen .
Zusammenfassung
Materialien wie Metall, Kunststoff und Verbundwerkstoffe können mit CNC -Fräsen verarbeitet werden. Zu den häufigsten Metallmaterialien gehören Aluminiumlegierung, Edelstahl und Titanlegierung, die für unterschiedliche industrielle Bedürfnisse geeignet sind. 5 Achsen-CNC-Mühlentechnologie kann auf komplexe Teile mit Effizienz angewendet werden, und kleine CNC-Fräsausrüstung eignet sich für die Präzisions-Klein-Teile-Produktion.
CNC -Fräser -Verbundverarbeitungstechnologie kann eine Reihe von Prozessen auf einer Maschine abschließen und die Produktionseffizienz verbessern. Die Materialauswahl sollte mechanische Eigenschaften, Verarbeitungsschwierigkeiten und Kostenfaktoren berücksichtigen. Die richtigen materiellen Auswahl- und Verarbeitungsmethoden können die Produktqualität gewährleisten und die Produktionskosten senken. Mit der Weiterentwicklung der Technologie expandieren die Arten von Materialien, die durch CNC -Fräsen verarbeitet werden können.
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FAQs
1.Was wird das allgemeine Material für die CNC -Bearbeitung verwendet?
Gemeinsame Metallmaterialien, die auf die CNC-Bearbeitung aufgetragen werden, umfassen Aluminiumlegierung, Edelstahl und Titanlegierung, die ideal für die Herstellung von Komponenten mit hoher Präzision sind. Technische Kunststoffe wie Nylon und Peek können im Allgemeinen für Isolierungen oder leichte Komponenten verwendet werden. Kupferlegierung oder Kohlefaserverbundwerkstoffe können für besondere Zwecke ausgewählt werden, wobei die Leitfähigkeit und Steifheit berücksichtigt werden.
2.IS Aluminiumlegierung für CNC -Bearbeitung geeignet?
Aluminiumlegierung ist für die CNC -Bearbeitung äußerst vielseitig. Das Material hat die Härte, dazwischen zu sein, einen niedrigen Schnittwiderstand, weniger Verschleiß der Werkzeuge während der Bearbeitung und kann eine Genauigkeit von bis zu ± 0,02 mm erreichen. Standardmodelle wie 6061 haben eine Oberflächenfinish von Ra0,8 μm nach Bearbeitung.
3.Wie zum Mahlen von Verbundwerkstoffen?
Verbundmahlen erfordert Diamantbeschichtung oder PCD-Werkzeuge, die Spindelgeschwindigkeit wird auf 8.000 bis 15.000 U/min eingestellt und die Futterrate mit 0,02-0,1 mm/Zahn gesteuert. Bei der Bearbeitung wird ein Staubsauger verwendet, um Staub in der Zeit zu entfernen, und das Luftkühlsystem wird verwendet, um eine Überhitzung des Harzes zu verhindern, was effektiv Delaminierung und Burr -Defekte verhindern kann.
4.Welche Kunststoffe sind am einfachsten zu verarbeiten?
ABS, POM und Nylon sind am einfachsten zu verarbeiten. ABS ist schwer zu schneiden und schwer zu verformen, daher sollte es zur Herstellung von Prototypen verwendet werden. POM ist die steifste und Oberflächenglattheit nach der Verarbeitung kann bis zu ra0,4 μm sein. Nylon muss Vorsicht gegen seine Hygroskopizität und 4 Stunden nach der Verarbeitung 80 ℃ trocknen.
Ressourcen
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