硬质合金交错刃铣刀

硬质合金交错刃铣刀是由通常是由碳化钨+钴以及其余一些添加剂通过压制烧结而成的。硬质合金类的铣刀有着广泛的适用范围，如数控加工、CNC雕刻机以及一些普通的铣床上加工材质较硬形状简单的热处理材料。按照其刃形分类又可细分为整体硬质合金铣刀、圆柱形硬质合金铣刀、硬质合金面铣刀、直柄槽硬质合金铣刀、螺旋硬质合金铣刀、硬质合金交错刃铣刀、硬质合金三面刃、硬质合金立铣刀、锯片硬质合金铣刀、硬质合金角度铣刀等等。通常来说，交错刃铣刀常见于硬质合金立铣刀，其用于加工沟槽和台阶面等工件，刀齿位于圆周和端面上，工作时不能沿轴向进给，只有当立铣刀上又通过中心的端齿时才可进行轴向的进给。这就使得立铣刀刃形的设计重点转向了如何减少刀具在切削加工过程中产生的轴向分力，以抑制分层、撕裂和毛刺等缺陷的产生。

从硬质合金铣刀对于工件的进给方向和旋转方向上看，主要包括两种铣削方式，一种是顺铣，另一种则是逆铣。所谓的顺铣是指铣刀的旋转方向和切削的进给方向是相同的，在开始铣削时铣刀就咬住工件直至最后；而逆铣则铣刀的旋转和切削的进给方向相反，铣刀在开始铣削之前必须在工件上滑移一段，切削厚度从零开始直至结束时切削厚度达到最大。通常情况下，顺铣由于切削力将工件压向工作台，所以有更好的切削效果是首先选择的，除非机床本身存在螺纹间隙或者其他问题是才考虑逆铣。以此为基础，相关研究人员提出了交错刃硬质合金铣刀的设想。与传统的右旋刃立铣刀相比，硬质合金交错刃铣刀的近端部右旋、近柄部左旋交错设计，其最初的设计思路是为了适用于新型碳纤维复合材料。其具体设计的示意图如下所示：

从上图我们不难看出硬质合金交错刃铣刀的切削刃分为上、下两个部分，工件材料进行加工时应处于上、下两切削刃的中间区域。由于切削刃采用的是近端部刃右旋、近柄部刃左旋的交错设计，立铣刀的下段右旋切削刃可对工件的下表面进行铣削，而与此同时下表面还受到了向上的切削分力；反过来，立铣刀上端左旋切削刃用于铣削工件的上表面并对其产生了向下的切削分力。整个切削的过程铣刀都是紧密压住工件进行进给，因此材料的上下表面的纤维层都较为容易被切断，有效地避免了工件上下表面发生撕裂、毛刺等加工缺陷。此外，由于工件上下表面所受到的垂直切削分力相反，轴向合力减小且总切削力方向适中指向工件内侧，这有利于整个切削过程的平稳进行，还有效抑制了工件内部分分层现象的产生，能够在一定程度上提高碳纤维复合材料的加工质量。最后在铣削试验中还发现，在相同的切削条件下，磨粒磨损是硬质合金交错刃铣刀的主要磨损形式，其相比于传统的硬质合金立铣刀有更好的耐磨性和使用寿命（约为1.6倍）。

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