按牌号对比工程塑料加工
数据为未填充牌号、锋利硬质合金刀具和良好装夹下的典型值。填充版本会改变情况（见下文）。
| 材料 | 切削加工性 | 100 mm 上的公差 | 注意事项 |
|---|---|---|---|
| POM（聚甲醛） | 极佳，易切削 | 常规 ±0.05 mm | 缺口敏感；强酸侵蚀 |
| PA（尼龙） | 良好，切屑呈丝状 | 干态 ±0.05 mm，之后会变形 | 吸湿膨胀 1–3% |
| PEEK | 良好，对刀具磨蚀 | 小特征 ±0.025 mm | 成本高；刀具磨损是一项成本 |
| PTFE | 差，冷流 | 仅 50 mm 上 ±0.1 mm | 夹紧下蠕变；CTE 高 |
| PEI（Ultem） | 良好，边缘干净 | 退火后 ±0.05 mm | 脆；尖角开裂 |
| PC | 良好，切屑韧 | 退火后 ±0.05 mm | 切削液引起应力龟裂 |
| PMMA | 良好，但切屑易粘刀 | 小心操作下 ±0.05 mm | 接触溶剂龟裂 |
为什么塑料的加工方式不同于铝
未填充工程塑料的导热系数约为 0.2 至 0.5 W/m·K，铝则高于 200。切削热无处传导，停留在刃口，使切屑软化而非顺利排出。结果是涂抹、丝状切屑和积屑瘤，后者摩擦而非剪切。
弹性模量是第二个差异。未填充 POM 和 PA 为 2 至 4 GPa。玻纤填充牌号可达 10 至 20 GPa，但韧性下降。对钢而言正常的夹紧力会使塑料壁变形，松开台虎钳后零件回弹。应在松开夹紧后测量，而非夹紧时。
主轴转速不是限制。塑料的切削线速度比铝快 5 到 20 倍，但每齿进给和排屑决定表面质量。小切屑负载配锋利的高前角刀具，永远比高转速更有效。
- 1使用锋利、抛光的硬质合金刀具大前角，两刃留出排屑空间。刃口钝了会摩擦并熔化材料。
- 2吹气优于浇注切削液切削液对 PEEK 和 PEI 有帮助，但可能使 PC 和 PMMA 产生龟裂。
- 3轻夹紧夹得住即可，不要夹到变形。薄壁背面要加支撑。
半结晶和无定形牌号在切削时的表现不同
半结晶牌号（POM、PA、PEEK、PTFE、PE、PP）加工后尺寸稳定性好。切削过程中会因应力释放而变形，部分牌号还有表层结晶效应。粗加工、停顿、再精加工，可在设定最终尺寸前消除大部分变形。
无定形牌号（PC、PMMA、PEI、PSU）切出的边缘更干净，表面质量通常更好。它们对缺口敏感。尖锐的内角或钻孔出口会成为裂纹起点。设计允许时内角加圆角，钻孔先用预钻孔，出口进给要轻。
实用规则：耐磨件和需在潮湿环境中保持尺寸的零件选半结晶；要求光学透明、刚性和干净边缘选无定形。两者都需兼顾时，通常用带圆角并做退火循环的 PEEK 或 PEI 折中。
玻纤和碳纤填充改变的不只是强度，还有刀具方案
添加 20% 到 30% 玻纤可提高模量、降低热膨胀。但刀具寿命比未填充树脂下降 3 到 10 倍。刃口磨钝后变成摩擦，热量上升，尺寸还没超差表面质量就先恶化。要预留更多刀具和更短的粗加工循环。
碳纤填充牌号更硬且导电。粉尘也导电，会威胁电子设备，必须在机床上抽尘。批量超过几十件时，金刚石涂层或 PCD 刀具能收回成本。小批量用未涂层硬质合金、勤换刀更便宜。
填充牌号切屑也更干。纤维不熔化，切屑断得更短，刃口保持更干净。这有利于排屑，只对刀具不利。玻纤填充 PEEK 的刀具成本要按实际成本项预算，不能当成零头。
公差、表面粗糙度与热膨胀
POM 是基准。装夹良好时，100 mm 尺寸可保持 ±0.05 mm，Ra 0.8–1.6 μm 是常规水平。用锋利抛光硬质合金刀具加轻精加工，可达 Ra 0.4 μm。与 PA 相比它在潮湿环境中稳定，因此是夹具和耐磨板的首选。
PEEK 用锋利硬质合金和保守切深，小特征可达 ±0.025 mm。PTFE 不行。它在夹紧压力下会蠕变，热膨胀系数约 100 到 130 μm/m·K，50 mm 上紧于 ±0.1 mm 的公差无论装夹多小心都不可靠。
长度超过约 200 mm 的零件都要考虑热膨胀。车间温度波动 10 °C，300 mm 的 POM 零件约移动 0.3 mm。精加工前让毛坯在车间放置，记录切最终尺寸时的温度。这个记录比标注更紧的公差更有价值。
残余应力、退火与尺寸漂移
挤出棒材和板材带有来自挤出过程的残余应力。加工一面零件就弯。解决办法是加工前做去应力退火，或粗加工后退火再精加工。PEEK 和 PEI 都适合受控升温和缓慢冷却。
PA 是容易让人踩坑的例外。它吸湿，根据牌号和状态膨胀 1% 到 3%。干态加工到公差的零件在吸湿平衡后会变形。图纸上要注明湿度状态，或留余量，等吸湿平衡后再精加工。
薄壁和长零件即使退火后也会漂移。设计时留精加工余量并安排第二道工序。这比因为热态干态测量而报废一批更便宜。
成本驱动因素与交期实际情况
在 PEEK 和 PTFE 上，材料成本占主导。PEEK 每公斤价格常是 POM 的 20 到 50 倍，因此节省 30% 毛坯的设计改动比缩短加工节拍更有价值。PTFE 更便宜但更难稳定控制，所以人工成本排名上升。
填充牌号的第二项成本是刀具。玻纤填充 PEEK 在一个工件上可能磨损多把刀具。在未填充 POM 上，刀具成本可忽略。只有把刀具和废料与材料价格一起计算，比较才有意义。
交期也遵循同样的分化。未填充 POM、PA 和 PC 通常有库存，几天内发货。PEEK 和 PEI 板材可能需要向材料厂订货，这会在机床排产之前就决定进度。请将材料交期与加工交期分开询问。
检测，以及何时不该选塑料
在塑料件实际运行的温度下检测，或记录温差。在温热零件上用卡尺读数不是尺寸。对关键特征，使用轻触测力的三坐标测量机，并将车间温度与结果一起记录。
当零件需要约 20 GPa 以上的刚度、250 °C 以上的连续使用温度或真正的导电性时，塑料是错误选择。当公差比材料热变形允许的更紧时，塑料也不适用。这些情况下，带绝缘涂层的铝件或钛件可以胜任。
对于 80 °C 油中的耐磨垫，诚实的答案是 POM 或 PA。对于 200 °C 的化学密封，是 PTFE 或 PEEK。对于不能产生银纹的刚性支架，是带圆角的 PEI 或 PC。按主导载荷选牌号，不要按数据表标题选。
常见问题
塑料件能保证 ±0.005 mm 吗？
在 100 mm 的塑料件上做不到。那个公差属于金属。在塑料上，POM 的 ±0.05 mm 和小 PEEK 特征的 ±0.025 mm 是现实的。
对于大多数长度超过几毫米的塑料件，仅热变形就超过 ±0.005 mm。
为什么我的尼龙件加工后尺寸会变化？
PA 吸湿，会根据牌号和调理条件膨胀 1% 到 3%。干切后的零件在与车间空气平衡时会移动。
规定湿度条件，或留余量加工并在调理后精加工。
加工塑料时需要切削液吗？
通常不需要。吹气可清除切屑，并避免 PC 和 PMMA 的银纹风险。在热量积聚的 PEEK 和 PEI 上，浇注式切削液有帮助，但必须与树脂相容。
切勿在非晶态牌号上使用溶剂型切削液。
玻纤填充会缩短多少刀具寿命？
与未填充树脂相比，大约缩短三到十倍，取决于填充量和刀具。金刚石涂层或 PCD 刀具在几十件以上的批量中可收回成本。
小批量时，使用无涂层硬质合金并频繁换刀更便宜。
首个原型最容易加工哪种塑料？
POM。它切削顺畅、断屑干净、能保持公差，且在湿度下稳定。除非温度或耐化学性排除它，否则从它开始。
只有当使用条件需要时，才转向 PEEK 或 PTFE。
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