聚丙烯与ABS：详细的比较指南

设计在数控加工中发挥着关键作用，因为它为整个制造过程奠定了基础。众所周知，数控加工使用计算机控制的机器来精确地从工件上去除材料。该工艺具有高度通用性、可重复性和精确性，此外，它还与多种材料兼容，从泡沫和塑料到木材和金属。 实现这些功能在很大程度上依赖于 CNC 加工的设计。有效的设计不仅可以确保零件的质量，还可以节省与 CNC 加工零件相关的生产成本和时间。 在本指南中，我们将讨论设计限制，并为 CNC 加工中遇到的最常见特征提供可操作的设计规则和建议值。这些指南将帮助您获得零件的最佳结果。 CNC 加工的设计限制 为了正确设计数控加工零件，我们首先必须清楚地了解工艺中固有的各种设计限制。这些限制自然是由切割过程的力学产生的，主要涉及以下几个方面： 刀具几何形状 大多数数控加工刀具具有圆柱形形状和有限的切削长度。当从工件上去除材料时，这些切削刀具会将其几何形状转移到零件上。这意味着，无论切削刀具有多小，CNC 零件的内角始终具有半径。此外，刀具的长度限制了可加工的最大深度。较长的工具通常刚性较低，这可能导致振动或变形。 工具访问 为了去除材料，切削刀具必须直接接近工件。切削刀具无法达到的表面或特征无法进行 CNC 加工。例如，复杂的内部结构，尤其是当零件内存在多个角度或特征被另一个特征阻挡或存在较大的深宽比时，可能会使工具难以到达某些区域。五轴数控机床可以通过旋转和倾斜工件来缓解一些刀具访问限制，但它们不能完全消除所有限制，特别是刀具振动等问题。 工具刚度 与工件一样，切削刀具在加工过程中也会变形或振动。这可能会导致公差更宽松、表面粗糙度增加，甚至在制造过程中刀具破损。当刀具长度与其直径之比增加或切削高硬度材料时，这个问题变得更加明显。 工件刚度 由于加工过程中会产生大量的热量和强大的切削力，刚性较低的材料（例如某些塑料或软金属）和薄壁结构在加工过程中容易变形。 工件夹持 零件的几何形状决定了它在数控机床上的固定方式以及所需的设置数量。复杂或不规则形状的工件很难夹紧，并且可能需要特殊的夹具，这会增加成本和加工时间。此外，当手动重新定位工件夹具时，存在引入微小但不可忽略的位置误差的风险。 CNC 加工设计指南 现在，是时候将这些限制转化为可操作的设计规则了。 CNC 加工领域没有普遍接受的标准，主要是因为行业和所使用的机器总是在不断发展。但长期的加工实践已经积累了足够的经验和数据。以下指南总结了 CNC 加工零件最常见特征的建议值和可行值。 内部边缘 建议垂直圆角半径：⅓ 倍型腔深度（或更大） 通常建议避免尖锐的内角。大多数数控刀具都是圆柱形的，因此很难获得锐利的内角。使用推荐的内角半径可以使刀具遵循圆形路径，从而减少应力集中点和加工痕迹，从而获得更好的表面光洁度。这也确保了使用适当尺寸的刀具，防止刀具太大或太小，从而保持加工精度和效率。对于 90 度锐角，建议使用 T 形槽铣刀或线切割，而不是减小拐角半径。 建议地面半径：0.5 毫米、1 毫米或无半径 可行的地面半径：任何半径 立铣刀刀具通常具有平坦或略圆的下切削刃。如果设计的底部半径与推荐值一致，则可以使用标准立铣刀进行加工。这种设计受到机械师的青睐，因为它允许使用广泛可用且易于使用的工具，这在大多数情况下有助于平衡加工成本和质量。虽然球头立铣刀可以适应任何底部半径，但由于其形状，它们可能会增加加工时间和成本。 薄壁 建议的最小壁厚：0.8 毫米（金属）、1.5 毫米（塑料） 可行的最小壁厚：0.5 毫米（金属）、1.0 毫米（塑料） 数控机床在加工非常薄的壁时受到限制，因为减小壁厚会影响材料的刚度并降低可达到的精度，可能会导致加工过程中振动增加。由于材料的硬度和机械性能不同，应根据具体情况仔细评估上述推荐和可行的值。对于更薄的壁，替代工艺（例如金属板制造）可能更可取。 洞 推荐孔径：标准钻头 […]

在工业应用中，金属的选择不仅受强度，硬度和密度等机械性能的影响，而且还受热特性的影响。要考虑的最关键的热特性之一是金属的熔点。 例如，如果金属融化，炉件，喷气发动机燃料喷嘴和排气系统可能会灾难性地失败。结果可能会堵塞孔或发动机故障。熔点在制造过程中也至关重要，例如冶炼，焊接和铸件，金属需要以液态形式进行。这需要设计旨在承受熔融金属的极热的工具。即使金属在熔点以下的温度下可能会遭受蠕变引起的裂缝，但设计人员在选择合金时通常会使用熔点作为基准。 金属的熔点是什么？ 熔点是在大气压下固体开始过渡为液体的最低温度。在这种温度下，固体和液相都在平衡中共存。一旦达到熔点，直到金属完全融化，额外的热量就不会增加温度。这是因为在相变期间提供的热量用于克服融合的潜热。 不同的金属具有不同的熔点，这些熔点取决于它们的原子结构和粘结强度。紧密包装原子布置的金属通常具有较高的熔点。例如，钨在3422°C时具有最高之一。金属键的强度会影响克服原子之间的吸引力并导致金属融化所需的能量。例如，与铁和钨等过渡金属相比，铂和黄金等金属的熔点相对较低，因为它们的粘结力较弱。 如何改变金属的熔点？ 金属的熔点通常在正常条件下是稳定的。但是，某些因素可以在特定情况下对其进行修改。一种常见方法是合金 - 将其他元素添加到纯金属上，形成具有不同熔点的新材料。例如，与纯铜相比，将锡与铜混合以产生青铜的熔点。 杂质也可以产生明显的效果。即使是痕量的外国元素也会破坏原子键并转移熔化温度，这取决于物质。 物理形式也很重要。纳米颗粒，薄膜或粉末形式的金属通常在温度较低的情况下融化，因为其高表面积和原子行为改变了它们的散装。 最后，极端压力可以改变原子相互作用的方式，通常通过压缩原子结构来提高熔点。尽管这在日常应用中很少关注，但它成为材料选择和安全性评估的关键考虑因素，例如航空航天，深度钻探和高压物理学研究。 金属和合金熔点图 普通金属和合金的熔点 金属/合金熔点（°C）熔点（°F）铝6601220黄铜（Cu-Zn合金）〜930（组成依赖性）〜1710青铜（Cu-Sn合金）〜913〜1675碳钢1425–15402600–2800铸铁〜1204〜2200铜10841983金子10641947年铁1538年2800带领328622镍14532647银9611762年不锈钢1375–1530（依赖级）2500–2785锡232450钛1670年3038钨〜3400〜6150锌420787 金属熔点的完整列表（高到低） 金属/合金熔点（°C）熔点（°F）钨（W）34006150rhenium（re）31865767osmium（OS）30255477坦塔尔（TA）29805400钼（MO）26204750niobium（NB）24704473虹膜（IR）24464435松（ru）23344233铬（CR）1860年3380钒（V）19103470rh1965年3569钛（TI）1670年3040钴（CO）14952723镍（NI）14532647钯（PD）1555年2831铂（PT）1770年3220thor17503180Hastelloy（合金）1320–13502410–2460inconel（合金）1390–14252540–2600Incoloy（合金）1390–14252540–2600碳钢1371–15402500–2800锻铁1482–15932700–2900不锈钢〜1510〜2750莫内尔（合金）1300–13502370–2460铍（BE）12852345锰（MN）12442271铀（U）11322070杯子1170–12402138–2264延性铁〜1149〜2100铸铁1127–12042060–2200黄金（AU）10641945年铜（CU）10841983银（AG）9611761年红色黄铜990–10251810–1880青铜〜913〜1675黄色黄铜905–9321660–1710金钟黄铜900–9401650–1720硬币银8791614年纯银8931640年锰青铜865–8901590–1630铍铜865–9551587–1750铝青铜600–6551190–1215铝（纯）6601220镁（mg）6501200p pl〜640〜1184锑（SB）6301166镁合金349–649660–1200锌（Zn）420787镉（CD）321610鞭毛（BI）272521巴比特（合金）〜249〜480锡（SN）232450焊料（PB-SN合金）〜215〜419硒（SE）*217423ind157315钠（NA）98208钾（K）63145gall〜30〜86剖记（CS）〜28〜83汞（HG）-39-38 关键要点： 高熔点金属（例如钨，rhenium和tantalum）对于极端热量应用至关重要。这些金属在苛刻的炉子和航空航天环境中保留其结构完整性。钼也可以抵抗熔化，并且对于建造高温熔炉非常有价值。 铁，铜和钢等中等熔点金属将可管理的熔融温度与良好的机械或电气性能结合在一起，使其用于构造，工具和电气系统的多功能。 低熔点金属，例如炮，铯，汞，锡和铅，对于焊料，温度计和低熔合合金等专业应用而言是有价值的。

CNC（计算机数值控制）加工是一种高精度，有效的过程，可从陶瓷，木材和复合材料等各种材料中产生高质量的零件。如果您需要一个塑料零件并决定将CNC机加工，第一步是选择正确的塑料类型。但是，有这么多可加工的选项，您如何选择正确的选择？继续阅读 - 本文将指导您找到答案。