在進行 CNC 加工時前，最重要的動作就是計算切削速度。算對速度，能幫你省錢與賺錢；算錯速度，會讓你加工品質爛到爆，還會賠錢！
這篇文章分享切削條件與切削速度的計算公式、選擇合適的切削速度與快速計算出切削速度，並提供完整的切削參表下載。助你加工效率倍增，獲利提升！
什麼是切削速度？
切削速度是指銑刀旋轉時，刀刃最外緣接觸工件表面的速度，單位是公尺/每分鐘 (m/min)。也就是每分鐘可以切削多少長度的金屬材料，就知道銑刀劃過工件的速度有多快！
切削速度是「選擇」出來的基礎參數，它不是直接設定在機器上的數字。
為什麼要計算切削速度？
選擇對的切削速度，銑刀不容易斷裂，刀具壽命變長，省錢省成本；
選擇對的切削速度，加工工件表面漂亮，精度高，品質好；
選擇對的切削速度，加工更快，時間更短，效率高，營運成績跟著好！
接下來告訴你怎麼選擇對的切削速度，並深入說明各參數的計算公式。
先搞懂這幾個名詞與公式：切削速度、轉速、進給速度、每刃進給量與加工時間
切削速度 (Vc, Cutting Speed)與公式
- 定義：銑刀刀刃接觸工件表面的速度。
- 單位： 公尺/每分鐘 (m/min) 或 英尺/每分鐘 (SFM)。
- 作用： 切削速度是影響刀具壽命和加工溫度的基礎參數。我們會根據材料和刀具選擇合適的 Vc。
- 計算公式：
轉速 (n, Rotation Speed)
- 定義：CNC 機器主軸夾持刀具的部分，每分鐘旋轉的圈數，也稱為主軸轉數。
- 單位：每分鐘轉數 (RPM)。
- 作用：轉速是根據選擇的切削速度 (Vc) 和刀具直徑 (D) 計算出來的。我們實際輸入到CNC 數控機台的設定值。
- 計算公式：
進給速度(Vf, Feed Rate)
- 定義： 刀具沿著預定路徑移動的速度。
- 單位： 毫米/每分鐘 (mm/min)。
- 作用： 進給速度影響加工效率和工件表面粗糙度。這個值是計算出來，並設定到機器中的。
- 計算公式：
每刃進給量(Fz, Feed per teeth)
- 定義： 銑刀旋轉時，每一個刀刃在1分鐘內移動的距離。
- 單位： 毫米/每齒 (mm/tooth) 。
- 作用： Fz 影響切屑的厚薄、刀具承受的負荷和表面光潔度。通常需要參考刀具製造商的建議或經驗來 選擇合適的 Fz 值。它是計算進給速度 (Vf) 的重要參數之一。（Z 代表刀具齒數）
- 計算公式：
加工時間(Tc, Working Time)
- 定義： 完成特定加工路徑所需的總時間。
- 單位： 分鐘 (min) 或 秒 (sec)。
- 作用： 計算加工時間有助於預估生產成本和排程。
- 計算方法：
如何選擇合適的切削速度 (Vc)？切削速度的3大關鍵影響因素
工件材料
不同材料的硬度和加工特性差很多。越硬的材料，Vc 通常要越慢；越軟的材料，Vc 通常比較快。
例如： 加工硬化不鏽鋼或模具鋼時，Vc 需要設定較低。加工比較軟的鋁合金時，Vc 通常可以設定得高很多。
刀具材質與幾何
銑刀本身的材質決定了它能承受多高的溫度和速度，會直接影響切削速度。
高速鋼銑刀 (HSS) ： 價格較便宜，但耐熱性較差，Vc 必須設定較低；鎢鋼銑刀 (Solid Carbide) ： 材質非常堅硬且耐高溫，可以承受更高切削速度，加工速度更快。 震虎精密提供的鎢鋼銑刀，就是設計來應對高速切削的需求，能有效提升加工效率。
另一方向，刀具的幾何形狀設計會影響切削的順暢度、排屑能力和刀具強度，會間接影響切削速度。例如：2刃的銑刀比4刃的容屑空間較大，有利於排出切屑，比較不容易因為切屑堵塞而產生額外高溫，比較容易維持預期的 Vc。
銑刀的刀刃數量、角度等幾何設計會影響最佳參數選擇，需參考刀具商建議。
加工條件
實際的加工方式和環境，也會影響 Vc 的選擇。例如：
- 粗加工 vs. 精加工： 粗加工通常目標是快速移除大量材料，Vc 和進給速度通常會選擇較快的速度。反之，精加工，在追求表面較高的光潔度，會選擇較慢的速度。
- 冷卻： 有使用良好冷卻切削液可以幫助散熱，通常允許使用較高的 Vc。乾式切削則需要降低 Vc。
- 機台穩定性： 剛性好、不震動的機台，比較能穩定執行較高的切削參數。
- 切削深度與寬度： 一次切削的深度 (ap) 和寬度 (ae) 越大，刀具負荷越重，可能需要適度降低 Vc。
- 溝加工 vs. 側加工：側加工時，散熱與排屑容易，可以使用比溝加工時「更高」的切削速度 (Vc)。
切削速度計算，實用工具在這裡！
切削速度計算範例
接下來我們來應用上面的計算公式，實際計算給你看：
- 加工情境：
- 工件材料：鋁合金 (Aluminum Alloy)
- 使用刀具：直徑 10mm 的3刃高速鋁用立銑刀 (High Feed U-Type for Aluminum – 3 flutes)
- 計算步驟：
- 步驟一：查閱「切削速度建議表」，找到鋁合金搭配鎢鋼刀具的建議 Vc 範圍 (表中建議最大為 240 m/min，下圖紅色1號圈)。
- 步驟二：選擇 Vc 值。從建議範圍中選擇一個起始值。新手可以從中間偏低開始，我們選擇 Vc = 200 m/min。
- 步驟三：計算轉速 (n)。 使用公式 n = (Vc * 1000) / (π * D)。
- n = (200 * 1000) / (3.14159 * 10)
- n = 200000 / 31.4159
- n ≈ 6366 RPM
- 步驟四：計算進給速度 (Vf)。 使用公式 Vf = n * Z * Fz。 (Fz=0.11，紅色3號圈)
- Vf = 6366 * 3 * 0.11
- Vf ≈ 2100(mm/min)
- 結果： 你可以將機器主軸轉速設定在 6400 RPM與進給速度2100(mm/min) 左右開始進行測試加工。這是一個計算出的起始點，最大轉數到 7500 RPM(下圖紅色2號圈)，實際最佳參數可能需要根據加工狀況微調。
切削速度建議表-不同工件材料與刀具的建議
根據我們的經驗，下表提供一些常見工件材料搭配鎢鋼銑刀時，建議的切削速度 (Vc) 起始參考範圍：
| 工件材料 | 刀具材料 | 建議 Vc 範圍 (m/min) |
| 鋁合金 (Aluminum) | 鎢鋼 | 200 – 500 |
| 低碳鋼 (Mild Steel) | 鎢鋼 | 100 – 200 |
| 中碳鋼 (Medium Carbon Steel) | 鎢鋼 | 80 – 150 |
| 不鏽鋼 (Stainless Steel) | 鎢鋼 | 50 – 120 |
| 鑄鐵 (Cast Iron) | 鎢鋼 | 70 – 150 |
下載完整切削參數表
為方便工程師現場應用，我們整理了一份涵蓋常見材料、刀具類型、切削速度、進給率與切削深度的【完整切削參數對照表】
CNC 銑削加工，加工參數調整技巧與注意事項
切削速度並不是越快越好！計算出起始參數後，實際加工才是關鍵。
參數不是一成不變的，需要根據加工狀況調整。以下是震虎精密二十多年的經驗與技巧分享：
1.從建議值的中位數開始調試
新手建議從建議範圍的中間值開始測試，比較安全。例如：刀具廠商的某支銑刀，建議在切削鋁的速度是100~200m/min，那可以從150m/min開始建行調測。
2.加工中看切屑、看工件表面、聽聲音
看切屑：理想的切屑通常是捲曲狀、顏色均勻（不同材料顏色不同，例如鋼材可能是銀白或淡藍色）。如果切屑太細碎或變黑、變紫，可能速度太快或進給太慢，溫度過高給燒焦了。如果切屑黏在刀具或工件上有積屑瘤，可能速度太慢或冷卻不足。
看工件表面：表面是否光亮平整？有沒有明顯的刀痕、毛邊或燒焦痕跡？在停機且安全狀態下，定期檢查刀具邊緣是否有異常磨損、崩刃或積屑。
聽聲音：穩定、順暢的切削聲音是好的。發出尖銳的噪音、刺耳聲或明顯的顫振，表示參數不對，可能是轉速過高/過低、進給不當或刀具/工件夾持不穩。
3.如何調整參數？
如果聲音尖銳、切屑發黑、刀具磨損快： 嘗試降低切削速度 (Vc)，也就是降低轉速 (n)。或者稍微降低進給速度 (Vf)。
如果效率低、容易積屑、表面不佳 (有時是速度太慢引起)： 在確定安全和機台穩定的前提下，可以嘗試逐步提高切削速度 (Vc) 或每刃進給量 (Fz)。每次調整幅度不要太大，建議值為正負 10%作調整。
記住 Vc 和 Fz 的關係： 調整其中一個，另一個可能也要跟著微調，才能找到最佳平衡點。
4.安全第一
調整參數前，確保了解機器的極限，不要只為了加工速度，一直催速度，輕則斷刀、重則CNC機台損壞。如有異常聲音或震動，應立即停機檢查。
5.刀具品質很重要
品質好的刀具，通常更穩定，更能承受較高的切削參數，也更容易得到好的加工結果。使用好的刀具，調整參數的空間也更大。
總結：選對切削速度，幫你減少斷刀機率，並提升加工效率！
- 對的切削速度帶來好處： 正確的切削速度與轉速，主要能延長刀具壽命、改善工件表面品質、提高生產效率。
- 核心計算公式： 記得使用公式 n (RPM) = (Vc * 1000) / (π * D)，將您選定的切削速度 (Vc) 轉換成機器實際需要設定的主軸轉速 (n)。
- 選擇 Vc 看三大因素： 合適的切削速度 (Vc) 主要取決於加工的工件材料、使用的刀具材質與幾何，以及具體的加工條件 (如粗/精加工、冷卻方式、溝/側銑等)。
- 善用參考工具： 切削速度建議表是尋找起始參數的好幫手，但務必優先參考刀具製造商 提供的切削條件表。
- 觀察與調整是關鍵： 計算出的參數是起點，實際加工時必須透過觀察切屑、聲音和工件狀況，逐步微調 轉速和進給，才能找到最佳加工設定