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加工製程閱讀時間 12 分鐘

一支刀該怎麼挑,又該什麼時候換

刀具是加工裡唯一會被消耗掉的東西,也是最容易被當成「反正買一樣的就好」的東西。

01材質:硬度與韌性的取捨

材質硬度韌性適用
高速鋼 HSS低速、斷續切削、成形刀
粉末高速鋼 PM-HSS中低拉刀、滾齒刀
硬質合金 Carbide絕大多數銑削與車削
瓷金 Cermet中低精車鋼件,表面好
陶瓷 Ceramic很高高速車鑄鐵、耐熱合金
CBN極高淬火鋼 HRC 45 以上
PCD極高鋁、銅、複合材(不能加工鋼)
往下走硬度愈高、能跑愈快,但愈怕衝擊。PCD 不能加工鋼,,碳會擴散。

02塗層:一層一層疊出來的功能

塗層顏色耐溫擅長
TiN約 600 °C通用、成本低
TiCN藍灰約 400 °C耐磨,適合不鏽鋼與鑄鐵
TiAlN / AlTiN紫黑800 °C 以上高速乾切、硬材
AlCrN灰藍1000 °C 以上耐熱合金、高溫穩定
DLC鋁、銅等黏性材料,防積屑瘤
無塗層(研磨刃)鋁合金,刃口銳利不積屑
TiAlN 在高溫下表面生成氧化鋁層,反而愈熱愈耐磨,,所以它適合乾切。

03刃數:效率、排屑與剛性

  • 2 刃:排屑空間最大,適合鋁、深槽、全刀包覆的槽銑。
  • 3 刃:鋁合金高速加工的常見折衷。
  • 4 刃:鋼件通用,剛性與效率平衡。
  • 5 刃以上:小徑向切深的精修與高速加工,同轉速下進給更快,但排屑空間小、不能做深槽。

刃數影響的是同轉速下的進給速度(Vf = fz × z × n)。刃數加倍、fz 不變,進給就加倍,前提是切屑排得出去、機台推得動。

04孔加工:三種做法的分工

方法可達精度適用孔深備註
鑽頭IT11 ~ IT133 ~ 5 D(一般)位置精度差,需中心鑽或定位刀
深孔鑽 / 槍鑽IT9 ~ IT1010 D 以上內冷卻,直線度好
鉸刀IT7 ~ IT8淺孔只能修正尺寸,不修正位置
搪刀IT6 ~ IT7依刀桿可修正位置與圓度,單刃可微調
銑削螺旋插補IT8 ~ IT9依刀長一把刀做多種孔徑,適合少量多樣
鉸刀跟著原孔走,所以位置度要靠前一道保證。

05什麼時候該換刀

刀具磨耗有幾種型態,各自指向不同的問題。

磨耗型態外觀成因對策
後刀面磨耗 VB刃口下方磨出平面正常磨耗依 VB 值換刀(一般 0.2~0.3 mm)
月牙窪磨耗前刀面凹陷切屑摩擦、擴散磨耗降 Vc、換塗層
崩刃刃口缺角衝擊、切屑堵塞降 fz、改善排屑、選韌性高的材質
積屑瘤 BUE刃口黏材料速度太低、黏性材料提高 Vc、用 DLC 或銳利刃
熱裂垂直刃口的裂紋斷續切削時忽冷忽熱乾切或穩定供液,不要時有時無
看磨耗型態比看時數準,,型態會告訴你參數哪裡不對。