CNC刀具怎麼選﹖2分鐘應用懶人包

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教學指南

2022/05/31 CNC刀具怎麼選﹖2分鐘應用懶人包

有了最好的CNC車床，挑選CNC刀具才是真正上手的第一步！因為沒有合適的刀具、鑽頭，再完美的車床也無法發揮效用。本文堪稱CNC銑床刀具的教學指南，來聽課了！

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CNC刀具的神奇魔法
CNC車床的刀具決定了雕刻的類型、解析度和材料，開啟各種創造性的完美設計成果，而不同的刀具、鑽頭在減少浪費或增加材料成本之間，會產生顯著的差異，因此除了最終成品是魔法，成本也是魔法喔！

正在操作的CNC刀具

CNC術語
在認識CNC刀具之前，我們先釐清關於CNC的主要術語：

‧切屑負載(Chip load)：
刀頭從材料中切除的切屑、碎片之厚度或尺寸，較小的切屑或碎片會增加切削過程中的熱能產生，當熱能傳遞到切削工具時，可能會導致刀頭過早失效，因此切屑尺寸剛好的話，就能帶走熱能並延長刀具壽命。
切屑負載等於進給速率(以英寸/分鐘或IPM為單位)，除以每分鐘轉數，再乘以凹槽數，切屑負載值主要幫助挑選合適的鑽頭尺寸或直徑。

‧溝槽(Flute)：
溝槽愈多，愈能增加刀具的強度，進給速度也會更快，所以溝槽愈多的刀具或鑽頭往往有更光滑的切割表面。

‧直齒槽(Straight flute)：
直齒槽的設計是切削刃與鑽頭主體(或柄)平行，這種設計不會從切口中提取材料，而直齒槽的製造成本更低，產生的表面光潔度不錯，主要用於木材和塑料材料。

‧螺旋槽(Spiral flute)：
螺旋槽圍繞刀具或鑽頭主體(或柄)切割成螺旋狀，是木材、鋁和塑料的理想選擇。

‧進給率(Feed rate)：
刀具或鑽頭在材料中橫向移動的速度，以IPM或英尺/分鐘為單位進行測量。如果切屑尺寸過大，必須降低進給速度，否則會損壞刀具/鑽頭。

‧速率(Speed rate)：
主軸的速度，以每分鐘轉數(RPM)計算。

‧刀具路徑(Toolpath)：
CNC機床切割的編碼路徑。

鑽頭的解剖結構

鑽頭與刀具的差別
鑽頭：
用來鑽入材料，是去除材料的最佳之選。

刀具(或銑刀、雕刻刀)：
用來橫向切割材料，用於在工件的表面移動，以實現3D設計為主。

CNC鑽頭種類

常見刀具材質
高速鋼(HSS)：
這是一種高耐熱性、耐磨性和硬度的工具鋼鑽頭，比碳鋼更好用，但與硬質合金相比，高速鋼刀具的壽命更短。

整體硬質合金(SC)：
這是一種堅固耐磨的鋼，SC鑽頭非常多元，從便宜到昂貴的高品質鑽頭都有。

硬質合金：
硬質合金價格昂貴，通常會把硬質合金焊接到大直徑的CNC刀具上，然後以較低的鋼芯成本，獲得碳化物的使用壽命。

整體碳化鎢：
這種鑽頭非常堅固耐用，比高速鋼(HSS)鑽頭更能保持長時間的鋒利狀態。

多晶金剛石(PCD)：
這是極其堅硬且耐磨的材質。

硬質合金2刃銑刀鑽頭

三大切割類型
螺旋鑽頭具多種應用，是非常好用的工具，而切割方向是取決於材質類型或其他的考量。

1. 逆銑螺旋鑽頭(Upcut Spiral Router)
逆銑螺旋鑽頭會將切屑和材料向上拉，所以要牢固地固定好材料，非常適合切割材料，並可以從切割中清除切屑來防止鑽頭過熱。

2. 順銑螺旋鑽頭(Downcut Spiral Router)
順銑螺旋鑽頭會將切屑和材料壓回到切口中，非常適合用來保護材料的頂部表面，但可能會磨損底部邊緣，另外，還適用於切割薄而柔韌的材料，但不適用於鑽孔。

3. 壓縮螺旋鑽頭(Compression Spiral)
壓縮鑽頭(上下鑽頭)具上下切割鑽頭的優點，但不適合鑽孔，推薦用於層壓板、複合材料和膠合板，在切割時不僅兩面邊緣都相當乾淨，更能降低損壞工件的風險，另因複雜的構造，這種鑽頭會有點貴。