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PEEK 是最值得加工的工程塑料之一，但也是对参数估算容错率最低的材料之一。它是一种高性能热塑性塑料，连续使用温度为 260 °C，抗拉强度约为 100 MPa，且具有优异的耐化学性，因此适用于航空航天、半导体和医疗器械部件。 如果加工温度过高，表面会产生釉化现象并出现污迹，因为 PEEK 在约 143 °C（289 °F）的玻璃化转变温度下就会软化，这远低于其 343 °C（649 °F）的熔点。 若加工温度过低，刀具会发生摩擦而非切削，从而产生您原本试图避免的热量。 而且与金属不同，PEEK 的低导热性会将热量滞留在切削处而非导出，且它对钝刃毫不宽容：它会对切削工具产生磨蚀作用，在玻璃和碳填充的牌号中，这种磨蚀作用尤为显著。.
问题在于，机床操作员所需的参数分散在供应商的PDF文件和论坛帖子中。 本指南将PEEK的加工速度和进给量汇总于此：针对未填充PEEK的铣削、车削和钻孔的起始参数，这些参数综合了Drake Plastics提供的PEEK加工参数以及Invibio的加工数据，并根据填充级材料的要求进行了相应调整。 若需全面了解材料性能、刀具选择及应用信息，请从我们的 完整的PEEK数控加工指南; 本文是该文章的参数说明。.
以下是使用硬质合金刀具加工未填充（天然）PEEK时的起始加工参数范围。不同供应商的参数范围存在差异，因为刀具几何形状、机床刚度以及切削液供应都会影响安全加工范围；建议从保守的参数范围开始，并根据切屑情况进行调整。.
| 操作 | 切削速度 | 源 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 端面铣削 | 500–800 SFM（150–245 米/分钟） | 0.006–0.035 英寸/齿 | 轻度精加工的切削深度约为 0.035 英寸 |
| 端面铣削 | 270–450 SFM（80–140 米/分钟） | 0.002–0.008 英寸/齿，具体取决于刀具尺寸（见下表） | 在德雷克的数据中，切削深度最大可达 0.25 英寸 |
| 转动 | 300–800 SFM（90–245 米/分钟） | 0.004–0.025 英寸/转（0.1–0.6 毫米/转） | Invibio的数据表明，在理想条件下，天然PEEK的运行速度可达250–500米/分钟 |
| 钻探 | 165–650 SFM（50–200 米/分钟） | 0.007–0.020 英寸/转，具体取决于孔径（见下表） | 啄削深度超过直径的2倍 |
有两个习惯比确切的起始数值更为重要。首先，PEEK需要真正的切屑：在这些范围的下限处进给，且切削刃磨损时，会产生摩擦、摩擦热以及表面发亮。 其次，每次只改变一个变量，并观察切屑：干净且卷曲的切屑表明切削属于剪切状态；而带有粉尘、丝状熔体或表面光亮且有污迹的切屑，则表明热量占据上风。.
德雷克塑料公司的’ 端面铣削 以下是针对PEEK材料、切深为0.25英寸的加工参数，这是目前已发表的最完整的参数集：
| 立铣刀直径 | 切削速度 | 每齿进料量 |
|---|---|---|
| 1/4 英寸 | 270–450 SFM | 0.002 英寸 |
| 1/2 英寸 | 270–450 SFM | 0.003 英寸 |
| 3/4英寸 | 270–450 SFM | 0.005 英寸 |
| 1 英寸 | 270–450 SFM | 0.008 英寸 |
对于端面铣削，Drake 规定切削速度为 500 至 800 SFM，进给量为 0.006 至 0.035 in/tooth，切深为较浅的 0.035 in。 Invibio针对天然PEEK的铣削参数范围为50至200米/分钟（约合165至650 SFM），这一范围涵盖了Drake给出的参数区间，并印证了整体规模：PEEK的铣削速度远快于钛或钢，更接近于铝材的加工实践，但对热管理的要求更为严格。.
根据同一供应商提供的数据，建议采用爬升铣削而非传统铣削，因为爬升铣削能更有效地排出切屑、减少刀具磨损，并获得更好的表面光洁度。 在几何条件允许的情况下，应使用正前角的四刃立铣刀；为获得最佳表面光洁度，应将步进量限制在刀具直径的25%以内，切深限制在刀具直径的50%以内，并在进给范围的较轻端进行精加工。 采用高主轴转速配合快速进给是经过深思熟虑的：这能最大限度地减少摩擦热积聚，并避免边缘和孔口处的材料拉出。由于PEEK的硬度远低于金属，夹具的固定至关重要；如果工件在虎钳中发生位移或产生抖动，无论加工参数多么合理，都无法保证公差。.
对于 转动, 德雷克（Drake）的加工参数范围为：精加工切深约0.025英寸，切削速度300至800 SFM，进给量0.004至0.025英寸/转。 Invibio针对天然PEEK的车削参数更为激进，切削速度为250至500米/分钟，进给量为0.1至0.5毫米/转，这些参数最好被视为在刚性夹具、锋利刀具和良好冷却液条件下加工的上限，而非起始参数。.
刀具和夹具决定了这些数据能否成立。德雷克建议使用正前角且外围经过磨削处理的刀片，材质为细晶粒C-2硬质合金或PCD，因为锋利的切削刃能干净利落地剪切PEEK材料，而不是将其犁开。 PEEK的软性在卡盘加工中是一把双刃剑：应采用360度卡盘压力，配合经加工的软卡爪或派形卡爪，特别是在加工薄壁管状零件时；同时需使用内部支撑芯来支撑薄壁，以防止工件受压变形，从而确保尺寸精度。 先对毛坯的夹持区域进行粗车加工，可提高精密直径的圆度。.
钻孔是PEEK零件容易开裂的环节，因此进给控制与转速同样重要。Drake根据孔径给出的进给率如下：
| 孔径 | 源 |
|---|---|
| 1/16 英寸 (0.0625) | 0.007 英寸/转 |
| 1/8 英寸 (0.125) | 0.010 英寸/转 |
| 1/4 英寸 (0.250) | 0.012 英寸/转 |
| 1/2 英寸 (0.500) | 0.015 英寸/转 |
| 3/4英寸及以上 | 0.020 英寸/转 |
将这些进给量与Invibio数据中50至200米/分钟范围内的切削速度相结合。 热管理是决定一切的关键：孔深超过孔径两倍时需格外谨慎，低螺旋角钻头配合充液冷却效果最佳，而点钻法可在切屑堆积并过热前将其清除。带冷却液供应的钻头是深孔加工的理想选择，而在不允许充液冷却的情况下，可通过主轴输送压缩空气作为备选方案。 无论采用哪种方式，排屑都是首要目标：堆积的切屑就是热量的储存。其根本原因在于PEEK与其他塑料相比伸长率较低：如果在截面较大的深孔中钻孔时冷却液不足，可能会导致工件直接开裂。.
对于较大直径的孔，应分两步加工：先钻一个最大直径为1/2英寸的导向孔，然后镗至最终直径。1/2英寸及以下的孔可使用标准硬质合金钻头；直径不超过2英寸的孔可使用刀片式钻头进行加工。 为避免背面崩边，应从两侧进行铣削，或保留0.005至0.010英寸的材料，再用小型立铣刀将其切除。 攻丝也遵循类似的原则：在车床上使用单刃刀片并配合淋注式冷却液；对于攻丝孔，则使用双刃无涂层螺旋硬质合金丝锥并配合切削液；PEEK材料上的高精度螺纹可能需要比加工铝或钢时大一号的丝锥。.
这些表格给出的是一面速度；而您的机床需要转速和进给速度。有两个公式可以进行换算。.
主轴转速： 转速（RPM）=（SFM × 3.82）÷ 刀具直径（英寸）。公制单位：转速（RPM）=（切削速度（m/min）× 318）÷ 刀具直径（mm）。.
进给速度： IPM = RPM × 刀槽数 × 切屑负荷（每齿进给量）。.
示例计算，使用端铣刀表：1/2英寸、四刃端铣刀在350 SFM条件下，转速（RPM）= (350 × 3.82) / 0.5，约为2,675 RPM。 根据表中给出的0.003英寸切屑量，进给量 = 2,675 × 4 × 0.003，约为32 IPM。 相同的计算公式也适用于车削（使用工件直径）和钻孔（进给量以IPM为单位 = RPM × 每转进给量）。如果计算出的转速超过主轴极限或导致切削时发出尖叫声，应首先降低表面速度并保持切削量：将进给量降至表格规定的最低值以下，会以干净的切削效果为代价，换来摩擦和发热。.
以上内容均适用于未增强的PEEK。增强型牌号——玻璃增强PEEK GF30和碳纤维增强PEEK CF30——在加工时的表现类似于具有PEEK基体特性的磨蚀性复合材料：基体与基础聚合物一样易于切削，但纤维会磨损切削刃。 德雷克（Drake）的建议直截了当：所有PEEK等级对刀具的磨损性都比较软的塑料更强，增强型材料尤其如此。硬质合金刀具适用于短批量加工；而对于长批量加工以及任何增强型材料，都应优先考虑使用聚晶金刚石（PCD）刀具。 AIP的车间实践也与此一致：加工碳纤维增强PEEK时使用金刚石刀具。.
Invibio的碳纤维PEEK参数展示了窗口如何发生变化：
| 操作 | 未填充PEEK | 碳纤维PEEK |
|---|---|---|
| 转速 | 250–500 米/分钟 | 150–200 米/分钟 |
| 钻进速度 | 50–200 米/分钟 | 80–100 米/分钟 |
| 铣削速度 | 50–200 米/分钟 | 200–300 米/分钟（使用金刚石刀具时） |
| 订阅源 | 0.1–0.5 毫米/转 车削；0.1–0.3 毫米/转 钻孔 | 相同的饲喂范围 |
对于玻璃纤维增强等级（Invibio的表格中未单独列出），实际可行的做法是：从无增强材料的范围下限开始使用PCD刀具，保持相同的进给量，并尽早且频繁地检查切边： 玻璃纤维会迅速磨损硬质合金刀具，因此所谓的“突发”表面光洁度问题通常只是刀具磨损所致。此外，由于材料去除不均匀，填充型零件更容易发生翘曲，因此在设计允许的情况下，应尽可能对称地进行切削。.
供应商提供的数据表中有一项参数从未出现过：即材料本身的状态。对高精度工件进行成功的PEEK加工时，通常会在中间加入一个退火步骤：先对工件进行粗加工，然后进行退火，最后进行精加工；因为如果不这样做，粗加工过程中释放的残余应力会导致工件在后续加工中发生位移。 当公差要求达到该等级所能允许的极限时，应将退火工序纳入加工路线中，而不是等到检验时才发现有此必要。.
只有当切削热量散出切削区时，切削速度和进给量才会表现为表格中所列值。PEEK 需要主动热管理：它无法像金属那样散热，因此冷却方式的选择是参数设置的一部分。 Drake 确认，水溶性冷却液和石油基冷却液均适用于 PEEK，且正确使用冷却液可延长刀具寿命并改善表面光洁度；对于深孔钻削，充液冷却实际上是必不可少的。对于小型零件以及难以清理的零件，压缩空气（最好使用冷风枪）或轻雾状冷却液是公认的替代方案。.
医疗级PEEK是个例外。AIP在进行植入物和医疗相关加工时，通常采用干式加工（即以空气作为冷却剂），这主要是为了避免影响材料的生物相容性（医疗级PEEK已通过ISO 10993等标准认证）， 并将任何切削液的选择视为质量决策，而不仅仅是加工决策。我们的 材料库 列出了我们加工的PEEK牌号；如果您的零件是医疗部件，请在首次切削前提出关于切削液的问题，而不是切削之后。.
饲料中的金属残留。. 在进给范围内进给过低会导致刀具发生摩擦，而正是这种摩擦导致PEEK熔化并形成釉层。请按照表格中的数值保持正确的切屑负荷。.
钝了的工具。. 即使未填充，PEEK也具有磨蚀性；磨损的切削刃会产生热量，导致填充型材中的纤维断裂，并破坏表面光洁度。对于增强型材，应预留PCD刀具的预算，以免在加工过程中发现硬质合金刀具的极限。.
无需点钻或切削液的深孔。. 将切屑堆积在深度超过其直径两倍的孔中，是导致PEEK零件开裂的典型原因。.
夹紧过紧。. PEEK比金属更软，在点载荷作用下会发生变形。软钳口、派形钳口，甚至360度施压也是影响因素。.
在处理长时间运行的作业时省略应力消除步骤。. 在加工PEEK毛坯时，其残余应力会重新分布。对于加工时间较长或公差要求极严格的零件，可能需要在粗加工和精加工之间进行中间退火，以保持平整度和尺寸；上述切削速度和进给量均基于毛坯状态稳定。.
在规定的范围内，PEEK的切削速度和进给量能让人充满信心：根据加工工序的不同，切削速度在270至800 SFM之间；采用实际切屑负荷而非保守的切屑负荷；进给量根据刀具和孔径分级调整；冷却方式则需与零件的最终用途相匹配。 从加工参数表的保守端开始，观察切屑状况，并有条不紊地逐步提高参数；这就是加工这种聚合物时应遵循的全部准则。对于填充级材料，在调整参数之前应先更换刀具：首先使用金刚石聚晶（PCD）刀具，然后参照上述调整后的参数范围进行加工。.
纯PEEK及其填充级产品均为我司车间的量产材料。如果您的PEEK零部件即将投入生产，且您不愿花费自己的车床加工时间来确定加工窗口，我们的 数控加工服务 团队每周都会将未填充和已填充的PEEK材料加工至公差范围内，并且 完整的PEEK加工指南 介绍了这些参数背后的特性及工具策略。.
PEEK 加工时切屑干净，在高性能塑料中被认为具有极佳的加工性能：它能保持严格的公差和尺寸稳定性，可获得精细的表面光洁度，且使用锋利的硬质合金或金刚石刀具时能实现干净的切削。 加工PEEK有两点要求：一是热管理——因为该材料散热性差，且在远低于熔点的温度下就会软化；二是需注意其磨蚀性——这会缩短刀具寿命，特别是在填充型材中。.
不，与工程金属相比并非如此；它的切削速度远快于钛或不锈钢。它比乙缩醛（Delrin）或尼龙等易加工塑料更难处理，主要是因为加工失误会导致工件熔化、表面发亮或开裂，而不仅仅是表面光洁度差，而且这种原材料报废成本很高。.
关于铣削的进给量和转速，请从铣削表中查取表面速度，然后转速（RPM）=（SFM × 3.82）÷ 刀具直径（英寸），进给量 = RPM × 刃数 × 切屑负荷。 示例：一把 1/2 英寸、四刃的立铣刀，在 350 SFM 的切削速度下，转速约为 2,675 RPM；当切屑负荷为 0.003 英寸时，进给速度约为 32 IPM。.
是的，对于短切削和小型零件，以及干式或仅用空气的加工，这是医疗级PEEK材料为确保生物相容性而采用的标准做法。对于深孔钻削、大批量生产以及填充型材料，强烈建议使用切削液或冷风枪，因为PEEK本身无法将切削产生的热量带走。.
PCD（聚晶金刚石）刀具是加工玻璃增强和碳纤维增强PEEK的可靠选择：这些纤维具有很强的磨蚀性，会迅速使硬质合金刀具钝化。 硬质合金适用于小批量生产和原型制作，但不要指望用于加工无填料PEEK的硬质合金工具能经受住GF30材料批量生产的考验；对于大批量生产或严格公差要求，应选用金刚石刀具，并从无填料PEEK的切削速度范围下限开始调整。.
作者：安迪，图威精密制造工程师。. 安迪专攻数控加工、精密制造和生产工程领域，在从快速原型制作到大规模量产的整个项目过程中拥有丰富的实践经验。他与工程和制造团队紧密合作，共同评估材料、公差、加工工艺以及设计可制造性。 他的文章提供了实用且具有技术深度的见解，旨在帮助工程师和采购人员做出更明智的制造决策、优化生产效率，并确保零件质量的一致性。欢迎了解图威精密的数控加工和定制制造解决方案，为您的下一个项目提供支持。.
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