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研磨 與銑削兩大加工技術的關鍵差異

成形與精加工的區別

在 CNC 加工領域,銑削和研磨都是移除材料的減法製造,但它們的目的、原理和應用卻截然不同。

許多人誤以為研磨只是更精細的銑削,這是錯誤的。

最核心的區別是:銑削的目的是快速成形,而研磨的目的是精密加工,尤其是在材料熱處理之後。混淆這兩者,會導致成本估算錯誤或無法達到設計要求。

快速比較表:研磨 vs. 銑削


關鍵差異一:加工目的 成形 vs. 精加工

銑削 Milling: 銑削是成形的主力。它使用多刃的銑刀,透過旋轉與進給,快速地從一塊實心材料塊上切削出零件的 3D 輪廓、溝槽、孔洞和平面。它的首要任務是效率,在最短時間內移除最多材料,以接近最終的設計外型。

研磨 Grinding: 研磨是精加工的終點。它通常是加工的最後一道或兩道工序。它使用由無數磨料顆粒組成的砂輪,從工件表面磨掉極其微量的材料。它的目的不是改變形狀,而是精確地修正尺寸、提高公差等級、並創造極度光滑的表面。

關鍵差異二:處理的材料硬度

這是兩者最根本的分水嶺。

銑削 : 銑削刀具例如碳化鎢銑刀,非常適合切削鋁合金、中碳鋼、不鏽鋼等未熱處理或硬度 HRC 50 以下的材料。一旦材料經過淬火,硬度飆升,銑刀會快速磨損或直接崩裂。

研磨: 研磨就是為了加工硬材料而存在的。當鋼材經過熱處理淬火後,其硬度可達 HRC 60 以上,此時唯一能有效加工它的方式就是研磨。砂輪的磨料顆粒硬度極高,能輕易加工淬火鋼、工具鋼、碳化鎢甚至陶瓷。

關鍵差異三:精度與表面粗糙度

銑削: 高品質的 CNC 銑削可以達到很高的精度,公差約在 ±0.01mm 到 ±0.05mm 之間。其表面會留下肉眼可見、整齊的銑削刀紋,表面粗糙度 Ra 值通常在 0.8 以上。

研磨: 研磨是追求極致精度的製程。其尺寸公差可穩定控制在 ±0.001mm 到 ±0.005mm 的微米等級。其表面極度光滑平整,可達到 Ra 0.4 甚至 Ra 0.1 以下的鏡面等級,是油封、軸承等精密配合面所必需的。

研磨與銑削並非相互取代的競爭關係,而是在一條精密產線中,前後接棒的夥伴關係。

一個高精度的模具零件,其典型的生命週期是:

  1. 銑削: 先用 CNC 銑床快速加工出零件的 3D 外型和粗糙特徵。
  2. 熱處理: 將零件拿去淬火,使其硬度大幅提升以增加耐磨性。
  3. 研磨: 最後,使用精密磨床,加工熱處理後微變形的表面,將其修正到最終的微米級公差和鏡面粗糙度。