Fiind echipament de bază pentru obținerea de înaltă{0}}precizie a îndepărtarii și modelării materialelor, performanța generală și durata de viață a unei mașini de prelucrare depind în mare măsură de principalele materiale structurale utilizate. Materialele nu numai că determină rigiditatea statică și dinamică a mașinii-unelte, stabilitatea termică și rezistența la vibrații, dar afectează în mod direct menținerea preciziei de prelucrare și a fiabilității-pe termen lung. Prin urmare, selecția și potrivirea performanței materialelor pentru componentele cheie ale mașinii de prelucrare reprezintă probleme tehnice importante în procesul de proiectare și fabricație.
Componentele suport-de bază, cum ar fi patul, stâlpul și traversa sunt de obicei realizate din fontă-de înaltă rezistență sau granit. Fonta cenușie, datorită caracteristicilor sale excelente de amortizare și prelucrabilitate la turnare, poate absorbi eficient vibrațiile în timpul procesului de tăiere, îmbunătățind stabilitatea prelucrarii; Structura sa internă de grafit în fulgi poate tampona sarcinile de impact și poate întârzia propagarea fisurilor de oboseală. Unele modele de-înaltă precizie folosesc fontă Meehanite sau fontă ductilă, cu îmbunătățiri suplimentare ale rezistenței și rezistenței la uzură prin optimizarea compoziției aliajului și a tratamentului termic. Granitul, datorită coeficientului său extrem de scăzut de dilatare termică și stabilității dimensionale excelente, este utilizat în centrele de prelucrare de ultra-precizie sau în echipamentele de măsurare în coordonate care sunt foarte sensibile la variația de temperatură, menținând precizia geometrică la-micron-în afara mediilor cu temperatură constantă-.
Ghidajele și glisierele sunt fabricate în mare parte din oțel aliat de{0}}înaltă calitate, cu tratament de întărire a suprafeței. Materialele utilizate în mod obișnuit includ oțelul carburat și stins sau oțelul nitrurat. Aceste materiale combină duritatea ridicată a suprafeței cu tenacitatea miezului, rezistând la uzură și la deformarea plastică a suprafeței căii de ghidare și asigurând dreptateitatea și rigiditatea de contact a părților în mișcare în timpul utilizării pe termen lung-. Pentru modelele de-viteză mare, cu încărcare-ușoară, aliajele de aluminiu și materialele compozite sunt, de asemenea, folosite pentru a reduce masa în mișcare, dar sunt necesare nervuri de armare și structuri de susținere de-rigiditate ridicată pentru a compensa rigiditatea insuficientă.
Cerințele pentru materialele din ansamblul axului sunt deosebit de stricte, utilizând adesea oțel aliat-de înaltă rezistență sau oțel special. Miezul axului este realizat în mare parte din oțel aliat cu crom-molibden sau oțel carburat, călit și stins de înaltă frecvență-la suprafață pentru a obține o rezistență ridicată la oboseală și rezistență la uzură. Pentru a se adapta la forța centrifugă și la sarcina termică în timpul rotației cu viteză mare-, unele arbore-de vârf folosesc oțel inoxidabil de înaltă-rezistență sau aliaj de titan pentru a reduce masa și a îmbunătăți rezistența la coroziune. Carcasele și manșoanele lagărelor sunt fabricate din fontă inoculată sau din oțel preîncărcat pentru a asigura precizia ansamblului rulmentului și rigiditatea suportului.
Componentele transmisiei, cum ar fi șuruburile, cremalierele și angrenajele sunt în general realizate din oțel aliat cu crom-molibden sau oțel cementat și sunt supuse șlefuirii de precizie și călirii suprafeței pentru a asigura precizia transmisiei și durata de viață a uzurii. Șuruburile cu bile, datorită necesității lor de a rezista la sarcini repetate și la mișcare cu viteză mare-, necesită materiale cu stabilitate dimensională bună și rezistență la oboseală pentru a preveni jocul și jocul invers crescut.
Odată cu tendința către structuri compozite și ușoare, materialele compozite armate cu fibră de carbon și structurile tip sandwich în fagure încep să fie folosite în componente neportante, cum ar fi apărătoare și mese de lucru. Acest lucru poate reduce semnificativ masa pieselor în mișcare și poate îmbunătăți răspunsul dinamic, dar problemele de potrivire a expansiunii termice cu cadrul metalic și fiabilitatea conexiunii trebuie abordate.
În general, selecția materialelor principale pentru centrele de prelucrare se concentrează pe rigiditate, amortizare, rezistență la uzură, stabilitate termică și adaptabilitate la proces. Diferitele componente sunt configurate diferit în funcție de caracteristicile lor de stres și de condițiile de lucru. Un sistem de materiale potrivite din punct de vedere științific nu numai că oferă o bază mecanică solidă pentru mașinile-unelte, dar asigură și că acestea pot produce în mod continuu capabilități de prelucrare de înaltă{2}}precizie și de înaltă{3}}fiabilitate în condiții complexe de lucru, susținând căutarea continuă a calității și eficienței industriei moderne de producție.