7-1 7-2 7-3 7-4 7-5 7-6 7-7 7-8
7.1 7-1 前言 7.1 鋸 切 7.2 車 削 7.3 鑽 削 7.4 製孔方法 7.5 銑 削 7.6 鉋 削 7.7 磨 削 7.8 螺紋與齒輪加工
▲一般所稱的傳統切削加工，是指使用工具機(Machine tool)產生機械能，經由刀具對工件材料進行切削作用使之成形的加工方法。 ▲傳統切削加工常見的有車削(Turning)、鑽削(Drilling)、銑削(Milling)、鉋削(Planning)和磨削(Grinding)等五種，如圖7.1所示。 ▲切削過程中必須適時地視實際狀況，選用最佳的切削參數組合，通常是指最適當的三個切削條件，即切削速度(Cutting speed)，進給(Feed)和切削深度(Depth of cut) 。 7-1
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7.1 鋸 切 ▲鋸切(Sawing)通常是大多數零件製造過程中的前置加工道次。 7.1 鋸 切 7-1 ▲鋸切(Sawing)通常是大多數零件製造過程中的前置加工道次。 ▲鋸切使用的刀具稱為鋸片(Saw blade)，在其上的鋸齒有不同的外形和排列方式，鋸片各部位的名稱如圖7.2所示。
7-1 排列方式則有三種，即(1)一齒向左，而下一齒向右的單齒交錯排列，適用於鋸切銅和塑膠；(2)一齒居中不動，接下來兩齒分別向左右偏擺的三齒交錯排列，適用於鋸切鋼和鑄鐵；和(3)連續幾齒向左，然後連續幾齒向右的波浪形排列，適用於鋸切管子和金屬薄板。
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▲在木材加工業方面有各類型的木材鋸切加工用鋸子和機器被大量使用。 7-1
▲鋸切作業的主要形式有下列三種: 1.往復式鋸切 2.圓盤鋸切 3.連續式鋸切 7-1
7.2 車 削 ▲車削(Turning)是最被廣泛使用的一種切削加工方法 7.2 車 削 ▲車削(Turning)是最被廣泛使用的一種切削加工方法 其中所具有的重要特點是可得到加工面表面粗糙度的範圍最廣 ▲車削所使用的工具機稱為車床(Lathe)，在金屬材料製造業中的應用極為重要，被稱為「金工之王」或「工具機之母」。 7-2
▲藉由不同形式刀具的配合，圖7.3顯示其中的部份工作項目: 7-2
7.3 7.3 鑽 削 ▲使用鑽床(Drilling machine)上的鑽頭(Drill)在工件材料上鑽削出內孔，是目前最普遍也是最主要的製孔方法。 ▲鑽頭是切削刀具的一種，由鑽柄(Drill shank)、鑽身(Drill body)和鑽尖(Drill point)等所構成，如圖7.4所示。 7-3
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7.4 7.4 製孔方法 ▲鑽削加工是最常見的製孔方法，但它是屬於粗加工。對於內孔壁表面的平滑度，或形狀及尺寸精度要求較高的孔，則需再進行搪孔(Boring)及鉸孔。 ▲ (Reaming)等後續加工，甚至使用內部研磨(Internal grinding)、搪磨(Honing)或拋光(Polishing)等超精密加工方法方能達成。 7-4
▲拉刀是指由一系列尺寸漸增的連續切齒所構成的 條狀刀具，在完成一次加工操作過程後即可得到 所要的工件形狀及尺寸，如圖7.5和圖7.6所示。 ▲拉刀是指由一系列尺寸漸增的連續切齒所構成的 條狀刀具，在完成一次加工操作過程後即可得到 所要的工件形狀及尺寸，如圖7.5和圖7.6所示。 優點有生產率高、加工面精度高、刀具壽命較長和適用於自 動化生產 缺點有拉削不適合做大量材料的切除 7-4
▲遇到小孔徑的深孔、夾持困難的工件或難切削材料的孔加工時，可使用非傳統加工方法中的雷射束、電子束、水噴射、磨料噴射、放電、放電線切割、超音波、電漿、化學蝕刻、電化學等進行各類型的製孔操作 7-4
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7.5 7.5 銑 削 ▲銑削(Milling)加工是指將銑刀固定在工具機主軸上並且一起做旋轉主運動，同時利用夾持固定在工作檯上的工件或主軸上的銑刀，做直線進給運動所進行的切削操作，它是機械製造中極為常用的加工方法之一。 ▲銑削主要是用來加工各種平面、曲面、垂直面、角度、溝槽、成型面、齒輪和切斷。 7-5
▲銑削的基本操作可分為兩大類型，即周邊銑削(Peripheral milling)和面銑削(Face milling)，如圖7.8所示。 ▲有關銑刀各部位的名稱，如圖7.7所示。 ▲銑削的基本操作可分為兩大類型，即周邊銑削(Peripheral milling)和面銑削(Face milling)，如圖7.8所示。 7-5
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根據銑削中銑刀旋轉方向與工件移動方向的關係，可分為逆銑和順銑兩種方法，如圖7.9和圖7.10所示 1.周邊銑削 2.面銑削 根據銑削中銑刀旋轉方向與工件移動方向的關係，可分為逆銑和順銑兩種方法，如圖7.9和圖7.10所示 1.逆銑(Conventional milling) 2.順銑(Climb milling) 7-5
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▲銑刀的形式依其使用目的及刀齒的外形和位置等可分為: 1.平銑刀(Plain milling cutter) 2.成型銑刀(Form milling cutter) 3.側銑刀(Side milling cutter) 4.角銑刀(Angle milling cutter) 5.開縫鋸(Slitting saw cutter) 7-5
6.面銑刀(Face milling cutter) 7.端銑刀(End milling cutter) 8.T型槽銑刀(T-slot milling cutter) 7-5
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▲銑削加工的切削速度和車削加工時所使用的計算公式類似，即: 7-5 其中，V：切削速度(m/min) D：銑刀直徑(mm) N：主軸每分鐘旋轉數(rpm或rev/min)
先決定出進給率(ƒ m)的大小，並據以推算出主軸每轉一圈，銑刀上每齒的進給(ƒ t)，其關係式為 車削加工一般使用進給(ƒ ) 先決定出進給率(ƒ m)的大小，並據以推算出主軸每轉一圈，銑刀上每齒的進給(ƒ t)，其關係式為 7-5 其中， ƒ m ：進給率(mm/min) ƒ t ：每齒的進給(mm/個rev) nt ：銑刀齒數(個)
銑削的材料移除率(，mm/min)可表為 7-5 其中，W：銑削寬度(mm) d：銑削深度(mm)
▲銑床(Milling machine)的種類有主軸水平裝置的臥式(Horizontal)又稱普通(Plain)、主軸垂直裝置的立式(Vertical)、龍門(Planer)、萬能(Universal)、工具(Tool)、靠模(Profile)等銑床，和綜合加工機(Machining center)等。 7-5
7.6 鉋 削 ▲鉋削主要是用於加工平面、溝槽或曲面等。 鉋削是屬於正交切削的一種 7.6 鉋 削 ▲鉋削主要是用於加工平面、溝槽或曲面等。 鉋削是屬於正交切削的一種 鉋刀的製造及研磨較為簡單、鉋床較便宜、鉋削操作容易等，則是鉋削的優點 7-6
▲採用鉋削加工的工具機有牛頭鉋床(Shaper)、龍 門鉋床(Planer)和插床(Slotter)等三種形式。 1.牛頭鉋床 用於加工中、小型工件，工具機本身體積較小，將工件固定 於工作檯上，鉋刀作直線往復運動進行切削，如圖7.12(a)所 示 2.龍門鉋床 工件固定於工作檯上，工作檯做直線往復運動，而鉋刀在切 削行程時保持固定不動，在工作檯回程時刀具才做橫向移動 一個進給量，如圖7.12(b)所示 7-6
又稱為立式牛頭鉋床，和一般臥式牛頭鉋床的差別在於插床 的切削運動方向是垂直工件表面的上下直線往復運動，如圖 7.12(c)所示 3.插 床 又稱為立式牛頭鉋床，和一般臥式牛頭鉋床的差別在於插床 的切削運動方向是垂直工件表面的上下直線往復運動，如圖 7.12(c)所示 7-6
7.7 7.7 磨 削 ▲磨削(Grinding)在金屬切削加工中佔有很重要的地位，尤其在工件的尺寸精確度及加工面表面精度要求很高的精密加工，或較硬材料的加工等領域中。 ▲但磨削速度為普通刀具切削速度的10倍以上，故可得到良好的加工面精度。 ▲磨輪是磨削的主要刀具。 7-7
▲磨輪的構造如圖7.13所示。磨輪的特性由其磨料、粒度、等級、結構、結合方式、形狀和尺寸等因素所共同決定。 7-7
▲磨削方式可分為: 1.平面磨削(Surface grinding) 如圖7.14(a)和(b)所示 2.外圓磨削(Cylindrical grinding) 如圖7.14(c)和(d)所示 3.無心磨削(Centerless grinding) 如圖7.14(e)所示 7-7
4.內圓磨削(Internal grinding) 如圖7.14(f)所示 5.工具磨削(Tool grinding) 6.切割(Cut-off) 如圖7.14(h)所示 磨削的材料移除率Q(mm3/min)可表為 其中，W：磨削寬度(mm) 7-7
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7.8 螺紋與齒輪加工 ▲螺紋的形式已被標準化，標示系統有統一制(UN)和公制(ISO)兩種類型。 7.8 螺紋與齒輪加工 ▲螺紋的形式已被標準化，標示系統有統一制(UN)和公制(ISO)兩種類型。 例如 1/2-UNF-2A。在公制中為公制螺紋(M)、公稱尺寸(mm)、螺紋齒距(Pitch)及公差等級，例如M6× 0.75-5g6g。 7-8
▲螺紋的製造方法有使用: (1)螺絲攻(Tap)加工內螺紋，(2)螺絲模(Die)加工外螺紋，(3)車床切削內螺紋或外螺紋，(4)銑床銑削內螺紋或外螺紋，(5)滾軋法製作外螺紋，(6)壓鑄法(Die casting)鑄出內螺紋或外螺紋，和(7)輪磨磨削內螺紋或外螺紋等 7-8
▲利用機力車床的單鋒刀具(牙刀)幾乎可以製造所有形狀的螺紋，但其要求的操作技術層次較高且加工速度較慢，只適合於少量生產或特殊形狀螺紋的製造。 ▲銑床可用於製造尺寸較大的精密螺紋。 ▲齒輪(Gear)是應用非常廣泛的重要機械元件(Mechanical component)，通常是藉由與軸(Shaft)連結後一起轉動，用以達成可產生相對運動的機械元件間傳遞動力或運動的功能。 7-8
▲齒輪的製造方法有很多，包括各種鑄造法(尤其是壓鑄法及包模鑄造法)、鍛造、滾軋、擠製、抽拉、粉末冶金和沖壓等。 ▲利用切削加工製造齒輪的方法有成型切削(Form cutting)法和齒輪創製(Gear generating)法兩種。 7-8