切削原理 CH0103 切削的發展

切削技術的發展上，目前可以歸納與整理一些輸入條件，輸入到模型中即可以預測切削的成果概況，例如輸入部分可以分成：

1. 加工件材料：包括Flow Stress、Thermal Conductivity、Specific Heat、Inelastic Heat Fraction、Elastic Modulous等等

2. 刀具：包括刀具的幾何條件例如 Rake Angle、Clearance Angle、Cutting Edge Radius等等，另外還有刀具的材料性質，例如 Thermal Conductivity、Specific Heat等等，還有刀具的表面處理或熱處理等等。

3. 冷卻液：包括冷卻液的種類、流量、壓力等等。

4. 加工機：包括加工機本身的頻率響應狀態、功率等等。

5. 在以上這些條件綜合判斷下，可以決定依些切削參數，例如切削速度 (Cutting Speed)、切削深度(Depth of Cut)、未變形切屑厚度 (Undformed Chip Thickness) 等等

將以上這些條件綜合得到一個分析用的模型後，就可以利用數值方式、實驗經驗結果綜合判斷等得到一些可能的切削結果。

例如第一步可以得到：切削力與進給推力、切屑接觸長度、溫度、應力、靜液壓、正向應力、切線應力、平面應變、應變率、切屑速度、塑性變形能量、摩擦能量等等。

再根據這些數值來判斷刀具壽命、表面粗糙度、尺寸正確性、加工面殘餘應力、穩定性、切屑形成與斷裂、擦傷等等有關加工的結果狀況。

為了要具備足夠的基礎知識進行判斷，需要先了解包括工程力學、材料行為、塑性變形特性、基礎的潤滑、摩擦跟磨耗概念，最好還有一些基本冶金學跟熱傳的概念。

近幾年受惠於對切削過程相關知識的累績與結果，以及新製程技術的發展，在精密微細切削上的進展已經可以達到次微米等級，如下圖所示：