加工前每位工程师都应了解的7种CNC材料

铝是原型和小批量壳体的默认选择，切削快，能稳定保持紧公差，不太费事。主力牌号是 6061-T6，可焊接、阳极氧化效果好，适合高主轴转速加工。支架、散热器和工装夹具板通常选 6061 就对了，很少出错。

需要强度时选 7075-T6。其抗拉强度接近低碳钢，重量约为三分之一，因此用于航空航天加强筋和高性能汽车零件。代价是切削性：7075 容错性差，刀具磨损加快，进给过大时薄壁会变形。

并非所有铝都友好。1100 或 5052 等软而粘的牌号会积屑瘤、涂抹表面，攻丝时撕裂。零件需要镜面或细螺纹时，1100 是错误选择。深腔加工中排屑比刀路更重要，因为二次切削的切屑会划伤刚加工好的壁面。

阳极氧化也会改变决策。硬质氧化层厚度约为其自身厚度的 50% 加在表面，Ø10 mm 销轴上 20 μm 涂层会改变直径。图纸上应标注镀前尺寸，而非镀后尺寸。

• 1
  选 6061-T6 用于支架、壳体、散热器、多数原型
• 2
  选 7075-T6 用于高载荷加强筋、航空航天接头、耐磨板
• 3
  避免软牌号用于细螺纹、外观面、薄壁

不锈钢在刀具摩擦而非切削的瞬间就会加工硬化。钝刃、小进给或切削中停顿都会提高局部硬度，让下一刀变成硬仗。结果是涂抹、咬合和螺纹撕裂。刚性装夹和锋利刀具在这里不是可选项，而是工艺本身。

牌号选择取决于使用环境。303 切削性最好，适合轻度腐蚀环境下的衬套和接头。304 和 316 用于食品、医疗和海洋环境，涉及焊接时优选 316L。耐磨场合，17-4PH（SUS630）经沉淀硬化后强度高，440C 适合以硬度为设计主导的轴承和阀座。

碳钢更便宜、更易切削，在不考虑腐蚀时是正确选择。1018 和 1045 等牌号车削和铣削可预测。合金钢 4130、4140 和 4340 增加淬透深度，用于轴、齿轮和承载连杆。A36 是结构钢板，不是精密合金，不要指望它有紧平面度。

热是共同的敌人。不锈钢在切削区过热时变形，淬火钢在粗加工与精加工之间不做去应力就会移动。长轴我们粗加工、去应力、再精加工。跳过这一步，零件下机后才能测出的弯曲就会显现。

• 1
  303 / 304 / 316L接头、食品和医疗五金、海洋零件
• 2
  17-4PH、440C高强度及耐磨关键件
• 3
  4130 / 4140 / 4340轴、齿轮、承载连杆
• 4
  1018 / 1045一般车削件，无腐蚀暴露

铜和黄铜导热比任何钢都快，听起来有利，直到刀具无法散出自己的热。C36000 易切削黄铜加工光洁，是接头和连接器的标准材料。C101 和 C110 是电工级，粘性大，会出现长条切屑和较短刀具寿命。铍铜是另一回事：可加工到高强度和高导电率，但粉尘危害健康，需要受控处理和记录清理。

钛，通常为 TC4（Ti-6Al-4V），比强度优异，耐海水和体液腐蚀。但导热差，切削刃几乎吸收全部热量。速度保持低、切削液流量保持高，刀具不得在切削中停留。薄钛截面在切削力下让刀，使工件夹持与刀具同等重要。

镁 AZ31B 和 AZ91D 是这里最轻的结构选择，切削比铝还快。问题在火灾风险。细切屑会点燃，因此控屑、专用刀具和绝不让细屑堆积是工作的一部分，不是清洁问题。如果零件不需要省最后几克，铝是风险更低的选择。

铜合金和钛都会惩罚错误的表面处理规格。钛抛光到镜面比加工本身更费时，喷砂通常是更好的外观方案。

• 1
  C36000 黄铜接头、阀体、连接器
• 2
  TC4 钛航空航天支架、医疗植入物、海洋五金
• 3
  AZ31B 镁重量关键壳体，需严格控屑

塑料比任何金属都加工得快，但切削后会发生变形。POM 尺寸稳定、摩擦系数低，是齿轮、轴套和滑动件的常用选择。PEEK 在高温下保持强度并耐化学腐蚀，适合医疗和半导体工装夹具。ABS、PC、PMMA、PA、PP 和 HDPE 覆盖了成本较低的一端。

陷阱在于热膨胀。在机床上于 25 °C 测量的塑料件，放到 40 °C 的壳体内或冷库中可能是另一个尺寸。对于长零件，公差应标注参考温度，或者设计应容忍这种膨胀。切削液的选择也很重要：有些塑料会龟裂或吸湿，PA 的吸湿性足以让尺寸随季节变化。

锋利刀具、大前角和充足的间隙可防止塑料熔化或崩边。深孔需要啄钻循环，因为切屑会焊在螺旋槽上。碳纤维的表现又不同：它具有磨蚀性，刀具磨损快，必须进行粉尘抽吸。

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  POM齿轮、轴套、滑动磨损件
• 2
  PEEK耐高温和耐化学腐蚀的工装夹具
• 3
  碳纤维轻质面板；有磨蚀性，需要抽吸

公差是一个系统，不是一个数字。机床、刀具、工装夹具和零件的热状态都包含在这个数字里。我们的 127 台高精度 CNC 机床包括 16 台五轴联动加工中心、12 台四轴铣床、27 台三轴机床和 16 台车铣复合中心。最大加工尺寸达到 4,000 mm，行程范围从 500 × 310 × 200 mm 的紧凑加工到 4,000 × 400 × 150 mm 的包络。

对于硬材料，我们先粗加工，让零件冷却，然后再精加工。对于薄壁，我们使用自适应刀路，保持径向切削量稳定，而不是让刀具埋入切削。对于塑料，我们使用软工装夹具并降低夹紧力，因为塑料件会被夹紧螺钉压出永久变形。五轴加工让我们在一次装夹中到达深腔和斜向特征，从而消除多装夹零件上累积的重新装夹误差。

检测形成闭环。每个订单都经过原材料检验、过程监控和最终检验，发货前 100% 检验，报告可按需提供。表面处理目标从加工态的 Ra 1.6–3.2 μm 到密封面或轴承内孔所需的 Ra 0.2–0.8 μm。

我们支持从 1 件原型到 10,000+ 件的批量生产，没有最小起订量。如果材料选择会提高成本或风险，我们会在 DFM 评审时提出，而不是在首件之后。

• 1
  粗加工、冷却、精加工用于不锈钢、钛合金和淬硬钢
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  自适应刀路用于薄壁和深腔
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  软工装夹具用于塑料和薄壁铝件