機械加工的形式與工法有很多種類，必需對各種加工方法有系統性的理解與認識，才能選擇出符合品質、成本與效率的方法。
這篇文章匯整機械加工、機械製圖、精密加工的知識內容，提供系統性的分類與介紹說明。幫助你快速理解機械加工原理、方法與應用，找到最合適的加工合作伙伴。
什麼是機械加工？
機械加工(Machining)是運用各種加工機械，工件的外形、尺寸或性能進行改變的過程。目的是為了提升工件的性能、精密度(公差)與表面粗糙度等。
機械加工 2大類別 – 切削加工與非切削加工
機械加工有很多種形式，會根據不同的材質和產品需求進行調整。基本上機械加工有切削加工與非切削加工兩大分類。
切削加工
切削加工是最傳統的機械加工種類。最基本的切削加工，是將切削刀具抵著工件，削除不要料材的加工法。
切削加工又可分為車削、銑削、刨削、磨削與鑽削的5種，後面會逐一介紹。
非切削加工
非切削加工則是不需要藉由切削刀具，來達到改變工件形狀、尺寸或功能的加工法。包含：成工加工、接合加工、熱處理加工與特殊加工等4個種類。
切削加工與非切削加工的特徵比較
| 特徵 | 非切削加工 | 切削加工 |
| 材料去除方式 | 不產生切屑 | 產生切屑 |
| 形狀改變方式 | 塑性變形、相變 | 切削去除多餘材料 |
| 能源消耗 | 相對較低 | 相對較高 |
| 表面品質 | 一般較好 | 可獲得較高的表面光潔度 |
| 適用範圍 | 形狀複雜、大批量生產 | 精密零件、小批量生產 |
🚀 馬上諮詢，讓刀具幫你創造最大加工效益！
台灣切削刀具第一品牌震虎精密
🌍 全球 42 國信任、160 個銷售據點與全方位售後服務。
📉 想降低加工成本、提升效率？
🔧 有特殊加工需求卻找不到合適刀具？
🚚MOQ 1 件起訂・快速出貨！
想找高品質、高穩定刀具？震虎精密隨時為您提供建議！
5種常見的切削加工種類
車削加工
- 特徵： 工件旋轉為主運動，刀具作直線進給運動。主要加工外圓、內孔、端面、圓錐面、螺紋等。
- 種類：
- 普通車削： 加工圓柱面、圓錐面、端面等。
- 螺紋車削： 加工各種螺紋。
- 切斷車削： 切斷工件。
- 鑽孔車削： 在工件上鑽孔。
- 滾花車削： 在工件表面加工出花紋。
- 應用： 廣泛用於加工圓柱形的零件、製造軸類零件、套類零件、盤類零件等。
- 必備工具設備：車床、車刀、鑽頭、滾花刀等。
車削加工影片 The ‘IMPOSSIBLE’ Polygon Lathe Cutter Mechanism!
銑削加工
- 特徵： 銑刀旋轉為主運動，工件作直線或曲線進給運動。可加工平面、溝槽、齒輪、模具等。
- 種類：
- 平面銑削： 加工平面。
- 溝槽銑削： 加工T型槽、V型槽等。
- 成形銑削： 加工各種形狀的表面。
- 端銑削： 用於加工內腔、孔等。
- 應用： 廣泛用於製造模具、機械零件、汽車零件等。
- 必備工具設備：銑床、銑刀、端銑刀、分度頭、夾具等。
銑削加工影片 – SPEED TIGER END MILL- FHP+ High Performance, Heavy Duty
刨削加工
- 特徵： 刀具作往復直線運動，工件作進給運動。主要加工平面。
- 種類：
- 平面刨削： 加工平面。
- 成形刨削： 加工各種形狀的平面。
- 應用： 主要用於加工大型工件的平面，如鑄件、鍛件、木材等。
- 必備工具設備：刨床、刨刀、夾具。
刨削加工影片-Woodworking heavy duty double-sided planer from Pinliang Machinery
磨削加工
- 特徵： 利用高速旋轉的砂輪等磨具對工件表面進行切削。
- 種類：
- 外圓磨削： 加工外圓。
- 內圓磨削： 加工內孔。
- 平面磨削： 加工平面。
- 曲面磨削： 加工曲面。
- 應用： 主要用於加工工件的表面，提高表面光潔度和精度。
- 必備工具設備： 磨床、砂輪、量具。
鑽削加工
- 特徵： 鑽頭旋轉並同時作軸向進給運動，在工件上鑽孔。
- 種類：
- 深孔鑽削： 鑽深孔。
- 擴孔： 擴大已存在的孔。
- 應用： 廣泛用於製造各種零件，如軸承、套筒等。
- 必備工具設備： 鑽床、鑽頭、夾具。
5種切削加工種類、特徵與應用比較
| 加工方式 | 特徵 | 主要加工表面 | 應用範圍 | 必備工具設備 |
| 車削 | 工件旋轉，刀具直線進給 | 外圓、內孔、端面、螺紋 | 軸類、套類、盤類零件 | 車床、車刀、鑽頭、滾花刀 |
| 銑削 | 銑刀旋轉，工件直線或曲線進給 | 平面、溝槽、齒輪、模具 | 模具、機械零件、汽車零件 | 銑床、銑刀、分度頭、夾具 |
| 刨削 | 刀具往復直線運動，工件進給 | 平面 | 大型工件的平面加工 | 刨床、刨刀、夾具 |
| 磨削 | 砂輪高速旋轉，工件相對運動 | 表面 | 提高表面光潔度和精度 | 磨床、砂輪、量具 |
| 鑽削 | 鑽頭旋轉並軸向進給 | 孔 | 製造各種零件 | 鑽床、鑽頭、夾具 |
選擇哪種加工方式，主要取決於工件的材料、形狀、尺寸、精度要求等因素。
需要特別注意的是：
- CNC 數控加工： 目前幾乎切削加工都已使用數控技術，數控機床可以完成各種複雜的加工任務，大大提高了加工效率和精度。
- 複合加工： 為了提高加工效率和精度，常將幾種加工方法結合起來使用，例如車銑複合加工機。
4種常見的非切削加工種類
非切削加工，就是不透過刀具切削的方式來改變工件的形狀、性質或結合多個工件。相較於切削加工，非切削加工通常能更快速、更有效率地製造出複雜的零件，且對材料的損耗較少。
成形加工
- 特徵： 利用外力使材料產生塑性變形，改變其形狀。
- 種類：
- 鍛造： 利用錘擊或壓力使金屬材料產生塑性變形。可分為自由鍛造和模锻。
- 板金沖壓： 利用沖床和模具對板材施加壓力，使其產生塑性變形。
- 擠壓： 將金屬坯料置於容器中，施加壓力使其通過模孔，獲得所需的形狀。
- 拉伸： 將材料拉長，改變其截面形狀。
- 射出成型：將熱塑性或熱固性塑膠加熱熔融後，高壓注入模具腔體，冷卻固化後取出成型品。
- 應用： 製造各種形狀的零件，如汽車零件、航空零件、五金工具等。
- 所需工具設備： 鍛錘、壓力機、沖床、擠壓機、拉伸機等。
接合加工
- 特徵： 將兩個或多個零件連接在一起，形成一個整體。
- 種類：
- 焊接： 利用熱能或壓力，使材料熔化或塑化，形成連接。
- 黏著： 利用黏著劑將材料粘接在一起。
- 鉚接： 利用鉚釘將兩個或多個零件連接在一起。
- 螺紋連接： 利用螺紋副將零件連接在一起。
- 應用： 製造各種組合件，如機器、設備、建築結構等。
- 所需工具設備： 焊接機、黏著劑、鉚釘槍、螺絲刀等。
熱處理加工
- 特徵： 通過加熱和冷卻，改變材料的內部組織結構，以改善其機械性能。
- 種類：
- 淬火： 將鋼加熱到臨界溫度以上，然後迅速冷卻，使其硬度和強度增加。
- 回火： 將淬火後的鋼重新加熱到一定溫度，然後緩慢冷卻，以降低其脆性。
- 正火： 將鋼加熱到臨界溫度以上，然後在空氣中冷卻，以細化晶粒，改善機械性能。
- 應用： 改良金屬材料的性能，提高零件的使用壽命。
- 所需工具設備： 熱處理爐、淬火液、鹽浴等。
特殊加工
- 特徵： 採用特殊工藝或設備進行的加工，通常用於改善材料的表面性質或製造特殊零件。
- 種類：
- 電鍍： 在工件表面鍍上一層金屬或合金，以改善其耐腐蝕性、導電性等性能。
- 熱噴塗： 將熔融或半熔融的材料噴塗到工件表面，形成塗層。
- 表面處理： 如拋光、氧化、磷化等，改善工件表面性質。
- 其他： 電火花加工、雷射加工、超音波加工等。
- 應用： 提高工件的耐腐蝕性、耐磨性、美觀性等。
- 所需工具設備： 電鍍槽、噴塗設備、拋光機等。
4種非切削加工種類、特徵與應用比較
| 加工方式 | 特徵 | 主要應用 | 優勢 | 缺點 |
| 成形加工 | 塑性變形 | 製造各種形狀零件 | 高強度、高緻密度 | 設備投資大 |
| 接合加工 | 將零件連接 | 製造組合件 | 連接強度高 | 熱變形、環境影響 |
| 熱處理加工 | 改變內部組織 | 改善材料性能 | 大幅提高性能 | 控制難度高 |
| 特殊加工 | 表面處理、特殊功能 | 提高表面品質 | 功能多樣 | 設備複雜 |
非切削加工在現代製造業中發揮著越來越重要的作用，通過對不同加工方式的特點、優缺點和應用的深入了解，可以選擇最適合的加工方法，提高產品的質量和生產效率。
機械加工方法匯整
在進行機械需求上，會將加工方法寫在圖面上，並以代號標示。以下匯整36種加工方法協助你在機械製圖與進行加工時快速查閱。
| 項目 | 加工方法 | 代號 |
| 1 | 車削(Turning) | 車 |
| 2 | 銑削(Milling) | 銑 |
| 3 | 刨削(Planing Shaping) | 刨 |
| 4 | 鏜孔(Boring) | 鏜 |
| 5 | 鑽孔(Drilling) | 鑽 |
| 6 | 絞孔(Reaming) | 絞 |
| 7 | 攻螺紋(Tapping) | |
| 8 | 拉削(Broaching) | 拉 |
| 9 | 輪磨(Grinding) | 輪磨 |
| 10 | 搪光(Honing) | 搪光 |
| 11 | 研光(Lapping) | 研光 |
| 12 | 拋光(Polishing) | 拋光 |
| 13 | 擦光(Buffing) | 擦光 |
| 14 | 砂光(Sanding) | 砂光 |
| 15 | 滾筒磨光(Tumbling) | 滾磨 |
| 16 | 鋼絲刷光(Brushing) | 鋼刷 |
| 17 | 銼削(Filing) | 銼 |
| 18 | 刮削(Scraping) | 刮 |
| 19 | 鑄造(Casting) | 鑄 |
| 20 | 鍛造(Forging) | 鍛 |
| 21 | 落鎚鍛造(Dorp Forging) | 落鍛 |
| 22 | 壓鑄(Die Casting) | 壓鑄 |
| 23 | 超光製(Super Finishing) | 超光 |
| 24 | 鋸切(Sawing) | 鉅 |
| 25 | 焰割(Flame Cutting) | 焰割 |
| 26 | 擠製(Extruding) | 擠 |
| 27 | 壓光(Burnishing) | 壓光 |
| 28 | 抽製伸(Drawing) | 抽製 |
| 29 | 衝製(Extruding) | 衝製 |
| 30 | 衝孔(Piercing) | 衝孔 |
| 31 | 放電加工(E.D.M) | 放電 |
| 32 | 電化加工(E.C.M) | 電化 |
| 33 | 化學銑(C.Milling) | 化銑 |
| 34 | 化學切削(C.Machine) | 化削 |
| 35 | 雷射加工(Laser) | 雷射 |
| 36 | 電化模光(E.C.G.) | 電化磨 |
機械加工參考書籍推薦
《圖解機械加工：統括「事前準備→加工→量測→清理」四階段實務知識，實現加工就是依據創意化為成果的最高產品開發法》
作者： 西村仁
《圖解精密切削加工：先備知識✕量測技術✕工程設計✕實作演練，鍛鍊技法、成本、品質兼具全方位即戰力》
🚀 馬上諮詢，讓刀具幫你創造最大加工效益！
台灣切削刀具第一品牌震虎精密
🌍 全球 42 國信任、160 個銷售據點與全方位售後服務。
📉 想降低加工成本、提升效率？
🔧 有特殊加工需求卻找不到合適刀具？
🚚MOQ 1 件起訂・快速出貨！
想找高品質、高穩定刀具？震虎精密隨時為您提供建議！
總結：選擇最佳機械加工法的考量點
由於機械加工方法很多，在選擇加工方法時，必需具體的考量點包括：
- 製造品質：不多不少地按圖加工，減少品質差異。
- 製造成本：加工過程中，省下$1元，就是賺到$1塊錢。省下來的費用就是利潤。
- 加工時間：時間就是成本，省下時間就是省下人力、電力、刀具與提升效率。
參考資料
- What is Machining? Intro To Machine Shop Processes & Tools
- What is Machining: Definition, Stages & Applications
- 《圖解機械加工：統括「事前準備→加工→量測→清理」四階段實務知識，實現加工就是依據創意化為成果的最高產品開發法》
- 電腦輔助機械製圖能力本位訓練教材