​四轴cnc加工（在三轴 X、Y、Z 轴基础上增加一个旋转轴，通常为 A 轴或 B 轴）因能实现复杂曲面、多角度孔位、不规则轮廓的加工，对材质的机械性能、加工性、稳定性有特定要求。不同材质的特性会直接影响加工效率、刀具寿命和成品精度，以下是具体要求分析：
一、材质的机械性能要求
四轴加工常涉及曲面铣削、倾斜面钻孔、异形轮廓切削等复杂工序，材质需满足一定的强度、硬度和韧性，避免加工时出现变形、崩裂或刀具过度磨损：
硬度适中
过低硬度（如纯铝、软塑料）：易产生 “粘刀” 现象，加工表面易出现毛刺、积屑瘤（尤其高速铣削时），影响精度（如 Ra 值超标）。
过高硬度（如淬火钢 HRC＞50、硬质合金）：会加剧刀具磨损（刀具寿命缩短 50% 以上），需使用超硬刀具（CBN、金刚石），加工成本显著上升。
适宜范围：大多数金属材质硬度建议在 HB 100-300（如铝合金、黄铜、未淬火的中碳钢 45#）；塑料材质 Shore D 60-85（如 ABS、POM）。
强度与韧性平衡
强度不足（如锌合金、亚克力）：在四轴旋转加工时，受径向切削力作用易产生变形（尤其薄壁件），导致尺寸偏差（如曲面轮廓度超差）。
韧性过高（如钛合金、不锈钢 316）：切削时易产生 “撕裂” 现象，断屑困难，需通过优化切削参数（低速、大进给）改善，但效率降低。
核心需求：材质需具备足够的抗变形能力（屈服强度≥150MPa），同时韧性不宜过高（延伸率≤30%），兼顾切削稳定性。
二、材质的加工性能要求
加工性能（如切削难易度、断屑性、表面质量）是四轴加工的关键，直接影响生产效率和成品质量：
切削性良好
金属材质：
铝合金（如 6061、7075）：切削性优异（切屑易断裂、表面光滑），是四轴加工的首选，适合复杂曲面（如无人机框架、散热壳体）。
黄铜（H62、H65）：切削性好，无粘刀，适合高精度孔系和螺纹加工（如阀门配件）。
中碳钢（45#）：未淬火时切削性中等，需使用涂层刀具（TiAlN），适合模具型腔加工。
不锈钢（304）：切削性较差（韧性高、易加工硬化），四轴加工时需冷却充分，避免刀具过热。
非金属材质：
工程塑料（POM、PEEK）：切削性好，无毛刺，适合医疗配件、精密齿轮的四轴加工。
复合材料（碳纤维增强塑料 CFRP）：需注意纤维方向对刀具的磨损（易崩刃），适合低速、小进给加工。
热稳定性好
四轴加工时，旋转轴带动工件高速旋转，切削区域摩擦生热集中，材质若导热性差（如钛合金、塑料），易因热变形导致精度下降（如曲面翘曲）。
要求：优先选择导热系数高的材质（如铝合金导热系数 100-200 W/(m・K)），或通过切削液强制冷却（如油雾润滑）控制温升。
均匀性与纯净度
材质内部若存在杂质、气孔或偏析（如铸造件的砂眼、锻件的氧化皮），四轴加工时易导致刀具突然崩刃（尤其铣削曲面时），或成品出现局部缺陷（如裂纹）。
要求：选用锻件、挤压型材（优于铸件），并进行预处理（如退火消除内应力），确保材质密度均匀（如铝合金的晶粒细化处理）。
三、材质对四轴设备的适配性要求
四轴 CNC 的旋转轴（A/B 轴）负载能力有限，材质的密度和加工余量需与设备性能匹配：
重量适配
四轴旋转轴的最大承重通常为 50-500kg（根据设备型号），材质密度过大会导致工件超重，影响旋转精度（如定位误差＞0.01mm），甚至损坏伺服电机。
示例：加工大型钢件（密度 7.85g/cm³）时，需控制单件重量≤设备承重的 80%；而铝合金（密度 2.7g/cm³）可加工更大尺寸工件。
加工余量合理性
四轴加工多为半精 / 精加工，若材质毛坯余量过大（如＞10mm），会增加切削负荷，导致旋转轴振动（影响曲面光滑度），且刀具磨损加剧。
要求：毛坯需经粗加工（如三轴铣削）去除大部分余量，留给四轴加工的余量控制在 0.5-2mm，确保切削平稳。