什么是“可加工性”以及如何衡量？
机加工的制造过程 是切割金属和塑料的通用且有效的方法。它可以创建非常精细且公差很小的细节，并且对于制作原型和小批量零件具有很高的成本效益。
然而，加工并不是对所有材料都同样适用。因为该过程使用了强大的旋转切割工具 要去除材料的某些部分，材料必须足够柔软，以使切削工具能够穿透它——否则工具本身会损坏，零件的质量也会受到影响。然而，太软，材料在与刀具接触时会以不良方式变形，导致零件翘曲和失效。
使用切削工具切削金属的难易程度称为机械加工性 .但由于决定金属的可加工性的因素很多，因此很难量化该特性。本文介绍了可加工性的基础知识：它是什么、哪些材料最易加工、如何提高可加工性以及如何测量可加工性。
什么是机械加工性？
可加工性是衡量难易程度的指标 可以用它切割材料 用切割工具 .一种可以使用最小功率切割而不会导致周围区域变形的材料，比需要更多努力并导致更多变形的材料更易于加工。
在实践中，使用具有良好可加工性的材料提供短期和长期好处 .在短期内，使用可加工材料可以产生更好的零件 具有严格的公差、最小的变形和良好的表面光洁度。与难加工材料制成的零件相比，它们的制造速度也更快。从长远来看，使用可加工材料可以减少刀具磨损并延长刀具寿命 ，最终为机械车间省钱。
那么为什么机械师不只使用最易加工的材料呢？问题在于，可加工性通常以材料性能为代价 ，反之亦然。强材料通常比弱材料更难切割，因此工程师通常需要在可加工性和性能之间进行权衡。
给定材料的机械加工性取决于科学的物理特性 材料组（由哪些元素组成）和条件 具体的工作材料（它是如何制作的）。材料的物理性质是固定的，但工件的状态却有很大的不同。
物理特性包括：
- 加工硬化
- 热膨胀
- 导热系数
- 弹性模量
条件因素包括：
- 微观结构
- 粒度
- 热处理
- 硬度
- 抗拉强度
可加工材料
铝
铝是最适合机加工的材料之一，价格相对便宜，并采用多种常见合金制造。 6061 是用于机加工的标准主力等级，尽管铝等不太常见的合金 2011 和 8280 更易于加工，产生非常小的切屑和出色的表面光洁度。
钢
钢通常比铝合金更难加工，但碳含量适中，如 303 不锈钢是最容易加工的（碳太多会使钢太硬；太少会变得粘稠）。使用铅作为添加剂可以使钢更易加工，改善切屑间隙。硫还可以提高钢的切削加工性。
其他金属
其他可加工金属包括各种黄铜 合金，相当软但具有良好的抗拉强度。同样，铜 具有良好的机械加工性以及导电性等特性。
塑料
热塑性塑料可能难以加工，因为切削工具产生的热量会导致塑料熔化并粘在工具上。考虑到这一点，一些最好的加工塑料包括 ABS , 尼龙 , 亚克力 , 和 Delrin .
提高材料的切削加工性
尽管金属具有固定的物理特性，但可以改变工件的状态以使其更易于加工。还可以在合金中加入添加剂以提高切削加工性。
- 添加剂： 改善给定材料的机械加工性的一种方法是结合其他材料的元素，使其更易于切割。例如，在加工钢材时，添加铅和硫可以使工件更容易切割。
- 热处理： 金属经常经过加热和冷却来改变它们的特性，而热处理可以降低金属的硬度，使其更容易加工。例如，镍基合金的退火可以提高机械加工性。
- 外部因素 ：无需实际改变工件材料即可使加工变得更容易。例如，调整刀具材料、切削速度、切削角度、操作条件和其他参数，可以更轻松地切削难加工材料。
如何测量可加工性
因为有很多影响加工性的因素 对于材料而言，可加工性可以被认为是一个模糊的概念，难以量化。
然而，工程师和材料科学家已尝试通过功耗等指标来衡量可加工性 （切割材料需要多少能量），刀具寿命 （切削材料时刀具磨损的速度）和表面光洁度 （导致切割材料的平滑度）。
- 功耗 ：可加工性可以通过切割材料所需的力来评估，使用标准能量指标进行测量。
- 刀具寿命 ：可通过计算刀具在切割给定材料时的持续时间来评估可加工性。
- 表面处理 ：可通过注意加工过程中产生的积屑瘤程度来评估可加工性；高度可加工的材料不会产生积屑瘤。
不幸的是，这些方法都不是完全可靠的，因为独立因素会影响功耗、刀具磨损和表面光洁度。
美国钢铁协会 (AISI) 还创建了可加工性评级系统 基于转弯测试。这些等级以百分比表示，是相对于 160 布氏 B1112 钢（任意挑选）的机械加工性，其机械加工性等级为 100%。切削性比B1112高的金属等级在100%以上，而切削性差的金属等级在100%以下。
数控机床