加工物件與刀具形狀

加工物件與刀具形狀

形式代號	形式	圖示	特性及適用範圍
W	無斷屑齒		細加工用，適用較軟的黏性或長切屑材料。加工面良好。
WF	平行、斷屑齒		粗及細加工，適用於較軟的黏性或長切屑材料，切屑折斷而不連續，加工面條紋肉眼可見。
N	無斷屑齒		粗及細加工用，適用於一般強度之材料，切屑折斷而不連續，加工面條紋肉眼可見。
NR	圓形斷屑齒		粗加工用，適用於一般強度之材料，切屑折斷不連續可承受較大進刀量，加工面條紋較粗糙。
NRF	圓形、細斷屑齒		粗加工用，適用於較NR型所適用更高強度之材料。連續可承受較大進刀量，加工面條紋較粗糙。
H	無斷屑齒		細加工用，適用於較硬的短切削材料，銑刀槽數較多，切削角較小。
HF	無斷屑齒		粗加工用，適用於高強度難切削材料。切削角、離隙角及熱處理等都能配合。
HFR	圓形斷屑齒		粗加工用，適用於高強度難切削材料，如鈦合金等，銑刀有較大之容屑槽及180°之環角。
HFP	平行、粗斷屑齒		粗及細加工用。適用於高強度難切削材料，如鈦合金等，其平行斷屑齒，分常強韌，能承受高度材料切屑折斷之力量。

資料來源：網路彙整

鉸刀介紹-part3-鉸孔

鉸孔是將擴大一個已經存在的孔。鉸孔和鑽孔、擴孔一樣都是由刀具本身的尺寸來保證被加工孔的尺寸的，但鉸孔的品質要高得多。鉸孔時，

孔加工精度

鉸孔和鑽孔、擴孔一樣都是由刀具本身的尺寸來保證被加工孔的尺寸的，但鉸孔的品9質要高得多。鉸孔餘量對鉸孔品質的影響很大，餘量太大，鉸刀的負荷大，切削刃很快被磨鈍，不易獲得光潔的加工表面，尺寸公差也不易保證；餘量太小，不能去掉上工序留下的刀痕，自然也就沒有改善孔加工品質的作用。一般粗鉸餘量取為0.35－0.15mm，精鉸取為0.15－0.05mm。鉸孔尺寸精度一般為IT9－IT7級，表面粗糙度Ra一般為3.2－0.8μm。 孔加工精度等級

加工方案	公差等級	表面粗度Ra（μm）	適用範圍
鑽	IT13~IT11	20	加工未淬火鋼及鑄鐵的實心毛坯，也可用於加工有色金屬（表面粗糙度稍差），孔徑<(15-20)mm
鑽-鉸	IT8-9	5.0-2.5
鑽-粗鉸-精鉸	IT7-8	2.5-1.25
鑽-擴	IT11	20-10.0	加工未淬火鋼及鑄鐵的實心毛坯，也可用於加工有色金屬（表面粗糙度稍差），但孔徑>(15-20)mm
鑽-擴-鉸	IT8-9	5.0-2.5
鑽-擴-粗鉸-精鉸	IT7	2.5-1.25
鑽-擴-機鉸-手鉸	IT6-7	0.63-0.160
鑽-（擴）-拉	IT6-7	2.5-0.160	大批大量生產（精度視）除淬火鋼外各種材料，毛坯有鑄出孔或鍛出孔
粗鏜（或擴孔）	IT11-13	20-10.0
粗鏜(粗擴)-半精鏜(精擴)	IT8-9	5.0-2.5
粗鏜(擴)-半精鏜(精擴)-精鏜(鉸)	IT7-8	2.5-1.25
粗鏜(擴)-半精鏜(精擴)-精鏜-浮動鏜刀塊精鏜	IT6-7	1.25-0.63
粗鏜(擴)-半精鏜-磨孔	IT7-8	1.25-0.32	主要用於加工淬火鋼，也可用於不淬火鋼，但不宜用於有色金屬
粗鏜(擴)-半精鏜-粗磨-精磨	IT6-7	0.32-0.160
粗鏜-半精鏜-精鏜-金剛鏜	IT6-7	0.63-0.080	主要用於精度要求較高的有色金屬加工
鑽-（擴）-粗鉸-精鉸-珩磨鑽-（擴）-拉-珩磨粗鏜-半精鏜-精鏜-珩磨	IT6-7	0.32-0.040	精度要求很高的孔
以研磨代替上述方案的珩磨	IT6以上	0.160-0.010

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加工精度-銑車削

即一般概念粗加工是以快速切除毛坯餘量為目的，在粗加工時應選用大的進給量和盡可能大的切削深度，以便在較短的時間內切除盡可能多的切屑。粗加工對表面品質的要求不高，刀具的磨鈍標準一般是切削力的明顯增大。精加工在精加工時最主要考慮的是工件表面品質而不是切屑的多少，精加工時通常採用小的切削深度，刀具的副切削刃經常會有專門的形狀，比如修光刃。根據所使用的機床、切削方式、工件材料以及所採用的刀具，可使表面粗糙度達到Ra1.6μm的水準，在極好的條件下甚至可以達到Ra0.4μm。
車削加工是機械加工中最基本的一種加工方法,它所用的機床是車床，所用的刀具為車刀，也可以用鑽頭、滾花刀、鉸刀等，利用這些切削刀具與工件的一系列相對運動，可以完成多重切削。車削加工的加工範圍很廣，可以加工出各種類型的帶有旋轉體表面的零件，如內外圓柱面、內外圓錐面、內外成形面、內外螺旋面等，其經濟精度達到IT11～IT06，表面粗糙度為Ra12.5µm～0.8µm。另外，在車床上安裝上夾具和附件還可以進行鏜孔、銑削、磨削、研磨、拋光等。
加工精度等級

精度等級	尺寸精度範圍	Ra值範圍 (μm)	相應的加工方法
低精度	IT13~IT11	25~12.5	粗車、粗鏜、粗銑、粗刨、鑽孔等
中等精度	IT10~IT9	6.3~3.2	半精車、半精鏜、半精銑、半精刨、擴孔等
	IT8~IT7	1.6~0.8	精車、精鏜、精銑、精刨、粗磨、粗鉸等
低精度	IT7~IT6	0.8~0.2	精磨、精鉸等
低精度	IT5~IT2	Ra<0.2	研磨、超精加工、拋光、珩磨等

銑車削加工精度

加工方案	公差等級	表面粗糙度Ra（μm）	適用範圍
粗車-半精車	IT8-9	10-5.0	端面
粗車-半精車-精車	IT6-7	2.5-1.53
粗車-半精車-磨削	IT7-9	1.25-0.32
粗刨(或粗銑)-精刨(或精銑)	IT7-9	10.0-2.5	一般不淬硬平面(端銑的表面粗糙度較好)
粗刨(或粗銑)-精刨(或精銑)-括研	IT5-6	1.25-0.160	精度要求較高的不淬硬平面，批量較大時宜採用寬刃精刨方案
粗刨(或粗銑)-精刨(或精銑)-寬刃精刨	IT6	1.25-0.32
粗刨(或粗銑)-精刨(或精銑)-磨削	IT6	1.25-0.32	精度要求較高的淬硬平面或不淬硬平面
粗刨(或粗銑)-精刨(或精銑)-粗磨-精磨	IT5~IT6	0.63-0.040	大量生產,較小的平面(精度視拉刀的精度而定)
粗銑-拉	IT6-9	1.25-0.32
粗銑-精銑-磨削-研磨	IT5~IT2	IT5以上	高精度平面

常見加工方法的Ra表面特徵

加工方法		面粗糙度Ra（μm）	表面特徵
粗車、 粗鏜 、粗銑、 粗刨 、鑽孔		50	可見明顯刀痕
		25	可見刀痕
		12.5	微見刀痕
精銑、精刨	半精車	6.3	可見加工痕跡
		3.2	微見加工痕跡
	精車	1.6	看不清加工痕跡
粗磨		0.8	可辨加工痕跡方向
精磨		0.4	微辨加工痕跡方向
精密加工		0.1-0.012	只能按表面光著辨識

資料來源：網路彙整

硬質合金刀具的焊接作業

即使在不需重磨刃刀具普及的現在，焊接刀具仍廣泛用於切削、建築礦山、耐磨損刀具等多方面。焊接作業的好與壞對刀具性能有很大的影響。焊接時內部殘留的變形，有時是磨削時出現裂紋的原因。即使磨削時未出現裂紋，因內部變形的影響，刀具在使用初期有時也會破損。

BW鑽刀碳纖維與玻璃纖維材質加工測試

BW公司開發新型四刃鑽鉸孔刀具，針對碳纖維，玻璃纖維與石墨纖維複合材料加工，因特殊刀具材料與切削排屑方式，改善刀具在切割複合材料，能使刀具穩定切割無毛邊現象，排屑方式能產生顆粒粉末狀。

目前客戶加工時以白鋼刀寬面平貼加工物，因白鋼刀磨耗快，尺寸不好掌控，表面光滑度問題，碧威工程師到加工現場了解客戶加工方式及參數...因素，進而剖析原因，針對發現問題作了建議：

1. 橡膠圓柱要切割v型深溝槽尺寸如何控制？？橡膠圓柱表面有特殊耐磨材料造成刀具容易磨損，該如何解決？？ 先瞭解鑽石切割線製程如何製造，鑽石選擇奈米微粒鑽石，鑽石經過酸洗鍍鎳，再經過化學鍍液附著再彈簧鋼絲線上，再把鑽石切割線放在橡膠圓柱v型溝內，因橡膠有彈簧性質可增加磨差力，但是橡膠軟性無法成受鑽石切割線銳利磨差能力，所以外層再附著氧化鋁、二氧化矽等耐磨材料。
   
2. 加工橡膠圓柱刀具如何選擇？？橡膠圓柱如何做粗加工與精加工？粗加工如何控制表面細膩度？精加工如何控制尺寸精度？ 刀具如何選擇要分為粗加工與精加工
   粗加工：
   選擇普通碳鋼熱處理到HRC65以上材料做成刀具，因橡膠表面有耐磨材質，容易造成刀具破損，所以便宜刀具降低成本為主要課題，然後再針對刀具如何降低磨耗及刀刃散熱等問題做改善，降低刀刃散熱與磨損分面可加裝油霧渦流管槍來加強散熱與降低磨損，亦可增加表面細膩，渦流管槍可調整冷風溫度改變橡膠特性，刀刃因橡膠改變材料性質，使刀刃磨損散熱改變後容易加工。
   精加工：
   應選擇高速cnc車銑複合加工機-尺寸控制精準，刀具選擇應該以PCD鑽石刀具為主，因PCD材料刀具高硬度高密度特性，使用再橡膠切割有如神兵力器。
   

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白鋼刀(1cm X 1cm)及替換式刀片及刀架

為加工物,表層為切割晶片的砂漿(二氧化矽)底部為像膠 硬度HRC大約在90度

切削熱的影響

在銑削難切削材質時，會產生大量的切削熱。所以在加工時，應用充分的大風量油霧冷風槍將切削區淹沒，這對小直徑銑刀OR大直徑刀具容易實現，切削時就不可能全部淹沒，採用乾銑方式。

刀具的使用

不管刀具設計得如何，或用什麼材料製成，刀具的製造商都應該提供切削速度和每齒進給量的初始值。如果沒有這些資料，就應該向製造廠家的技術部門諮詢。廠商 應該熟知他們的產品在進行全寬度開槽銑削、外廓銑削、插銑或斜坡銑削時的能力如何，因為許多標準銑刀大多數不能完成這樣多的加工工序。比如，如果銑刀沒有 足夠大的第二後角，則斜坡銑削的斜角就要減小。

很明顯，如果超出刀具的加工能力，將導致刀具的損壞。插銑也是一樣，如果不能將切屑及時地從槽底排出，切屑將會受到擠壓，之後刀具也將損壞。總之，銑削加工高溫合金時，這些情況對刀具壽命都是不利的。

如果認為減慢進給速度可延長刀具壽命，事實證明是錯誤的。典型的例子就是在切第一刀時，會發現材料相當硬。如果把進給量減小 ( 如可轉位銑刀的每齒進給量減至 0.025~0.5 mm ) ，刀具切削刃將強烈地摩擦工件，結果是刀具很快或是立即損壞。摩擦能引起工件表面的加工硬化，為避免加工硬化，切第一刀時應保持一定的切削負荷 ( 0.15~0.2 mm/ 每齒進給量 )。

切削深度取決於多種因素，如刀具設計，刀片高度、刀具剛性、刀具總長、機床馬力等。但當刀具的後角和前角為 5°~11° 正值時，最適於加工粘度大的材料。立銑刀的螺旋角應該在 35°~50° 之間。這些銑刀的傾斜刀刃有鋸削作用，能形成理想的切屑並帶走切削熱。

當然，難切削材質時，適當的切削速度也非常重要。它決定了在切削區產生熱量的多少。推薦的速度範圍從較低的 12~15 m/min ( 對高速鋼銑刀 ) 到 23~37 m/min ( 對硬質合金銑刀 )，再到180~245 m/min 或更高( 對陶瓷銑刀 )。增加進給量和切削深度也會增加切削熱，因相應地增加了切削力和刀具與工件的接觸面積。

根據銑削難切削材質時的應力和切削力，應選擇由K40~K50硬質合金作為銑刀刀片的基體，並採用帶有耐熱性能高的氮鋁鈦塗層。使用這類硬質合金牌號的刀片進行銑削 加工，可取得很好的加工效果。在較低的切削速度下，採用碳氮化鈦塗層進行加工，其效果也不錯。

如果在加工中，刀具使用不當，即使用最好的基體和塗層，也不會取得好的加工效果。比如，在零件上要銑出一個深度為 2~5mm 的槽，想分三次走刀加工出來。一般在這個加工過程中 CAM 系統將顯示為三次切深都一樣。由於工件重複地接觸刀具上同一部位，最終相同的切深將使塗層上產生一個缺口，一旦這個缺口劃穿了塗層，就會損傷基體，致使刀 具損壞。

因此在銑削加工中，選取適當的切削深度 ( 一般在 0.5~0.60mm ) ，在銑削時，防止工件重複接觸刀片同一部位，這樣才能延長刀具的壽命。

刀具在銑削鎳基合金時破損較快?

鎳系合金中鎳和鉻是兩個主要添加成分，增加鎳能增加材料韌性，加入鉻可提高材料的硬度，再加上其他成分的平衡，據此就可以預測刀具的磨損情況。加工鎳基合金，其刀具費用較高，其費用為銑削一般鋼材的5~10倍。

毋庸質疑，在銑削鎳基合金時，熱量是影響刀具壽命的最重要的因素，因為即使最好的硬質合金刀具，也會被過高的切削熱所毀壞。產生極高的切削熱，不僅僅是銑削鎳合金才遇到的問題。所以銑削這些合金時，需要對熱量加以控制。

另外，瞭解應用各種形式的刀具 ( 高速鋼刀具、硬質合金刀具或陶瓷刀具 ) 加工時所產生的熱量值，也是非常重要的。 許多刀具的損壞還與其他因素有關，不合格的夾具和刀柄都可能縮短刀具壽命。當夾緊的工件剛性不足，切削時產生移動時，可能會引起硬質合金基體的斷裂。有時 會沿切削刃產生小的裂縫，有時還會從硬質合金刀片上崩裂，無法繼續進行切削。

當然，這種崩裂刃具也可能是因為硬質合金太硬或切削負荷太大所致。這時應考慮採用高速鋼刀具進行加工，以減少崩裂。當然，高速鋼刀具又不能像硬質合金那 樣承受較高的熱量。

在加工開始前，加強夾具的剛性，不僅延長了刀具的壽命，而且還提高了工件表面質量，減少了加工誤差。 同樣刀柄選擇不當，也會縮短刀具壽命。如把柄徑為 3.175mm 的立銑刀裝在銑刀刀柄裏，由於緊固螺釘的作用，使刀具和刀柄之間的配合間隙偏到一邊，刀具中心偏離刀柄回轉中心，使銑刀工作時的徑向 跳動增加，致使銑刀每個刀齒的切削負荷不均衡。這種切削狀態對刀具很不利，特別是在銑削鎳基合金與含有添加到材料中的其他元素可能有：矽、錳、鉬、鉭、鎢等，值得注意的是鉭和鎢也是用來製造硬質合金的主要成分，它們能有效地提高硬質合金的性能，但是這些元素加入到工件材料中，就使它變地難以銑削加工時更加突出。

通過使用改善了刀具裝卡偏心度的刀柄，如液壓卡頭、熱裝卡頭，能使切削作用更均衡、更平穩，減少了刀具磨損，提高了表面質量。選擇刀柄時應遵循一個原則，就是刀柄要盡可能的短。這些對刀具和工件的夾持要求，對銑削任何材料都適用。