力軒貿易-專業機械刀具製造商

切削（cutting）

藉由移除材料或分離材料而達到所需 工件的幾何形狀，它包括了許多不同的形式，

例如:鋸切和剪切是分離材料的兩種切削方法，車削、鑽孔、銑切、刨切、研磨、搪孔等是移除材料的切削方法，

這些切 削方法都包含了刀具與工作物的相對運動，不同的相對運動方式，可將工作物切削成不同需求的形狀和尺寸，

每一種切削方式，都可因機器的不同設計，而有多樣性之變化，

鑽孔的機器稱為鑽床，車削的機器稱為車床，其他切削機器則分別依其切削功能，而稱為銑床、刨床、磨床、磨床等種類繁多，

由於各種生產的觀念一直在演進，因此綜合各種切削的機械----綜合加工中心（machine center）已是廣為被採用的切削機械。

參考文獻http://content.edu.tw/senior/life_tech/tc_t2/manufac/manu/manu_c/cutting.htm

目前應用較多的精密微小切削方法主要有四種

1. 精密微小車削
2. 精密微小立銑削
3. 精密微小飛切
4. 精密微小鑽削

使用的精密微小切削刀具相應為精密微細車刀、平頭立銑刀及球頭立銑刀、飛刀和鑽頭。

受尺度效應的影響，精密微小切削的刀具磨（破）損、切削力、切削表面形成等加工機理顯著區別於常規尺度切削，刀具所承受的切削抗力、摩擦和衝擊等工況條件更為惡劣。

適用於微小切削的刀具應滿足以下基本要求：

1. 整體尺度小，局部特徵尺度微小

針對微小型系統中廣泛存在的框架、平面、曲面、軸、槽、壁、孔等各類微小型結構，為了適應微小切削加工特徵微小、加工精度較高的特點，以及避免與工件之間的干涉，切削刀具的整體尺度和切削部分的特徵尺度必須同步減小。

2. 切削刃鋒利

在微小切削條件下，為了實現極微量的材料去除，改採用的切削深度和進給量通常在微米級，切削厚度與刀具刃口半徑處於同一數量級，數控刀具實際前角將表現為較大的負值..半徑對於微小切削性能的影響不容忽視，切削刀具應具有足夠鋒利的切削刃..，受刀具材料特性和製造工藝的限制，刃口半徑還不能隨刀具整體尺度的降低而成比例地降低。

3. 表面質量好

表面質量對於微細切削刀具的使用性能影響極大..獲得良好的微小切削精度和表面質量，微小刀具應具有較高的表面完整性及較小的表面粗糙度和微觀成形缺陷..的表面質量不僅會增加微細切削時的摩擦阻力，導致加工表面惡化，而且會削弱刀具強度。

4. 強度高，抗衝擊能力強

對於小直徑的微小立銑刀和鑽頭等旋轉刀具，微細切削是在極高的主軸轉速下進行..切削刀具的切削部分應具備足夠高的強度和動態特性，能夠承受微小切削時的高頻衝擊負載

5. 剛性好，抗變形能力強

為保證加工精度，微小刀具應具有較高的剛性，以減小切削力作用下的變形和回彈..立銑削時，刀具剛性不足引起的軸向和徑向變形是影響加工精度的主要原因；微小鑽削時，鑽頭變形量過大引起的折斷將導致工件報廢。

6. 耐磨性好，磨損過程均勻

微小切削刀具的切削部分應具有足夠高的硬度，以保證其耐磨性..磨鈍的刀具進行微小切削，不僅影響加工精度，並且會產生明顯的加工毛刺，給表面精整帶來困難。

7. 動平衡精度高

微小立銑削時，刀具跳 動與進給量的比值明顯大於常規切削..高的主軸轉速下，切削刃之間的切削負載極不均衡，切削力波動現象嚴重，將影響切削過程的穩定性和刀具的可靠性..證 刀尖運動軌跡和加工精度，微小立銑刀、鑽頭等旋轉刀具應具有極高的動平衡精度，使用前必須隨同刀柄系統進行動平衡測試。

8. 刀具夾持精確可靠

微小旋轉刀具的安裝誤差是影響加工精度和可靠性的主要因素..刀具夾持系統應具有較高的接觸剛度和重複定位精度，並具有良好的高速鎖緊性。

微小徑切削刀具的材料

選用先進適用的刀具材料是保證微細切削刀具綜合性能的重要技術手段..金剛石、細晶粒和超細晶粒硬質合金是比較理想的微細切削刀具材料。

木工刀具/銑刀選用的依據

1. 被切削材料的性質
   木材切削的對象是實木和木質複合材料..又可劃分為軟 材、硬材和改性處理的木材等；木質複合材料包括膠合板、單板層積材、鉋花板、定向鉋花板、大片鉋花板、石膏鉋花板、水泥鉋花板、硬質纖維板、中密度纖維 板、高密度纖維板、細木工板、膠合成材等..木材或木質複合材料工件還要經過單面或雙面貼面裝飾處理。
2. 切削方向
   實木切削時，根據刀刃相對木材纖維的方向將木材切削分為縱、橫、端向和縱端向、縱橫向和橫端向切削。
3. 刀具回轉方向和進給方向
   依據機床刀軸的回轉方向和木材工件進給的方向，確定刀具上刀刃的傾斜方向。
4. 刀具與工件穩定性
   刀具與工件在切削加工過程中的穩定性包括幾個方面的內容，工件的穩定性是指木材工件在切削加工中平穩進給而不發生跳動..工件穩定性採取的措施主要有降低工件重心和增大接觸面積。
5. 加工表面質量要求
   木材工件表面質量包括表面粗糙度、幾何尺寸和形狀位置精度。

木工刀具/銑刀的選用

1. 確定銑刀的主要技術參數：
   木工銑刀的主參數：刀具外徑，加工厚度，中心孔徑。
   其它的技術參數：刀齒數，回轉方向，回轉速度，進給速度，夾持方式，刀齒材料。
2. 選擇銑刀的結構形式
   根據切削加工對象的性質和要求，從技術和經濟兩個方面綜合考慮選擇整體銑刀，焊接整體銑刀，裝配銑刀和組合銑刀。
3. 銑刀回轉方向的選擇
   銑刀回轉方向是依據加工機械主軸的回轉方向和刀軸與進給工件的相對位置確定的，無論是整體銑刀，還是裝配銑刀，切削刀刃相對銑刀半徑的傾角決定了銑刀的回轉方向。
4. 銑刀切削用量的選擇
   銑刀的切削用量包括銑刀的切削速度，工件的進給速度和銑削深度..刀具的切削速度取決於銑刀轉速和銑刀的半徑..的進給速度取決於對切削加工表面質量的要求..削工件的表面粗糙度很大程度上取決於切削過程中銑刀每齒進給量，每齒進給量過大，加工表面過於粗糙，每齒進給量太小，加工表面會出現燒焦現象，因此銑刀的每齒進給量必須適當。
5. 銑刀運轉的穩定性
   銑刀運轉的穩定性是保證加工精度和加工表面質量的基礎..括兩方面的內容：一是銑刀在切削加工中由於受到外力激發而產生振動；二是銑刀在外力的作用下發生變形。
6. 銑刀加工的安全性
   銑刀加工的安全性包括銑刀回轉速度限制，屑片厚度限制，成型銑刀廓形高度限制和裝配銑刀刀片厚度與伸出量限制等。
   木材切削加工的特點是高速度切削，銑刀的回轉速度多在3000rpm以上，高速切削為木材切削加工帶來的高生產效率和光潔的表面質量..，也帶來了一系列的安全問題，因此當銑削加工機床主軸轉速達到9000rpm時，除刀具小於16mm的柄銑刀外，應禁止使用裝配式銑刀，對於焊接整體銑刀的焊縫也進行嚴格的探傷檢查。
   屑片厚度限制是保證銑刀進給量過大而引起銑刀嚴重過載必備的措施。
   對於成型銑刀，成型輪廓廓形高度值與銑刀的夾持方式，切削工件厚度，銑刀的直徑有密切的關係..切削加工工件厚度、銑刀直徑和中心孔徑確定以後，銑刀廓形高度反映了銑刀自身的強度和剛度，以及對切削阻力的承受能力..對廓形高度必須要有所限制，以保證銑刀使用時的安全。
   裝配式銑刀刀體設計時必須要考慮刀片的夾持問題，無論是圓柱型的刀體還是圓盤型的刀體，刀片夾持形式必須保證可以提供足夠大的夾緊力以反抗回轉離心力。

文章參考來源 - 中國木材網

高效的切削技術和刀具已成為汽車製造業的基礎工藝和關鍵技術。高速切削、乾切削、硬切削等新的切削工藝正在改變傳統的加工工藝，顯現出強大的影響力。汽車工業是專用刀具應用繁多的行業，目前汽車製造業的機械加工所使用的刀具主要是超硬刀具材料，汽車工業一般常見加工如下:

在汽車零件加工方面

曲軸的粗加工

曲軸的金屬加工工藝流程為：銑端面、定總長、鑽品質中心孔、車大小端外圓→銑主軸頸及軸肩→銑連杆頸及軸肩→車拉主軸頸及 沉槽→車拉連杆頸及沉槽→槍鑽油 孔→清洗→圓角滾壓→法蘭鑽孔攻絲→精磨主軸頸（CBN）→精磨連杆頸（CBN）→斜切磨小端→斜切磨法蘭端→車滾止推面、銑鍵槽→動平衡→砂帶拋光主 軸、連杆及法蘭外徑→清洗、冷卻→檢測分類。

平面銑削的應用

可轉位面銑刀在現代汽車製造業中，平面銑削的應用極為普遍。選用高硬度、高強度的刀具材料，再進行適當塗層，是延長刀具壽命的首要措施。同時，改進刀具幾何形狀也是增加刀具壽命的重要手段，在汽車製造業中，鑄鐵的銑削加工是一個重要課題。包括灰鑄鐵、球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵在內的各種合金鑄鐵有著不同的加工特性，因此，對銑刀幾何角度的優化改進十分重要。

孔加工刀具

在孔加工中，目前仍大量使用高速鋼麻花鑽，但各企業之間在孔加工精度和加工效率方面已逐漸拉開差距。高速切削鑽 頭的材料以陶瓷塗層硬質合金為主，在各種塗層鑽頭中，陶瓷塗層硬質合金鑽頭特別重視耐磨性、耐熱性及潤滑性，其塗層工藝也採取多層塗覆方式，如利用 TiAlN、TiN、TiCN等複合氮化物形成複合塗層結構。鑽頭的切削正不斷高速化，隨著被加工材料的不同，切削速度已可分別達到 200～300m/min。

今後的發展趨勢是，將普遍採用高速(超高速)乾式切削技術。採用超硬材料製作的各類刀具、複合 (組合)或各類高速切削刀具的結構設計與製造技術將成為刀具品種發展的主導技術。其中無屑加工工藝的搓、擠、滾壓成型類刀具的應用將會更加廣泛；超硬刀具材料發展會更快，應用領域會更加擴大。

參考資訊來源:www.autooo.net/utf8-classid130-id6800.html
http://info.qipei.hc360.com/2012/02/150835435162-5.shtml

銑削加工是最常見應用範圍最廣的加工方式之一，對於各種不同的結構的結構零件的粗銑或精銑大都是以端銑來完成，依切削作用發生時，切削刃的運動方向與工件運動方向相反或相同，區分為逆銑與順銑兩種。

逆銑:

銑削方向與進給為相反方向(milling against the feed)稱為逆銑;由於切屑是由下向上產生(由薄變厚)，故又稱向上銑削(up milling);因傳統加工銑切方是多採此方式所以也稱傳統銑削(conventional milling)。

逆銑特點：

1. 切屑由薄而厚，銑刀受力始輕末重，可避免刀具受衝擊而斷裂。
2. 適合銑削鑄件黑皮面。
3. 可用於舊式銑床，不產生螺桿無效間隙運動。
4. 摩擦多，刀口易鈍、壽命短。
5. 易震刀、加工面較粗糙、加工精度較差。
6. 裝置不易，不適合銑削薄件。
7. 消耗能量較多。

順銑：

銑削方向與進給方向同向(milling with the feed)稱為順銑;因切削作用是由工件未加工面向下發生(切屑由厚變薄)故又稱向下銑削(down milling)或爬銑(climb milling)。

順銑特點:

1. 切屑由厚而薄，銑刀受力始重末輕，易生衝擊而使刀刃斷裂。
2. 不適合銑削鑄件、鍛件和銑削表面具有鱗皮之工件。
3. 銑床須有間隙消除裝置，否則易產生螺桿無效間隙運動。
4. 加工時摩擦較少，銑刀刃口壽命較長。
5. 夾持容易，無震動，加工面精度較高。
6. 裝置容易，適合銑削長薄型工件。
7. 進給消耗功率少。

在大部分銑削加工情況下，除了鑄件的第一次銑切及無螺隙削除裝置的老式銑床需使用逆銑外，順銑加工效果會比逆銑好。

參考文獻 http://tw.tool-tool.com/news/201112/conventional-milling-and-climb-milling/

CNC加工刀具的發展趨勢

時間：2015-04-16   作者：鎧鉅科技股份有限公司  

                                                        CNC加工刀具的發展趨勢

          刀具在CNC加工中為不可缺少的一種工具，刀具的好壞可直接或間接影響所加工之模具的精密度及質量，隨著模具業的發展，刀具業也自然相應的成長。
 
         模具製造業之加工技術水平以及模具的質量受刀具之影響很大，根據模具製造業發展需要，對刀具的要求也越來越高，傳統的刀具已漸漸淘汰，反取代之為高性能、高質量、高技術水平的多功能複合式刀具、高速高效刀具日漸發展成為刀具業之主流。面對日益增多的難加工材料、高精密度模具，刀具業必須改進刀具結構、材料，努力研發新型之刀具材料和更合理的刀具結構。才能達到模具製造業之要求。
  
就目前CNC加工刀具的發展有以下五點趨勢:

1.   刀具製造業更加系統化。以前大多數刀具企業單純只提供刀具生產、供應。擴展至現在刀具業為客户研究新切削工藝，提供技術和解决方案的開發，為用户提供全面的服務和技術支持。

2.   切削技術快速發展，各種刀具常用材料之韌性得到增强，硬切削、乾切削持續快速發展，應用範圍正在迅速擴大。

3.   信息化程度提高，刀具製造業合作增强，市場競爭加劇。
4.   新型刀具材料應用增多。
5.   刀具研發更具針對性。

參考文獻 http://www.uggd.com/news/hynews/2012-05-17/9344.html

銑刀的種類與選擇

依銑刀用途可分為三類：

1. 加工平面用頂針
2. 加工溝槽用鎢鋼
3. 加工成形面用銑刀等三大類。

銑刀的特點及其適用範圍

銑刀為多齒回轉刀具，其每一個刀齒都相當於一把車刀固定在銑刀的回轉面上.同時參加切削的切削刃較長,且無空行程,Vc也較高,所以生產率較高。

圓柱銑刀

圓柱銑刀一般都是用高速鋼製成整體的，螺旋形切削刃分佈在圓柱表面上，沒有副切削刃，螺旋形的刀齒切削時是逐漸切入和脫離工件的，所以切削過程較平穩.用於臥式銑床上加工寬度小於銑刀長度的狹長平面。

根據加工要求不同，圓柱銑刀有粗齒、細齒之分，粗齒的容屑槽大，用於粗加工，細齒用於精加工.外徑較大時，常製成鑲齒的。

面銑刀

主切削刃分佈在圓柱或圓錐表面上，端面切削刃為副切削刃，銑刀的軸線垂直於被加工表面.材料可分為高速鋼和硬質合金兩大類，多製成套式鑲齒結構，刀體材料為40Cr。

高速鋼面銑刀按國家標準規定，直徑d=80～250mm，螺旋角β=10°，刀齒數Z=10～26。

硬質合金面銑刀與高速鋼銑刀相比，銑削速度較高、加工表面品質也較好，並可加工帶有硬皮和淬硬層的工件，故得到廣泛應用..合金面銑刀按刀片和刀齒的安裝方式不同，可分為整體式、機夾一銲接式和可轉位式三種。

面銑刀主要用在立式銑床或臥式銑床上加工臺階面和平面，特別適合較大平面的加工，主偏角為90°的面銑刀可銑底部較寬的臺階面..銑刀加工平面，同時參加切削的刀齒較多，又有副切削刃的修光作用，使加工表面粗糙度值小，因此可以用較大的切削用量，生產率較高，應用廣泛。

立銑刀

立銑刀 是數控銑削中最常用的一種銑刀，其結構，圓柱面上的切削刃是主切削刃，端面上分佈著副切削刃，主切削刃一般為螺旋齒，這樣可以增加切削平穩性，提高加工精度..普通立銑刀端面中心處無切削刃，所以立銑刀工作時不能作軸向進給，端面刃主要用來加工與側面相垂直的底平面。

為了改善 切屑捲曲情況，增大容屑空間，防止切屑堵塞，刀齒數比較少，容屑槽圓弧半徑則較大..粗齒立銑刀齒數Z=3～4，細齒立銑刀齒數Z=5～8，套式結構 Z=10～20，容屑槽圓弧半徑r=2～5mm..銑刀直徑較大時，還可製成不等齒距結構，以增強抗振作用，使切削過程平穩。

標準立銑刀的螺旋角β為40°～45°（粗齒）和30°～35°（細齒），套式結構立銑刀的β為15°～25°。

直徑較小的立銑刀，一般製成帶柄形式..～φ71mm的立銑刀為直柄；φ6～φ63mm的立銑刀為莫氏推柄；φ25～80mm的立銑刀為帶有螺孔的7：24錐柄，螺孔用來拉緊刀具..大幹φ40～φ160mm的立銑刀可做成套式結構。

立銑刀 主要用於加工凹槽，臺階面以及利用靠模加工成形面..有粗齒大螺旋角立銑刀、玉米銑刀、硬質合金波形刃立銑刀等，它們的直徑較大，可以採用大的進給量，生產率很高。

三面刃銑刀

三面刃銑刀，可分為直齒三面刃和錯齒三面刃..要用在臥式銑床上加工臺階面和一端或二端貫穿的淺溝槽..刃銑刀除圓周具有主切削刃外，兩側面也有副切削 刃，從而改善了切削條件，提高了切削效率，減小了表面粗糙度值..磨後寬度尺寸變化較大，鑲齒三面刃銑刀可解決這一個問題。

鋸片銑刀

鋸片銑刀本身很薄 ，只在圓周上有刀齒 ，用於切斷工件和銑窄槽 ，為避免夾刀 ，其厚度由邊緣向中心減薄，使兩側形成副偏角。

鍵槽銑刀

國家標準規定，直柄鍵槽銑刀直徑d=2～22mm，錐柄鍵精銑刀直徑d=14～50mm.銑刀直徑的偏差有e8和d8兩種.銑刀的圓周切削刃僅在靠近端面的一小段長度內發生磨損，重磨時，只需刃磨端面切削刃 ，因此重磨後銑刀直徑不變。

鍵槽銑刀外形與立銑刀相似，不同的是它在圓周上只有兩個螺旋刀齒，其端面刀齒的刀刃延伸至中心，既像立銑刀，又像鑽頭.在銑兩端不通的鍵槽時，可以作適量的軸向進給.要用於加工圓頭封閉鍵槽，使用它加工時，要作多次垂直進給和縱向進給才能完成鍵槽加工。

切削刀具材料

刀具材料 性能的優劣是影響加工表面品質、切削加工效率、刀具壽命的基本因素。切削加工時，直接擔負切削工作的是刀具的切削部分。刀具切削性能的好壞大多取決於構成刀具切削部分的材料、切削部分的幾何參數及刀具結構的選擇和設計是否合理。切削加工生產率和刀具耐用度的高低、刀具消耗和加工成本的多少、加工精度和表面品質的優劣等，都取決於刀具材料的合理選擇。

具備之性能:

1. 較高的硬度和耐磨性;
2. 足夠的強度和韌度;
3. 較高的耐熱性;
4. 良好的技術性和經濟性。

刀具之材質:

• 碳素工具鋼:
  含碳量較高的優質鋼(含碳量為0.7%～1.2%，如T10A等)，淬火後硬度較高、價廉，但耐熱性較差。
• 合金工具鋼刀具材料:
  在碳素工具鋼中加入少量的Cr、W、Mn、Si等元素，形成 (如 9SiCr等)，可適當減少熱處理變形和提高耐熱性。常用來製造切削速度不高的手工工具，如銼刀、鋸條、鉸刀等，較少用於製造其它刀具。
• 高速鋼刀具材料:
  是含W、Cr、V等合金元素較多的合金工具鋼。普通高速鋼：如W18Cr4V，廣泛地用於製造形狀較為複雜的各種刀具，如麻花鑽、銑刀、拉刀、齒輪刀具和其它成形刀具等。
• 硬質合金刀具材料:
  是由難熔金屬碳化物(如WC、TiC、 TaC、NbC等)和金屬粘結劑(如Co、Ni等)粉末經粉末冶金的方法製成.硬度高、耐磨性好、耐熱性高，允許的切削速度比高速鋼高數倍，但其強度 和韌度均較高速鋼低，工藝性也不如高速鋼。因此常製成各種型式的刀片，焊接或機械夾固在車刀、刨刀、端銑刀等的刀柄(刀體)上使用。
• 陶瓷或金屬陶瓷刀具材料:
  Al 2O3基和Si3N4基兩類。以氧化鋁或以氮化矽為基體再添加少量金屬，在高溫下燒結而成的一種刀具材料。有很高的硬度與耐磨性，常溫硬度達 91～95HRC； 有很高的耐熱性，在1200℃高溫下硬度為80HRC；高溫條件下抗彎強度、韌性降低極少； 有很高的化學穩定性，陶瓷與金屬親和力小，高溫抗氧化性能好，即使在熔化溫度下也不與鋼相互作用。因而刀具的粘結、擴散、氧化磨損較少；有較低的摩擦係數，切屑不易粘刀，不易產生積屑瘤。
• 超硬(superhard)刀具材料 :
  
• 天然金剛石：自然界最硬的材料，其硬度範圍在HK8 000～12 000(HK，Knoop硬度，單位為kgf/mm2)，耐熱性為700～800℃。耐磨性極好，但價格昂貴，主要用於加工精度和表面粗糙度 要求極高的零件，如加工磁片、鐳射反射鏡、感光鼓、多面鏡等。其主要缺點是與鐵族材料有親和作用，不宜加工鋼和鑄鐵。
• 聚晶金剛石(PCD)：碳的同素異形體，在高溫、高壓下由石墨轉化而成，是目前人工製造出的最堅硬物質。硬度極高，耐磨性好，切削刃口鋒利，刃部表面摩擦係數較小，不易產生粘結或積屑瘤，可在大部分場合可替代天然金剛石，可製成各種車刀、鏜刀、銑刀等刀片。
• 立方氮化硼(CBN):立方氮化硼（CBN）是一種人工合成的新型刀具材料，由六方氮化硼在高溫、高壓下加入催化劑轉化而成。具很高的硬度及耐磨性，熱穩定性好，化學惰性大與鐵系金屬在1300℃時不易起化學反應，導熱性好，摩擦係數低。

切削刀具材質比較表

碳化鎢刀具、鎢鋼刀具、超硬刀具之比較

其成份為碳化鎢(WC) 按其用途(以切削材料來區分)可分為三類：

P類(最常用)P/ wc-Co-Tic/ 藍 /鋼.鑄鋼(延性材料):

適合車削軟鋼、中碳鋼、高碳鋼等......。

K類(K/ wc-Co/紅/鑄鐵.石材.非鐵金屬(脆性材):

適合車削硬度較高的材料例如鑄鐵、高速鋼(HSS)或已經熱處理過的材料等......。

M類介於P類,K類兩者之間M/ wc-Co-Tic-Tac/ 黃/ 不鏽鋼(強軔材):

適合切削較難切削之材料或抗拉強度較高之材料例如白鐵

切削量小.表面粗糙度良好.則適合使用高速鋼(HSS).切削硬度較高之材料則使用碳化鎢刀具。

鎢鋼刀具適用之行業

傳統產業(如汽機車業)使用之要求:依被加工材質選定PKM其中一類即可

光學類及光電類行業使用之要求:大多要求超高的表面粗糙度(鏡面加工)及刀具的形狀精度

目前市售面上只對高速鋼HSS、鎢鋼的刀具及刀具切削的理論較詳述，較少以鑽石刀具來做比較，但是以目前鑽石刀具之應用及性能優勢也較上述高速鋼HSS、鎢鋼的刀具性能高出許多。

選擇各類刀具時，目前市場上提供之產品不只有鎢鋼刀具或是HSS刀具，也可考慮鑽石刀具或適用於非鐵金屬鑽石刀具，其優勢為減少換刀時間及優越的性能和壽命

近幾年加工中心主軸的高速化技術的發展，為了因應高強度高硬度材料進行高速加工，且為求能延長模具壽命，所以其使用的被削材料硬度提升，為配合更好加工效率效益，對其加工使用刀具要求也逐漸提升及重視。

先了解加工需求，選擇適合之刀具：

1. 要瞭解被切削工件基本材質、特性、條件、製造流程…

例如:客戶需求工件是否需達鏡面(或其鏡面程度)、工件尺寸、公差值、工件轉角不可已有切削換刀接著點、NC程式切削路徑、客戶工件應用端等相關問題，以無誤的選擇適用刀具。

2. 先大概了解不同材質刀具間有何差異(例:強度硬度大小差異…)

目前銑刀大致分類有：單晶鑽石刀具、PCD含CO鑽石刀具、PCD含Si鑽石刀具、PCBN刀具、金屬陶瓷刀具、鎢鋼類刀具、HSS類刀具、普通鋼鐵刀具，再根據被切削物挑選適當刀具。

3. 依據加工工件外型的特殊要求來選取(例:加工工件有深溝曲面…)

依據加工工件的四周外形、曲面拉伸、曲面回轉、曲面圓球、圓角造型、圓錐曲線圓柱曲線造型、等條件來選擇立銑刀刀頸外形.立銑刀的刀頸外形分為 標準型、長頸型和錐頸型，可根據工件的加工深度、形狀外觀、加工物件粗中細三次銑削路徑、等相關條件進行選擇..型和錐頸型可進行深挖加工，在兩者中選擇 時應考慮幹涉角度..，與長頸型相比，錐頸型立銑刀的剛性高，可進步切削條件，並實現更好的加工精度，應盡量選擇錐頸型立銑刀。

4. 根據加工精度與工件表面細膩度選擇不同球頭精度與光滑刃口的立銑刀。

球頭立銑刀的圓弧精度通常為±5μm，但也有±2~3μm的高精度立銑刀，在進行高精度加工時可選用。

5. 根據加工工件的種類及硬度來選擇刀具塗層種類

如加工碳素鋼等硬度在HRC40以下的工件時，可選用TiALN塗層..合金鋼S、工具鋼等硬度在HRC50左右的工件時，可選用奈米氮化鋁鈦膜-NanoTiAlN塗層..工硬度更高的工件時可選擇刀具外形、硬質合金材料、塗層均為加工高硬度材料專用的高硬度加工用TiALN+PLC鍍層。

6. 當加工工件為難切削，需配合特殊材質高硬度刀具(例:金屬陶瓷、鑽石刀具)

          例如:切削金屬複合材料時，因材料屬高鎳成份，最好選擇金屬陶瓷刀具or鑽石刀具來解決難切削問題

刀具磨損與壽命

刀具磨損:

在切削時熱和摩擦所產生的物理作用和化學作用的綜合結果。

刀具壽命:

由開始切削達到刀具壽命依據以前所經過的切削時間，依據一般採用刀具磨損量的某個預定值，可以把某一現象的出現作為判斷依據，如振動激化、加工表面粗糙度惡化，斷屑不良和崩刃等。達到刀具壽命後，應將刀具重磨、轉位或廢棄。

刀具總壽命:

切削過程中刀具的刀頭部位因不斷地受到很大的作用力、高溫和激烈的摩擦作用而磨損，等磨損到某一程度時刀具即無法再勝任原有的切削功能。

生產中 常根據加工條件，按最低生產成本或最高生產率原則，來確定刀具壽命和擬定工時定額。影響刀具壽命因素很多且複雜，

其中可判斷影響主要因素:

1. 刀具材料與工件材料之配合情形
2. 切削速度
3. 切削厚度
4. 切削寬度

切削速度增加，可使工件加工時間縮短，且加工面精度較佳，但刀具的磨耗速率卻會增加，亦即刀具壽命會縮短。刀具壽命和切削速度之間相互制約的經驗公式為

VTⁿ = C

• T:刀具實際使用的切削時間(min)
• V:為切削速度(m/min)
• N: 常數 (刀具材料、工件材料與切削條件有關)
• C:常數 (指刀具壽命為一分鐘時的切削速度)

刀具的磨損包括磨耗和破損

1. 刀具破損通常是突然發生，產生的原因有：

1. 刀具幾何形狀不當
2. 切削負荷過大
3. 顫動或振動的衝擊作用
4. 切削溫度超過其高溫硬度的極限
5. 刀具本身即存在微裂縫的瑕疵等

2.造成刀具磨耗的主要原因有：

1. 熔著
2. 刮除
3. 擴散

常見刀具磨損

1. 凹陷磨耗(Cater wear)
2. 熱變形(Thermal deformation)
3. 熱龜裂(Thermal cracking)
4. 刀鼻磨耗(Nose wear)
5. 深切凹口(Depth of cut notching)

刀具磨損過程

1. 初期磨損：
   此階段磨損因刀具讓面微觀粗糙不瓶，於切削作用下微觀突起先被磨平，隨之讓面被磨出一磨損帶，此後壓力減少，磨損速度趨於穩定。
2. 正常磨損：
   刀具讓面磨損寬度隨切削時間增長而均勻增加，磨損狀況較穩定，此階段為刀具加工之有效期，刀具應在此範圍內使用。
3. 劇烈磨損：此階段刀具變鈍，切削力增大，切削溫度上升，刀具很快失去切削能力，刀具磨損達此階段時，刀具材料損耗過大，刀具使用時應盡量避免到此階段。

鋁合金零件之加工對刀具有很高的要求，尤其是航空工業中的鋁合金刀具.在具有高性價比的同時還必須滿足高質量

加工之需求。由於整體 硬質合金刀具.具有非常鋒利的切削刃和槽型，其在鋁合金精加工中切削力小，並具有容屑空

間大，排屑順暢等優點，因此整體硬質合金刀具逐漸取代了傳統的高速鋼刀具。

由於鋁合金強度和硬度相對較低，塑性較小，對刀具磨損小，且熱導率較高,使切削溫度較低,所以鋁合金的切削

加工性較好，屬易加工材料，切削速度較高,適於高速切削。但鋁合金熔點較低,溫 度升高後塑性增大，在高溫

高壓作用下，切削面摩擦力很大。容易粘刀；特別是退火狀態的鋁合金，不易獲得低的表面粗糙度。為了獲得

光潔的工件表面，盡可能採 用粗切削和精切削的組合，因合格的工件毛坯總會有一些氧化層，致使刀具受到相當

程度的磨損。如果最後切削工序採用拋光過的鋒利刀具進行精細切削，就能達到以上要求。

鋁矽合金:

依矽含量來選擇適用刀具材質，矽含量在12％以下可採ISO K10-K20鎢鋼刀具，矽含量大於12％即採鑽石刀具，

鋁合金加工不宜採Al2O3陶瓷刀具，切削時因氧化了的氧化鋁切屑會與刀具產生化學親和力而產生黏結與積屑瘤，

造成摩擦阻力增大而磨損加快。積屑瘤一旦形成，就會代替切削刃進行切削時， 超精密加工中的刀具刀刃的鋒銳度

此時已失去意義。並且積屑瘤的底部相對穩定，而頂部很不穩定，容易破裂，破裂後一部分隨切屑排出，

另一部分留在加工表面 上，使加工表面變得粗糙，積屑瘤凸出刀刃以外部分的不平度還會直接使加工表面切得粗

糙，積屑瘤與已加工表面之間的摩擦也會加大表面粗度。

粗銑刀減少切削變形，由原來的寬帶切屑分割成數條較窄的切屑，使銑削過程中切屑形成捲曲和排屑情況得以改善，隨之降低切削抗力，粗銑刀之外周刃為波浪形，切屑很細就會斷裂，切削抵抗會很小，加工面會呈凹凸不平狀，可從事進給大之重切削(粗加工)。

由於切削振動很大，刀具和機器之接合處易變很粗糙(摩擦腐蝕) ，應避免使用於高精度之機器。特別是乾切削的時候，由於刀具很容易具有高熱，因此應將切削速度降低10至20％左右，以增長刀具壽命。

粗銑刀主要是分屑

降低切削力，便與排屑，用於粗加工，基本無特定的加工物件材料。

槽型銑刀多應用於粗中加工

在粗加工時，針對軟材加工(銅、鋁…)時(吃深排屑量多)，因波浪槽型銑刀排屑槽比一般粗銑刀大，在作切削加工時，可以大 量排屑，但對於硬材加工時(吃淺排屑量小)，不要求排屑量時，優勢亦無法凸顯，波浪槽型銑刀也只針對某些材料加工具良好效果，在用於形成刃間的相對切屑厚 度不同，可以消除再生顫振，可用於一些難加工材料，特別是鈦合金。

良好4刃槽型銑刀，其各刃波峰波谷區域位置設計不一(錯開)及同一波浪高度(在加工不造成振刀範圍內，角度約可差 1-2度)，以達加工省力及延長壽命之目的。但此波浪銑刀製作工序繁複且易磨耗砂輪，對於加工機台損也耗大，相對成本較高，考慮成本上，多數工廠粗加工仍 以粗銑刀為主。

槽型銑刀優點

1. 切屑容易變形折斷。切削不但有縱向變形，還有橫向變形，所以容易斷屑。
2. 實際切削刃增長，便於散熱，減低切削力
3. 切屑與前刀面粘附力小
4. 切削平穩。在同一斷面上，它相當於不等齒結構，每條刃波峰波谷，錯開，避免週期性振動。
5. 刃口每一點都處於同一圓柱的表面，因此可用於精加工。