刀具之能切削金屬的基本要件乃為刀具須比被切削材硬，且被切削材要有足夠之力量予以固定，以使刀具施力時能切入工件。

這些要件滿足後其次就是有足夠之動力以克服工件材料之阻力，除此之外，刀具的幾何形狀也會影響實際的切削效果甚至結果。選擇适當的刀具幾何可以增加刀具的壽命、維持加工精度、減少切削之動力…等等。

常見之刀具相關幾何如下：1、刀具刃角2、排屑槽 3、過中心、未過中心刀具 4、刀刃數目

1、刀具刃角a

1.1刀具刃角---斜角Rake Angle

斜角的改變可由正值變化到負值，如下圖所示。以切削力與所需之動力來看，正斜角所形成的刀尖角度較小，刀具能夠輕易切入工件，而且切屑流出排除順暢，可減少切削壓力，所以切削效率較大。

但太大的正斜角形成尖銳的刀尖，故刀口較脆弱易于磨耗或崩裂。負斜角則反之具有較強之切刃，刀口強度較大适合切削高強度的材料。

1.3刀具刃角---螺旋角Helix Angle

此為銑刀之刀槽成螺旋狀，可分為左螺旋及右螺旋兩種，如下。在切削時當刃刃進入工件時，如右下圖切削力 F 會瞬間增至最大，當刀刃離開工件時，切削力急速降低，此為造成切削時發生震動的原因。

螺旋角此時的作用可避免切削力過于集中某個方向，讓切削力分散于其他兩個方向-水平分力FH以及垂直分力FV。當螺旋角γ越大時，水平分力FH會變大，造成切削時刀具擺動；螺旋角γ越小時，垂直分力FV會變大，在切削時當挾持刀具的力量不夠時，刀具會從刀把中脫離，在高速旋轉時是非常危險的。常見的螺旋角有30˚、38˚、45˚、60˚。

2、排屑槽

切削加工中切屑之排出，理想的切屑處理狀況是切屑流出時不緻幹擾或刮傷工件表面或撞擊刀具和傷害到工作者，所以切屑要能夠自然斷裂成小碎段并且排出至其他地方。故切屑之控制不僅要考慮切屑的流向，而且須使切屑自動斷裂。

為達到此要求，一般會在刀頂面上作一種設計，能夠自動限制切屑長度的機構稱之為排屑槽或斷屑槽〈Chip Breaker〉。其目的為使切屑能夠急速卷曲，藉卷曲的應力迫使切屑斷裂。一般的排屑槽設計如右下：

槽寬W：使産生切屑時形成卷曲，若槽寬太大，則卷曲半徑較大，産生的卷曲應力不足以 折斷切屑；若太小，則反之，産生之應力過大時，易使切刃崩裂。

槽深H：影響切屑流出的穩定性，若太深則切屑流向槽肩時之卷曲所需的力量較大，易引起刀刃破裂；若太淺則切屑可能未流至槽肩時即自行離去，使切屑流向不易控制。

槽肩R：為切屑由斷屑槽卷起作用之部位，關系卷起時之順暢與否，直接影響卷曲力之大小，若半徑太大則切屑易滑上，卷曲應力可能不足以将切屑折斷；若半徑太小，切屑易被堵塞滑上不易，将産生極大的擠壓應力。

3.過中心、未過中心刀具

舍棄式圓鼻刀在制作時，通常刀具直徑D 會比刀刃R 角大上許多，所以在其底部中間的位置刀刃會未過中心而出現無刀刃區域，也就是說這個區域無切削能力，如左下圖。當碰到在加工孔或凹槽形狀的工件時，這時會發生右下圖的加工問題。

雖然刀具的大小可以進入這些區域，但是因為刀刃未過中心，所以刀刃會切削不到中間的料而留下圖中黃色柱狀的餘料，随着越往深處加工，此餘料的高度會增加，最後撞到刀具的底部造成刀具損壞。而過中心刀具則是其刀刃過中心，所以沒有這樣的問題，因此又稱鑽孔刀具。

4.刀刃數目

銑刀的刀刃數目與切削效果的關系會受工件材料，銑刀形狀以及加工面亮度等等之影響而異，刃數較多之銑刀，因有較多之切刃産生切削作用，故可獲得更光潔平滑之加工面，不過因為無充分之切屑空間以容納切屑，易受切屑之幹擾，且刀刃之強度會較弱。

所以一般粗切削，高進給，尤其是較軟之材料時，需有較大的切屑空間，而提供切屑空間的最佳方法，即是減少刃數、增大刀刃，不僅能加大切屑空間，亦可增大刀刃之強度，而且銑刀之再研磨次數與壽命也可增加。因此考慮加工方法時，重及粗切削宜選用刃數少、粗齒之銑刀；細及精加工宜選擇刃數多、較細齒之銑刀。

以上是針對刀具幾何參數進行對刀具的講解，歡迎大家共同探讨。

本文轉載自掌工知，由365me編輯整理

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