【切削刀具】加工精度的關鍵!切削刀具材質及應用一篇解析!

December 19,2023
切削刀具-詳情圖
切削刀具是製造業相當重要的生產工具,可應用於金屬、木工、塑料等各式材質加工。本篇文章將介紹4大切削刀具類型,包括鑽頭、立銑刀、鉸刀和螺紋銑刀,並深入了解刀具結構的重要性,最後統整出挑選切削刀具的重點以及常見的刀具材質,幫助您更精準的挑選符合需求的切削刀具。

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什麼是切削刀具?

切削刀具應用範圍極為廣泛,在製造業上,我們如何運用這些刀具進行精密加工製造?接下來的內容將為您介紹切削刀具的主要用途與重要性。
 

主要用途

切削刀具不僅用於金屬、木材、塑料的加工,還包括玻璃、石材、陶瓷等其他材料的處理,使我們能有效地將原始材料塑造成所需的形狀和尺寸,無論是切割、鑽孔、銑削、車削等,切削刀具都展現了其多功能性,應對各種精密加工需求,從而推動現代社會的製造和生產領域的製程。

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重要性

切削刀具是製造精密零件和加工各種材料的基礎,直接關係到製造業的產品品質、生產效率和成本控制。在精密製造方面,高精度的切削操作確保製造的零件符合嚴格的規格標準,對產品品質也有極大的影響。使用適當的切削刀具能減少材料損耗,定期保養則能延長切削刀具使用壽命,能有效降低製造成本,只有定期檢查、保養,確保切削刀具維持良好狀態,才能預防操作時的意外的發生。
 

切削刀具-有間接照明更好嗎?

有間接照明的切削刀具能有效照亮工作區域,減少遮蔽,讓操作者更清楚精細的觀察刀具和工件,減少因陰影而可能引起的錯誤操作,這對於製造精密零件的應用相當重要。無間接照明的切削刀具在操作時較為輕便,操作者也更容易掌握,適用於操作相對簡單、精度要求相對低的工作。
 

有、無間接照明的切削刀具比較表
 

  有間接照明的切削刀具 無間接照明的切削刀具
優點 減少操作時的陰影、提升精確度 成本較低、操作相對輕便
缺點 製造、維修成本較高 陰影可能影響操作準確度


 

4大切削刀具類型

在工業製造中,選擇適當的切削刀具對於確保生產效率和產品品質至關重要。根據不同用途和切削材質,我們可以選擇適當的切削刀具。常見的切削刀具類型包括:鑽頭、銑刀、車刀和刨刀,每種刀具都有其獨特的特性和用途,適合處理不同的工作任務。本段落將帶你了解4大常見切削刀具類型,並使用表格歸納各種切削刀具的特性及用途,幫助你快速了解!
 

1.    鑽頭

鑽頭其獨特之處在於外表呈螺旋狀,主要依靠切削刀具的底部進行穿鑿,鑽孔於不同硬度的材料中,包括金屬、木材、塑料等,功能相當多樣,除了能有效將碎屑排除鑽孔處,還可以沿著螺旋軌道注入切削劑,以保護鑽頭、確保加工順利進行。
 

2.    立銑刀

立銑刀的外觀和鑽頭有些相似,但是功能和使用方法卻不同,鑽頭是利用前端的刀尖來鑽孔,而立銑刀是利用側面的刀齒來切削,主要用途是在金屬表面上切出各種形狀的溝槽、階梯或曲面,在機械製造的應用相當廣泛,可以創造出各種複雜的表面輪廓,提高產品的加工精細度。
 

3.    鉸刀

鉸刀是用於已經鑽好的孔洞的切削刀具,廣泛應用於金屬加工和木工等領域。鉸刀有兩種主要的功能,一是用來擴大孔洞的大小,和擴孔鑽頭的作用相同;二是用來將孔洞的內壁磨平。鉸刀的刀齒數量一般有4、6和8刃,可以提升孔洞切削的精度。
 

4.    螺紋銑刀

螺紋銑刀主要用來製作內螺紋,它的外型和絲錐(螺絲攻)相似,但使用方式和效果卻不同。絲錐是用前端的刀尖來切削孔洞,所以要根據孔洞的大小選擇合適的絲錐,製作方法比較耗時,精準度也不高。而螺紋銑刀就可以利用電腦控制的加工機,根據電腦的計算,用側面的刀齒切削出精確的螺紋,單靠一把螺紋銑刀就可以製作出比多尺寸的孔洞,不需要換不同尺寸的螺紋銑刀。
 

4大切削刀具比較表
 

切削工具 適用材料 優點和特性 主要用途
鑽頭 木材、金屬、塑膠
  • 適用多種材料
  • 通過底部切削和排屑
  • 可使用切削液保護工具
鑽孔、穿孔操作
立銑刀 金屬、塑膠
  • 用於金屬和塑膠的高精度切削
  • 可切削凹槽、曲面和階梯
製造零部件、曲面加工
鉸刀 金屬、木材
  • 用於孔洞的修整和擴大
  • 多種刃數可選
  • 可使內壁光滑
孔洞修整、孔洞擴大
螺紋銑刀 金屬
  • 製造內螺紋的精確紋路
  • 提高生產效率
  • 不需多尺寸的工具
內螺紋製造


 

切削刀具的結構

切削刀具的結構直接影響刀具的性能和壽命,所以了解刀具結構是選擇、使用和維護切削刀具最重要的事。切削刀具的結構主要包括刀片、刀柄和切削邊緣三個要素,本段落將詳細介紹三大要素的特點,讓您更加了解切削刀具的原理和特性。
 

刀片

刀片的形狀、刃口和刃角密切相關,是影響刀片在材料上切削方式和效果的要素之一。不同切削刀具的需求導致刀片形狀的多樣性,包括直刃、斜刃、球鼻刃等,形狀對於切削的精確度和效率有著重要影響;刃口則是指刀片的邊緣部分,直接與被切削材料接觸,其形狀和大小影響刀片的切削效果。例如:尖細的刃口有助於細微加工,而較厚的刃口則適合重型切削;刃角則決定了切削刀具的性能,大刃角適用於硬材料,小刃角適用於軟材料。

刀刃的材質也會影響鋒利度,常見材質包括高速鋼、硬質合金、陶瓷等,若您想提高切削刀具壽命和耐磨性,同時降低摩擦和熱量產生,可以加強刀片塗層。常見的塗層包括氮化鈦、氮化鋁等,能讓您有效的應對各種加工條件,確保切削刀具在不同應用情境依然表現出色。
 

刀柄

功能主要體現在握持、穩定性和適當的選擇上,良好的握持設計能提高切削刀具的操作舒適度和精準度,減輕使用者疲勞感。刀柄的穩定性直接影響切削刀具的加工精度,有效傳遞切削力,減少振動和震動。
 

切削邊緣

不同形狀的切削邊緣適用於各種切削需求,銳利的切削邊緣能夠提高切削效率並減低切削力。適當的切削速度確保切削刀具長時間穩定運作、提高加工品質。此外,使用「切削液」可冷卻、潤滑刀具,降低摩擦,能夠延長刀具壽命、有效提升加工品質。
 

5個切削刀具挑選重點

「工欲善其事,必先利其器。」,挑選符合加工需求的切削刀具,能讓工作事半功倍。以下是5個挑選切削刀具時的考量重點,幫助你評估加工廠使用的切削刀具,是否能夠滿足工業製造上要求。
 

1.    切削刀具用途

刀具的選擇應根據不同的工作領域,以確保達到最佳效果和效益。例如,在金屬切割方面可能需要使用高速鋼(HSS)或硬質合金刀具,以因應其對強度和耐磨性的要求;而在木工工作中,則需要具有尖銳、穩定性高的切削刀具。
 

2.    切削刀具的刀頭類型與材質

刀頭類型需根據具體工作的需求做選擇,例如:平底刀適合進行平面銑削,鑽刀用於穿孔和鑽削,鏜刀則適用於內外車削。切削刀具的刀頭材質會直接影響加工性能,例如:高速鋼(HSS)具有優異的耐熱性,適合高速切削;硬質合金以卓越的耐磨性著稱,適用於切削硬材料。
 

3.    切削刀具的刃數

切削刀具的刃數指的是刀片數量。較多刃數的刀具適合高效率的大量加工,能迅速移除材料;較少刃數的切削刀具則適用於追求高精度的工作需求,提供更細緻的切削。
 

4.    切削刀具的刀身長度

刀身長度是指「刀柄至刀尖」的距離,與切削加工的物件的大小和深度有關。選擇刀身長度時,需要根據刀身材質、物件材質、切削深度、切削方式等因素。舉例來說,如果需要切削的物件深度較大,則建議選擇刀身較長的切削刀具,切忌長度也不能過長,刀身越長剛性就越差,容易產生振動和彎曲,進而影響加工品質,甚至造成切削刀具的破損或斷裂。
 

5.    切削刀具維護

切削刀具需要定期檢修、維護,以確保金屬加工的效率和品質,避免切削刀具損壞。通常會使用砂輪或磨削工具定期修整,保持理想的鋒利度(通常在0.02~0.05mm之間)。此外,切削過程產生的切屑和沉積物會附著在切削刀具表面,將會使刀具磨損,需要使用刷子、氣槍、溶劑等工具清潔,並定期使用切削液保養。
 

切削刀具-常見刀具材質

切削刀具的材質是影響刀具性能的核心,包括高速鋼(HSS)、硬質合金、陶瓷和多晶鑽石(PCD)。高速鋼耐熱性優異,硬質合金擁有卓越的耐磨性,陶瓷適用高速加工,而多晶鑽石在處理硬材料上表現卓越。唯有了解材質特性、搭配正確的切削刀具保養方式,才能確保切削刀具的性能及使用壽命。你可以依據需求及使用情境選擇適合的切削刀具材質,以下透過表格為你詳細說明:

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7大常見刀具材質比較表
 

材質名稱 優點及特色
不鏽鋼
Stainless Steel
含有高比例的鉻,具有良好的耐腐蝕性和抗氧化性,相當耐用且容易清潔。
碳鋼
Carbon Steel
含有0.12 %~2 %的碳,具有高強度和高硬度,非常鋒利,可實現精確切割,但耐腐蝕性和韌性較差。
硬質合金
Hardened Alloy
由碳化鎢和鈷粉末混合而成,具有高硬度和高強度,耐磨性高,適用於高速切削。
陶瓷
Ceramic
由氧化鋁、氮化鋁等非金屬材料組成,具有高熱穩定性和高耐蝕性,非常鋒利且不易氧化,不會影響食物味道。
高速鋼
High-Speed Steel
含有鎢、鉬、鈷等合金元素,提高硬度和韌性,耐熱性優異,適用於高溫切削。
鈦合金
Titanium Alloy
以鈦為基礎加入其他元素組成的合金,具有輕巧的重量、極高的強度和韌性,以及耐腐蝕和高溫的特性。
陶磁鈦
Ceramic Titanium
以鈦為基礎加入陶瓷和磁性元素組成的合金,具有高硬度和高耐磨性,非常鋒利且具耐久性,擁有良好的磁性和導電性。

 

結論

依據不同用途、使用情境,選擇適合的切削工具有助於提升工作效率。切削工具是影響加工精度的重要關鍵,豪震科技提供CNC銑床、五軸加工、銑削、鑽孔等多樣化加工服務,具備處理各式形狀和多種材料的能力。我們在醫療、航太和半導體等高精度產業有10年以上的加工經驗,以嚴謹的公差管理、精確的作業流程,致力為您提供高品質、高精度的客製化生產方案。若您有切削、鍛造等金屬加工需求,歡迎與我們聯絡

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