硬脆材料(如陶瓷、玻璃...)與延展性材料(如中低碳鋼、銅、鋁...)在切削上有很大的差異，最主要的差異就是來(lái)自于其破壞模式分別為材料的脆性破壞跟延展性破壞，另外就是其破壞強(qiáng)度不同，所需要的加工工具也不同。
脆性材料因?yàn)槲⒂^下的強(qiáng)度很高，必須使用足夠大的應(yīng)力才能破壞，所以需要能夠承受很高強(qiáng)度應(yīng)力(很硬)的"刀具"，通常采用鉆石，便宜的使用人造鉆石粉顆粒圖層黏于金屬刀具上，或者是以粉末冶金制程方式將鉆石顆粒與金屬粉末一起放進(jìn)模具中燒結(jié)成型；其中不乏不惜成本甚至使用人工單晶鉆石來(lái)做道具的。
一般金屬切割為延展性材料，材料的微結(jié)構(gòu)比較容易發(fā)生滑動(dòng)現(xiàn)象，刀具硬度就不需要很高，可以使用高速鋼、鎢鋼、氮化矽或碳化鎢等。
一般切削理論上通常是探討“恒定”的切削過(guò)程，但是若從材料切割的鉆頭與材料間的力量變化過(guò)程來(lái)看，基本上可以分成三段的變化，其過(guò)程并不是恒定的：
鉆頭開(kāi)始接觸被切割材料，力量從無(wú)到有；
與材料持續(xù)接觸，力量在這個(gè)階段可以視為切削理論的"恒定"；
到切穿材料，力量在這個(gè)部分會(huì)從有到無(wú)。
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下面解釋這三個(gè)階段的力量變化過(guò)程中的可能出現(xiàn)的情況，不分脆性或延展性材料：
從鉆頭開(kāi)始接觸材料的瞬間來(lái)看，原本是完全沒(méi)有任何作用力關(guān)系到開(kāi)始接觸，鉆頭對(duì)材料施加作用力，材料對(duì)鉆頭產(chǎn)生反作用力，這個(gè)力量有可能會(huì)因?yàn)殂@頭尖端的形狀、材料表面的平坦型、微結(jié)構(gòu)上的材質(zhì)不均勻等等各種可能因素，而產(chǎn)生包括正向力與側(cè)向力，當(dāng)鉆頭與材料兩者之間有側(cè)向力發(fā)生，并大于鉆頭與材料之間正向力衍生的最大靜摩擦力時(shí)，鉆頭就會(huì)被推偏離軸心方向，兩者之間的力量會(huì)變成正向力與乘上小角度的側(cè)向力、跟動(dòng)摩擦力(比靜摩擦力小)，所以鉆頭尖端會(huì)往側(cè)向移動(dòng)，但是因?yàn)殂@頭本身的剛性會(huì)阻止鉆頭往側(cè)向移動(dòng)，就像彈簧一樣，位移量越大，鉆頭剛性產(chǎn)生的反作用力越大，
阻止鉆頭尖端往側(cè)向施力方向移動(dòng)，加上旋轉(zhuǎn)的作用，鉆頭又會(huì)往軸心移回來(lái)，就會(huì)蕩秋千一樣，作用力會(huì)使鉆頭前端因?yàn)橐苿?dòng)的慣性作用，沖過(guò)軸心位置，往另外一側(cè)再移動(dòng)一點(diǎn)距離，然后再因?yàn)閯傂酝匾苿?dòng)，再因?yàn)閼T性沖過(guò)頭，加上旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象而形成一種圓周振動(dòng)的現(xiàn)象，這種振動(dòng)現(xiàn)象會(huì)使鉆頭進(jìn)入的孔徑被擴(kuò)大。
當(dāng)開(kāi)始進(jìn)入材料后，因?yàn)槎嗔藗?cè)向材料的阻擋，會(huì)消耗掉往側(cè)向擺動(dòng)的能量，所以鉆孔孔徑會(huì)逐漸縮小，所以孔會(huì)形成上(進(jìn)入面)大下小的喇叭狀，當(dāng)鉆頭鉆孔制程設(shè)定越差，上下喇叭口的大小差異會(huì)越大。
所以一般金屬加工精密的孔徑必需分兩段、三段甚至四段加工，先以中心鉆打引孔點(diǎn)，以鉆頭鉆孔(要留裕度)，再以鉸刀擴(kuò)孔，最后再以搪刀加工出精密公差與優(yōu)良表面的內(nèi)孔。當(dāng)鉆頭即將鉆穿材料穿透出另一端表面瞬間時(shí)，因?yàn)殂@穿前一瞬間，材料抵抗鉆頭正向力的材料量變少，鉆頭受到的正向抵抗力因?yàn)椴牧狭孔兩俚年P(guān)系，
就像鉆頭前方的彈簧彈性系數(shù)變?nèi)酰@頭會(huì)在瞬間將剩下的薄材料向外推開(kāi)，所以孔最后的材料不是被鉆頭的刃切削下來(lái)，是先被鉆頭給頂變形破裂往外突出去，再被隨后的鉆頭刀刃切削，因?yàn)椴牧弦呀?jīng)先往外變形，再被刀刃切削，比鉆頭直徑大的突出材料不是被鉆頭刀刃切掉，而是被切掉帶離的材料拉扯斷裂，因此就形成往外突出的毛邊。
整個(gè)三段過(guò)程中另外一個(gè)麻煩的現(xiàn)象是刀具、主軸、被切割材料、載臺(tái)、機(jī)臺(tái)本身結(jié)構(gòu)剛性變形行為可能引起的動(dòng)態(tài)行為，一般歸納為振動(dòng)現(xiàn)象，可能是僅有在接觸或脫離瞬間的暫態(tài)反應(yīng)，或者"恒定"切削過(guò)程中的共振。
好，以上描述的這個(gè)過(guò)程我承認(rèn)是我個(gè)人想像，但是似乎也還算有點(diǎn)邏輯，我相信過(guò)程中其實(shí)會(huì)有更多因素造成的不同作用，例如：
不同刃數(shù)鉆頭、
不同排屑溝槽設(shè)計(jì)、
不同的轉(zhuǎn)速控制、
不同進(jìn)給率控制等等，
都會(huì)影響到過(guò)程中的力量變化行為，
接下來(lái)回歸到脆性材料的鉆孔這個(gè)議題
首先對(duì)脆性材料不會(huì)使用鉆頭，會(huì)使用磨棒，利用比被切削材料更硬的鉆石顆粒當(dāng)作刀刃將材料磨下來(lái)；
而且因?yàn)槟康氖倾@孔，旋轉(zhuǎn)速度最快的位置在磨棒的最外側(cè)，所以磨棒前端可以設(shè)計(jì)成圓筒狀，中空的形狀，在前端圓筒的端面與圓直徑內(nèi)外側(cè)黏上鉆石顆粒即可。
因?yàn)槟グ羟岸巳绻且粋€(gè)平面，與材料平面接觸時(shí)，兩個(gè)平面對(duì)平面自然就會(huì)很容易發(fā)生側(cè)向滑移，加上旋轉(zhuǎn)作用，產(chǎn)生一個(gè)比磨棒內(nèi)外徑更大的材料磨除環(huán)狀區(qū)域，因此剛開(kāi)始接觸的速度越慢越好，進(jìn)給越小越小，以避免過(guò)大的側(cè)向力造側(cè)向移動(dòng)；同樣地當(dāng)磨除材料深度增加時(shí)，因?yàn)閭?cè)向移動(dòng)被限制住，這個(gè)環(huán)狀區(qū)域會(huì)縮小，形成一個(gè)也是上大下小的孔；不同的是因?yàn)槭怯媚サ模郧行几グ羯厦撾x的磨料會(huì)進(jìn)入到內(nèi)外孔之間，加上冷卻液后變成研磨料，如果這些研磨料排出得很慢，堆積在磨棒與材料之間，等于多了一個(gè)磨削的介質(zhì)，有可能會(huì)對(duì)孔產(chǎn)生額外的磨削作用，因此在這個(gè)階段，排屑控制就變成非常的重要；當(dāng)磨棒即將穿出時(shí)，材料厚度會(huì)變薄，穿出瞬間其實(shí)是磨棒把材料往外推出，使材料產(chǎn)生脆性破壞，裂開(kāi)！而不是磨料將材料移除，碎屑甚至可能會(huì)要斷不斷的殘留在孔邊緣，因此會(huì)產(chǎn)生比孔徑更大區(qū)域的斷裂破壞情形，所以材料穿出瞬間，施力越小越好，速度越慢越好！
資料來(lái)源：Kevin Yu's Blog
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