CNC切削速度的定義與應用：影響刀具壽命的關鍵因素

什麼是切削速度？

切削速度是CNC加工中最核心的參數，指的是刀具切削刃與工件表面接觸時的相對線速度，通常以 每分鐘米數（m/min）或每分鐘英尺數（ft/min） 表示。對於 CNC 加工業者來說，切削速度的設定直接影響加工效率、表面品質與刀具壽命。若切削速度不正確，可能導致工件表面粗糙、刀具過快磨損，甚至造成加工失敗。因此，正確掌握 CNC 切削速度的定義，是提升產能與確保加工品質的首要條件。

切削速度、進給率與切削深度公式

在CNC加工條件中，三大核心參數為 切削速度（Vc）、進給率（f）、切削深度（ap）其基本公式如下：

切削速度 Vc = (π × D × n) ÷ 1000

（D 為刀具直徑，n 為主軸轉速 RPM）

進給率 f = fz × z × n

（fz 為單刃進給量，z 為刀具齒數）

切削深度ap為切削刀具一次切削進入工件的厚度。

範例一：鋁合金高速切削

刀具：Ø20 mm 硬質合金立銑刀，4刃

主軸轉速 (n)：12,000 RPM

每刃進給量 (fz)：0.05 mm/tooth

切削深度 (ap)：2 mm

計算：

切削速度 Vc = (π × D × n) ÷ 1000

= (3.14 × 20 × 12000) ÷ 1000

= 754 m/min

進給率 f = fz × z × n

= 0.05 × 4 × 12000

= 2400 mm/min

切削深度 ap = 2 mm

適合鋁合金的高速切削加工，效率高。

範例二：不鏽鋼穩定切削

刀具：Ø10 mm 硬質合金立銑刀，2刃

主軸轉速 (n)：3000 RPM

每刃進給量 (fz)：0.03 mm/tooth

切削深度 (ap)：1.5 mm

計算：

切削速度 Vc = (3.14 × 10 × 3000) ÷ 1000

= 94 m/min

進給率 f = 0.03 × 2 × 3000

= 180 mm/min

切削深度 ap = 1.5 mm

適合不鏽鋼的中速切削，避免刀具過快磨耗。

範例三：模具鋼重切削

刀具：Ø50 mm 面銑刀，6刃

主軸轉速 (n)：600 RPM

每刃進給量 (fz)：0.08 mm/tooth

切削深度 (ap)：3 mm

計算：

切削速度 Vc = (3.14 × 50 × 600) ÷ 1000

= 94 m/min

進給率 f = 0.08 × 6 × 600

= 288 mm/min

切削深度 ap = 3 mm

適合模具鋼的低速高負荷加工，兼顧穩定性與刀具壽命。

這些參數相互影響，正確搭配才能在 CNC 加工中同時達到高效率與延長刀具壽命的效果。

影響CNC 切削速度的關鍵因素

切削速度的選擇需依據多種條件調整，包括：

工件材料：鋁合金適合高速切削，而不鏽鋼與硬度較高的工具鋼則需要降低切削速度。

刀具類型：硬質合金刀具可支撐高速切削，高速鋼刀具則需設定較低速度。

切削深度與進給率：吃刀量越大，切削負荷越高，必須降低速度以維持刀具壽命。

機台條件與刀桿穩定性：若刀桿剛性不足，容易引起震動，造成刀具磨損與加工精度下降。

因此，CNC 加工中的切削速度不能單純追求「快」，而是要依照刀具特性、工件材質與刀桿穩定性做最佳化調整。

切削速度應用實例

舉例來說，在鋁合金加工中，若使用 Ø20mm 硬質合金立銑刀，切削速度可設定在 300 m/min 以上，以達到高速加工效果。而在加工不鏽鋼或模具鋼時，建議將切削速度控制在 80~150 m/min，以延長刀具壽命。若遇到長懸伸或薄壁工件，必須降低切削速度並選擇高剛性刀桿，以減少震動並確保尺寸精度。這些 CNC 加工應用案例說明，切削速度並非固定值，而是需要依照實際情境靈活調整。

CNC切削速度與刀具壽命的關係

在 CNC 加工中，切削速度對刀具壽命影響極大。速度過高會造成刀具刃口因高溫摩擦快速磨耗；速度過低則可能導致切屑堆積、加工硬化，降低效率。最佳的 CNC 切削速度應該在「效率」與「刀具壽命」之間取得平衡。

為了在高速切削下仍能保持穩定性與精度，建議搭配 普慧（PARFAITE）HER筒夾高剛性刀桿。普慧刀桿擁有優異的動平衡設計與高夾持力，能有效延長刀具壽命，特別適合高速加工、深腔切削與精密零件製造。對於 CNC 加工業者而言，選擇正確的刀桿與合理的切削速度，才是提升加工效能與確保產品品質的最佳方案。