這個計算機的用途
車床切削速度計算機能把建議的切削速度換算成你應該設定在車床上的主軸轉速(RPM)。每一種工件材料都有建議的表面切削速度,以「表面每分鐘英呎(SFM)」表示。由於直徑越大,工件表面每轉一圈所經過的距離就越長,因此要達到相同的表面速度,所需的轉速會隨工件直徑而改變。
公式說明
主軸轉速的計算方式如下:
其中 N = 主軸轉速(RPM),V_c = 切削速度(表面每分鐘英呎,SFM),D = 工件直徑(英吋)。係數 12 用來把英呎換算成英吋,讓單位互相抵消;而 π × D 則是刀具每轉一圈所掃過的圓周長。
使用方式
先查出你所用材料與刀具對應的建議切削速度,把它填入 V_c,再輸入切削位置目前的工件直徑,計算機就會算出主軸轉速。每當工作直徑出現明顯變化時(例如進行重切削的粗車時),都應重新確認一次轉速。
範例計算
以切削速度 100 SFM、直徑 1 英吋的棒料為例:
因此,你大約會把車床設定在 382 RPM。
各種材料的建議切削速度(SFM)
下表列出常見的建議表面切削速度,以表面每分鐘英呎(SFM)表示——這是美制單位,廣泛用於《Machinery's Handbook》以及多數北美加工廠的參考資料(在採用公制的環境中,通常改以「公尺每分鐘」表示表面速度,兩者可互相換算)。這些數值是常見工件材料以單刃車削時的一般起始範圍,並分別列出高速鋼(HSS)與硬質合金(carbide,即碳化物刀具)刀具的參考值。實際數值會受到合金種類與熱處理狀態、切削深度、進給率、剛性、冷卻液以及刀具鍍層等因素影響,因此請把它們當成起點,再依你觀察到的表面光潔度與刀具壽命加以調整。硬質合金因為在高溫下仍能維持硬度,可承受遠比高速鋼更高的切削速度。
| 工件材料 | HSS(SFM) | 硬質合金(SFM) |
|---|---|---|
| 鋁合金 | 200–400 | 600–1000+ |
| 黃銅(易切削) | 150–300 | 400–700 |
| 低碳鋼/軟鋼 | 80–120 | 300–600 |
| 合金鋼 | 50–90 | 200–400 |
| 不鏽鋼(沃斯田鐵系) | 40–70 | 150–350 |
| 鑄鐵(灰鑄鐵) | 60–100 | 200–400 |
當你為材料與刀具選定切削速度 V_c 後,再用 N = \dfrac{12 × V_c}{π × D} 把它換算成主軸轉速,其中 D 為工件直徑(英吋),常數 12 用來把英呎換算成英吋。下一節會說明轉速如何隨直徑變化。
常見直徑與速度下的 RPM 對照
主軸轉速與直徑成反比:在切削速度固定時,直徑減半,所需轉速就加倍。這也是為什麼小直徑鑽頭與小直徑車削需要很高的主軸轉速,而大直徑端面車削則轉得很慢。下表以 N = \dfrac{12 × V_c}{π × D}(V_c 以 SFM、D 以英吋為單位)計算兩個代表性速度——V_c = 100 SFM(典型的高速鋼車鋼料)與 V_c = 300 SFM(典型的硬質合金車鋼料,或高速鋼車鋁料)。數值四捨五入至最接近的整數 RPM。
| 直徑 D(英吋) | RPM(V_c = 100 SFM) | RPM(V_c = 300 SFM) |
|---|---|---|
| 0.25 | 1528 | 4584 |
| 0.5 | 764 | 2292 |
| 1 | 382 | 1146 |
| 2 | 191 | 573 |
| 4 | 95 | 286 |
以直徑 1 英吋棒料、100 SFM 為例:
再以直徑 0.5 英吋、300 SFM 為例:
由於 RPM 與 1/D 成正比,在相同切削速度下,0.25 英吋的部位所需的主軸轉速是 1 英吋部位的四倍——這正說明了為什麼小鑽頭轉得那麼快,而大工件卻轉得那麼慢。
使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)
📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位
輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。
🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障
所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。
📊 3. 符合公認學術與產業計算模型
演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。
📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出
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🔄 5. 多情景敏感度動態對比
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🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明
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