
選機台與算工時:工藝裝備選擇、切削用量順序與時間定額
工序排定之後還有三件事要決定:用哪台機、配什麼夾具刀具量具、參數怎麼給。其中切削用量有一個明確的先後順序——先切深、再進給、最後速度,順序反過來刀具壽命會掉得很快。這篇一併整理時間定額的五個組成。

一、選工具機:三個要相稱
| 原則 | 要對上什麼 |
|---|---|
| 加工尺寸範圍 | 與零件要求的尺寸相稱 |
| 工作精度 | 與該工序要求的精度相稱 |
| 生產型態 | 與批量大小相稱 |
第二條的「相稱」是雙向的:精度不足做不出來,但用精密工具機去跑粗加工同樣是錯的——粗加工的大切削力與熱會消耗機台精度,這也是前面談加工階段劃分時「讓精密工具機較長期保持精度」那條的實際意思。見加工順序怎麼排。
二、夾具、刀具、量具:批量決定通用或專用
| 裝備 | 單件小批 | 大批量 |
|---|---|---|
| 夾具 | 通用夾具、組合夾具 | 依工序要求設計專用夾具 |
| 刀具 | 一般用標準刀具 | 必要時用組合刀具與專用刀具 |
| 量具 | 通用量具、量儀 | 量規、量儀與專用量具 |
刀具的選擇另有四個依據:加工表面尺寸、工件材料、精度與粗糙度要求、以及已選定的加工方法。「一般應採用標準刀具」這句是有成本意義的——專用刀具的交期與庫存風險都要算進總成本,不是只比單價。
三、🔴 切削用量的順序:切深 → 進給 → 速度
在刀具材料與幾何角度定案後,要決定切深 ap、進給 f 與切削速度 v 三者。它們有明確的決定順序,而且順序來自物理,不是慣例:
| 順序 | 參數 | 依據 | 對刀具壽命的影響 |
|---|---|---|---|
| 1 | 切深 ap | 盡量選大 | 最小 |
| 2 | 進給 f | 在工藝裝備與技術條件允許下取最大 | 次之 |
| 3 | 切削速度 v | 依刀具耐用度允許的範圍決定 | 最大 |
原理是這樣的:三者的乘積決定切削工時,所以要讓工時最短就要讓乘積最大;但三者對刀具壽命的傷害程度不同——切削速度對切削溫度的影響最大,溫度一升高刀具磨耗就加快、壽命明顯下降。因此正確做法是把「傷害小的」先開到最大,最後才用「傷害大的」去補剩下的空間。反過來先把速度拉高,就得回頭壓低切深與進給,乘積反而變小、刀具還更短命。

四、粗加工與精加工的著眼點不同
粗精加工的著眼點也不同:粗加工先看刀具耐用度的限制,再確認整個加工系統的剛性容不容許,據此調整;精加工則主要由表面粗糙度與加工精度決定。實際參數換算見切削加工公式速查總表,銑削類的條件計算見立銑刀切削條件計算指南。
五、時間定額的五個組成
| 項目 | 內容 |
|---|---|
| 基本時間 | 直接改變工件尺寸、形狀、位置、表面狀態或材料性質所消耗的時間 |
| 輔助時間 | 為完成製程所必須的各種輔助動作 |
| 佈置工作地時間 | 換刀、潤滑機台、清切屑、收工具等,按作業時間的百分比計 |
| 休息與生理需要時間 | 工作班內恢復體力與生理需要,按作業時間的百分比計 |
| 準備與終結時間 | 為生產一批零件所做的準備與收尾工作 |
其中基本時間加輔助時間=作業時間,這是直接用於製造的部分。要注意的是最後一項準備與終結時間是「按批」發生的,不是按件——批量越小,分攤到每件的準備時間就越高。這正是前面「小批量宜用工序集中」的成本依據。
時間定額不只用來報價:它同時是安排生產計劃與成本核算的主要依據,設計新廠時也用來推算設備數量、車間佈置與人力。
本文整理自《金屬切削技術基礎手冊》第五章,屬通用製程原則;切削用量的實際數值請依刀具型錄與現場試切決定,本文不提供數值。
六、常見問題 FAQ
Q:切削用量為什麼是切深先、速度最後?
因為三者對刀具壽命的傷害程度不同,切削速度對切削溫度影響最大。先把傷害小的開到最大,最後才用速度補剩餘空間,才能在維持壽命的前提下讓三者乘積最大、工時最短。
Q:可以用精密工具機跑粗加工嗎?
不建議。粗加工的大切削力與熱會消耗機台精度,「工作精度與工序相稱」是雙向要求,不是只有下限。
Q:為什麼小批量的每件工時特別高?
因為準備與終結時間是按批發生而非按件。批量越小,分攤到每件的準備時間越高,這也是小批量宜採工序集中的成本理由。
Q:粗加工和精加工選參數的著眼點一樣嗎?
不一樣。粗加工先看刀具耐用度限制,再確認加工系統剛性是否容許;精加工則主要由表面粗糙度與加工精度反推。
本篇屬〈加工製程完整導讀:先定基準再排工序,餘量、工時與乾切各有判準〉這條線,整條線該從哪讀到哪見該篇。









