از آنجایی که تجهیزات CNC با دقت بالا و چند-روندی، عملکرد کلی و عمر مفید مراکز حفاری و ماشینکاری ضربهای تا حد زیادی به انتخاب مواد اجزای کلیدی بستگی دارد. پیکربندی مواد معقول نه تنها استحکام، مقاومت در برابر لرزش و مقاومت در برابر سایش ماشین ابزار را بهبود میبخشد، بلکه دقت هندسی و ویژگیهای دینامیکی را در شرایط دمای بالا، سرعت بالا و مکرر معکوس حفظ میکند. بنابراین، تجزیه و تحلیل علمی انتخاب مواد برای اجزای اصلی ساختاری و واحدهای عملکردی برای ساخت مراکز ماشینکاری با کیفیت بالا اهمیت زیادی دارد.
بدنه ماشین ابزار سنگ بنای پشتیبانی از کل فرآیند ماشینکاری است و مواد آن باید دارای استحکام عالی، مقاومت در برابر لرزش و ثبات ابعادی باشد. در حال حاضر، این صنعت عموماً از سازههای فولادی جوش داده شده-چدن خاکستری با کیفیت بالا یا با سن- استفاده میکند. چدن خاکستری ویژگی های میرایی خوبی دارد، به طور موثر ارتعاشات ایجاد شده در حین برش را جذب می کند و سایش ابزار و زبری سطح را کاهش می دهد. ساختار متخلخل با توزیع یکنواخت آن نیز به پراکندگی استرس کمک می کند. سازه های فولادی جوش داده شده دارای مزایایی از نظر سبک وزن و اشکال پیچیده هستند. پس از بازپخت{5}}تسکین استرس و ماشینکاری دقیق، میتوانند الزامات دوگانه سختی و پایداری بالا را برای ماشینابزارهای بزرگ برآورده کنند. صرف نظر از مواد، همه اجزاء به درمان پیری دقیق نیاز دارند تا استرس باقیمانده را از بین ببرد و از تغییر شکل در استفاده طولانی مدت جلوگیری کند.
به عنوان واحد هسته ای که قدرت برش را منتقل می کند، انتخاب ماده مستقیماً بر محدوده سرعت، گشتاور خروجی و پایداری حرارتی تأثیر می گذارد. محفظه دوک معمولاً از چدن-یا آلیاژ آلومینیوم با استحکام بالا ساخته میشود تا وزن و استحکام را متعادل کند. هسته دوک معمولاً از فولاد آلیاژی با کیفیت بالا- ساخته شده است و برای بهبود مقاومت در برابر خمش و خستگی، تحت عملیات حرارت دهی و سخت شدن سطح قرار می گیرد. برای کاهش اثرات نیروی گریز از مرکز و تغییر شکل حرارتی، دوکهای الکتریکی با سرعت بالا اغلب از یاتاقانهای غلتشی سرامیکی یا یاتاقانهای هوا در مناطق بحرانی همراه با کانالهای خنککننده در گردش برای کنترل افزایش دما و اطمینان از دقت چرخش در سرعتهای بالا استفاده میکنند.
راهنماها و اجزای انتقال باید از موادی ساخته شوند که بر مقاومت در برابر سایش، اصطکاک کم و عمر طولانی تاکید دارند. راهنماهای کشویی معمولاً از راهنماهای-چدن یا فولاد مقاوم در برابر سایش-روکش شده با مواد کامپوزیت مولکولی بالا مانند PTFE یا Turcite-B برای کاهش مقاومت در حال اجرا و بهبود صافی حرکت استفاده میکنند. راهنماهای غلتشی معمولاً از فولاد کروم دار با کربن بالا{{6} ساخته میشوند و ریلهای راهنما و لغزندهها با زمین و سطح دقیق سخت شدهاند تا از دقت موقعیتیابی قابل تکرار در شرایط-سرعت- بالا و شتاب بالا اطمینان حاصل شود. بال اسکروها و چرخ دنده ها همچنین از فولاد آلیاژی یا فولاد کربن دار، سطح سخت شده و زمین دقیق برای تحمل بارهای چرخه ای طولانی مدت بدون کاهش دقت استفاده می کنند.
مجله ابزار و مکانیسم تغییر ابزار ترکیبی از سبک وزن و استحکام بالا در مواد خود را در اولویت قرار می دهد. آلیاژهای آلومینیوم یا فولادهای آلیاژی معمولاً برای قاب و اجزای حامل بار کلیدی- استفاده میشوند که اینرسی چرخشی را کاهش میدهند و در عین حال ثبات و دقت را در حین تعویض ابزار تضمین میکنند. نواحی تماس با پوششهای-مقاوم در برابر سایش یا منبت کاری شده با پدهای مقاوم در برابر سایش برای افزایش عمر مفید و کاهش فرکانس نگهداری پوشانده شدهاند.
لولهکشی و محفظه سیستم خنککننده و حفاظتی بر اساس ویژگیهای محیط انتخاب میشوند که معمولاً از فولاد ضد زنگ{0} مقاوم در برابر خوردگی یا پلاستیکهای مهندسی استفاده میکنند تا از خوردگی سیال برشی که میتواند منجر به نشت یا کاهش عملکرد شود، جلوگیری میکند.
به طور کلی، انتخاب مواد برای یک مرکز ماشینکاری حفاری و ضربهای یک تصمیم جامع است که شامل علم مواد، مکانیک و فرآیندهای تولید میشود. از بدنه اصلی تا اجزای عملکردی اصلی، همه انواع مواد باید به تعادلی بین استحکام، میرایی، مقاومت در برابر سایش، پایداری حرارتی و وزن سبک دست یابند تا پایه فیزیکی قابل اعتمادی برای تجهیزات فراهم کنند و الزامات دقیق ساخت مدرن را برای کارایی بالا، دقت بالا و عملکرد طولانیمدت برآورده کنند.