切削鑲片的製作方法

2023-07-30 10:22:36

專利名稱：切削鑲片的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種金屬切削系統並且特別地涉及被適配為在從工件上形成切屑的材料去除過程中幫助增強在切削鑲片與工件之間的界面(即，鑲片-切屑界面)附近的冷卻劑遞送以便降低在該鑲片-切屑界面處的過度熱量的一種金屬切削系統。本發明進一步針對此類金屬切削系統的部件。此類部件包括例如:鎖銷、夾緊組件、夾持器、墊片、以及尤其是切削鑲片。
背景技術：
用於執行金屬切削操作的金屬切削刀具通常包括:一個切削鑲片，該切削鑲片具有終止於一個切削刃處的一個表面；以及一個刀具夾持器，該刀具夾持器被形成為帶有被適配為用於容納該鑲片的一個座。該切削鑲片與工件相接合以便去除材料、並且在該過程中形成該材料的切屑。在鑲片-切屑界面處過度的熱量可能對切削鑲片的有效刀具壽命具有負面影響(即，減小或縮短)。例如，從該工件上產生的切屑有時會粘(例如，通過焊接)到該切削鑲片的表面上。切屑材料以這種方式在切削鑲片上的累積是不希望發生的，這會對切削鑲片的性能、並且因此對整個材料去除操作具有負面影響。冷卻劑流動到鑲片-切屑界面上將會減少此類焊接的可能性。因此往往希望的是減少該鑲片-切屑界面上的過度熱量以便消除或減少切屑材料的累積。作為另一個實例，在一個形成切屑的材料去除操作中，可能發生當切屑粘在切削鑲片上時這些切屑不離開鑲片-切屑界面的區域的情況。當切屑不離開鑲片-切屑界面的區域時，存在著切屑可能被再切削的可能性。人們不希望銑削鑲片對已經從工件上去除的切屑進行再次切削。冷卻劑流動到鑲片-切屑界面上將有助於鑲片-切屑界面的切屑的排出，由此使切屑被再次切削的可能性最小化。存在這樣一種認識，即，較短的有效刀具壽命增加了操作成本並且降低了總生產效率。在鑲片-切屑界面上的 過度熱量促進了切屑材料的焊接以及切屑的再切削，這兩者是不利於生產效率的。存在著與減少該鑲片-切屑界面上的熱量相關聯的多個容易明白的優點，其中降低溫度的一種方式是供應冷卻劑到該鑲片-切屑界面上。迄今為止，多個系統運行以降低在切削過程中該切削鑲片的溫度。例如，一些系統使用了外部噴嘴以便將冷卻劑引導在該鑲片的切削刃處。冷卻劑不僅用來降低鑲片的溫度而且還用來從切削區域中移除切屑。這些噴嘴通常距離切削刃一至十二英寸的距離。這對於有效冷卻是一個太遠的距離。冷卻劑必須行進的距離越遠，將與空氣混合的冷卻劑就更多的並且它將接觸刀具-切屑界面的可能性就越小。授予拉格爾伯格(Lagerberg)的關於「帶有內部冷卻的切屑形成式切削鑲片(CHIPFORMING CUTTING INSERT WITH INTERNAL COOLING)」的美國專利號6，053，669討論了減少鑲片-切屑界面上的熱量的重要性。拉格爾伯格提到，當由燒結碳化物製成的切削鑲片達到一定溫度時，其對塑性變形的耐受力減小。塑性變形耐受力的減小增大了切削鑲片破裂的風險。授予沃特海姆(Wertheim)的關於「金屬切削刀具(METAL CUTTING TOOL)」的美國專利號5，775，854指出了工作溫度的升高導致了切削鑲片硬度的降低。後果是切削鑲片的磨損增大。其他專利文獻披露了用於向鑲片-切屑界面遞送冷卻劑的不同的方式或系統。例如，授予普裡查德(Prichard)等人的關於「帶有冷卻劑遞送的銑刀和銑削鑲片(MILLINGCUTTER AND MILLING INSERT WITH COOLANT DELIVERY)」 的美國專利號 7，625，157 涉及一種包括帶有中央冷卻劑入口的切削本體的切削鑲片。該切削鑲片進一步包括一種可定位的換向器。該換向器具有一個冷卻劑溝槽，該冷卻劑溝槽使冷卻劑轉向至特定的切削位置。授予安東(Antoun)的關於「帶有整體性的冷卻劑通道和可更換噴嘴的刀具夾持器(TOOL HOLDER WITH INTEGRAL COOLANT PASSAGE AND REPLACEABLE NOZZLE)」的美國專利號6，045，300披露了使用高壓以及高體積的冷卻劑遞送來解決鑲片-切屑界面處的熱量問題。授予克雷默(Kraemer)的關於「帶有冷卻劑系統的刀具夾持器(TOOL HOLDER WITHCOOLANT SYSTEM)」的美國專利號6，652，200披露了在切削鑲片與一個頂板之間的多個凹槽。冷卻劑流經這些凹槽以解決該鑲片-切屑界面處的熱量問題。授予洪(Hong)的關於「低溫機加工(CRYOGENIC MACHINING)」的美國專利號5，901，623披露了用於將液氮施加到鑲片-切屑界面上的冷卻劑遞送系統。

發明內容
諸位發明人已經認識到了與常規的冷卻裝置相關的這些問題，並且已經開發出一種鑲片組件，該鑲片組件與一種常規的冷卻劑系統一起工作以便將冷卻劑遞送到一個切削鑲片上，這解決了現有技術的這些問題。本發明在其一種形式中是一種用在形成切屑的材料去除操作中的粗加工切削鑲片。該切削鑲片包括一個切削鑲片本體，該切削鑲片本體具有一個入座表面和一個側面以及在外圍邊緣與該側面之間的在其相應拐角附近的相交處的一個拐角切削區域。該切削鑲片本體包含一個中央開口。該入座表面包含一個冷卻劑遞送溝槽，該冷卻劑遞送溝槽具有朝向相應拐角切削區域的徑向取向。該冷卻劑遞送溝槽具有一個在該外圍邊緣處終止的徑向外端以及一個開放進入該中央開口中的徑向內端。該切削鑲片本體具有一對橫向形貌區域(topographic region),其中該一個橫向形貌區域是沿著該冷卻劑遞送溝槽的一側，而另一個橫向形貌區域是沿著該冷卻劑遞送溝槽的另一側，並且這些形貌區域各自包括一個外圍凹口。本發明在其又另一種形式中是一種用在形成切屑的材料去除操作中的中級粗加工切削鑲片。該切削鑲片包括一個切削鑲片本體，該切削鑲片本體具有一個入座表面和一個側面以及在外圍邊緣與該側面之間的在其相應拐角附近的相交處的一個拐角切削區域。該切削鑲片本體包含一個中央開口。該入座表面包含一個冷卻劑遞送溝槽，該冷卻劑遞送溝槽具有朝向相應拐角切削區域的徑向取向。該冷卻劑遞送溝槽具有一個在該外圍邊緣處終止的徑向外端以及一個開放進入該中央開口中的徑向內端。該切削鑲片本體具有一對橫向形貌區域，其中該一個橫向形貌區域是沿著該冷卻劑遞送溝槽的一側，而另一個橫向形貌區域是沿著該冷卻劑遞送溝槽的另一側。這些形貌區域各自包括一個橫向凹口，該橫向凹口具有一個面向前的傾斜面以及一個總體上平行於該冷卻劑遞送溝槽的傾斜的橫向面。該傾斜的橫向面的面積從與該面向前的傾斜面的相交處以及相對於該外面邊緣的終止處開始減小。本發明在其又另一種形式中是一種用在形成切屑的材料去除操作中的精加工切削鑲片。該切削鑲片包括一個切削鑲片本體，該切削鑲片本體具有一個入座表面和一個側面以及在外圍邊緣與該側面之間的在其相應拐角附近的相交處的一個拐角切削區域。該切削鑲片本體包含一個中央開口。該入座表面包含一個冷卻劑遞送溝槽，該冷卻劑遞送溝槽具有朝向相應拐角切削區域的徑向取向。該冷卻劑遞送溝槽具有一個在該外圍邊緣處終止的徑向外端以及一個開放進入該中央開口中的徑向內端。該切削鑲片本體具有一對橫向形貌區域，其中該一個橫向形貌區域是沿著該冷卻劑遞送溝槽的一側，而另一個橫向形貌區域是沿著該冷卻劑遞送溝槽的另一側。這些形貌區域各自包括一個橫向凹口，該橫向凹口具有一個面向前的傾斜面以及一個總體上平行於該冷卻劑遞送溝槽的傾斜的橫向面，並且其中該傾斜的橫向面的面積從與該面向前的傾斜面的相交處以及相對於該外圍邊緣的終止處開始減小。多個凸起位於該傾斜的橫向面上。一種用在切屑形成的材料去除操作中的切削鑲片。該切削鑲片包括一個切削鑲片本體，該切削鑲片本體具有一個入座表面和一個側面以及在外圍邊緣與該側面之間的在其相應拐角附近的相交處的一個拐角切削區域。該切削鑲片本體包含一個中央開口。該入座表面包含一個冷卻劑遞送溝槽，該冷卻劑遞送溝槽具有朝向相應拐角切削區域的徑向取向。該冷卻劑遞送溝槽具有一個在該外圍邊緣處終止的徑向外端以及一個開放進入該中央開口中的徑向內端。該切削鑲片本體具有一對橫向形貌區域，其中該一個橫向形貌區域是沿著該冷卻劑遞送溝槽的一側，而另一個橫向形貌區域是沿著該冷卻劑遞送溝槽的另一側。


以下是對附圖的簡要說明，這些附圖形成本專利申請的一部分圖1是僅具有前刀面冷卻的本發明的一個分解視圖；圖2是具有前刀面以及側面冷卻的本發明的一個分解視圖；圖3是具有前刀面冷卻以及多個噴口的本發明的一個透視圖；圖4是具有高容量側面冷卻、前刀面冷卻以及多個噴口的本發明的優選實施例的一個透視圖；圖5是具有前刀面以及側面冷卻的本發明的一個透視圖的截面；圖6是具有前刀面冷卻以及高容量側面冷卻的本發明的一個透視圖的截面；圖7是接合了工件並形成切屑的本發明的一個截面透視圖；圖8是用一個有縫隙的彈簧銷固定在一起的夾具和頂部件的一個透視圖的截面；圖9是具有一個定心嵌釘的頂部件的鑲片側的視圖；圖10是該定心嵌釘的一個透視圖；圖11是切削組件的另一個具體實施例的等距視圖，該切削組件包括一個夾持器和一個切削鑲片組件；圖12是圖11的具體實施例的側視圖；圖13是圖11的具體實施例的頂視圖，但是切削鑲片組件沒有附接到該夾持器上，並且其中該夾持器本體的一部分被去除以便顯示該內部冷卻劑通道；圖14是沿圖13的剖面線14-14截取的圖13的具體實施例的截面視圖，它不具有切削鍵片組件；圖15是圖11的具體實施例的頂視圖，其中該切削鑲片組件附接到該夾持器上；圖16是沿著剖面線16-16截取的圖15的具體實施例的截面示意圖，顯示了冷卻劑的行進、連同該工件與該切削鑲片的接合以便產生切屑；圖17是切削鑲片組件與夾持器本體的組裝的等距視圖；圖18是該鎖銷的側視圖；圖19是該鎖銷的頂視圖；圖20是沿圖19的剖面線20-20截取的鎖銷的截面視圖；圖21是這個墊片的頂視圖；圖22是沿圖21的剖面線22-22截取的圖21的墊片的截面視圖；圖23是該夾緊組件的等距視圖，該夾緊組件包括螺釘、夾緊臂、換向器板和密封件；圖24是該夾緊組件的等距視圖，其中該換向器板從該螺釘-夾緊臂組件上分解出，並且該密封件從該換向器板上分解出；圖25是該換向器板的底視圖；圖25A是該換向器板的頂視圖；圖26是沿圖25的剖面線26_26截取的圖25的板的截面視圖；圖26A是該換向器板的另一個具體實施例的側視圖；圖27是沿圖25的剖面線27_27截取的圖25的板的截面視圖；圖27A是適合與該夾緊組件一起使用的換向器板的又另一個具體實施例的截面視圖，其中該截面是類似於圖25中的剖面線27-27的截面；圖28是該密封件的一個等距視圖，示出了其底表面；圖29是圖28的密封件的底視圖；圖30是沿圖29的剖面線30-30截取的圖29的密封件的截面視圖；圖31是適合於接收該切削鑲片組件的一個夾持器的另一個實施例的等距視圖；圖31A是類似於圖31的一個夾持器的等距視圖，其中內部冷卻劑通道從後面進入該夾持器中並且沿著該長形柄延伸；圖31B是類似於圖31的一個夾持器的等距視圖，其中內部冷卻劑通道從側面進入該夾持器中並且在該夾持器的頭部中延伸；圖31C是類似於圖31的一個夾持器的等距視圖，其中內部冷卻劑通道從底部進入該夾持器中並且在該夾持器的頭部中延伸；圖32是一個粗加工切削鑲片的一個具體實施例的等距視圖；圖32A是圖32的切削鑲片的截面視圖；圖33是圖32的切削鑲片的頂視圖；圖34是圖32的切削鑲片的側視圖；圖35是沿圖33的剖面線35-35截取的圖32的切削鑲片的截面視圖；圖36是沿圖33的剖面線36-36截取的圖32的切削鑲片的截面視圖；圖37是一個中級粗加工切削鑲片的具體實施例的等距視圖；圖37A是圖37的切削鑲片的截面視圖；圖38是圖37的切 削鑲片的頂視圖；圖39是圖37的切削鑲片的側視圖；圖40是沿圖38的剖面線40-40截取的圖37的切削鑲片的截面視圖；圖41是沿圖38的剖面線41-41截取的圖37的切削鑲片的截面視圖；圖42是一個精加工切削鑲片的具體實施例的等距視圖；圖42A是圖42的切削鑲片的截面視圖；圖43是圖42的切削鑲片的頂視圖；圖44是圖42的切削鑲片的側視圖；圖45是沿圖43的剖面線45_45截取的圖42的切削鑲片的截面視圖；並且圖46是沿圖43的截面線46_46截取的圖42的切削鑲片的截面視圖。
具體實施例方式本發明涉及一種對於形成切屑的材料去除操作有用的切削鑲片組件，並且尤其涉及作為以上切削鑲片組件的一部分的切削鑲片。在一種形成切屑的材料去除操作中，該切削鑲片接合一個工件以便從工件上典型地以切屑的形式去除材料。一種典型地將材料以切屑的形式從工件上去除的材料去除操作被本領域普通技術人員稱為一種形成切屑的材料去除操作。Moltrecht的書《機械工廠實踐》(Machine Shop Practice)[紐約工業出版社有限公司，紐約((1981)]在199至204頁尤其提供了對於切屑形成、以及不同種類的切屑(即，連續的切屑、不連續的切屑、片段式切屑)的一種描述。Moltrecht在199至200頁的[部分]中說到:「當切削刀具與金屬第一次接觸時，它擠壓切削刃的金屬頭部。當刀具前進時，切削刃的金屬頭部被壓到它將在內部進行剪切的點上，從而引起該金屬的晶粒變形並且沿著一個稱為剪切面的平麵塑性地流動……當被切削的金屬類型為易延展的時候
(如鋼)，切屑將以連續的帶狀物掉落......」Moltrecht繼續說明了一種不連續的切屑以及一
種片段式切屑的形成。作為另一個實例，在ASTE工具工程師手冊(ASTE Tool EngineersHandbook),紐約州紐約市麥克勞希爾圖書公司(McGraw Hill Book C0., New York, NewYork) (1949)的第302至315頁找到的內容提供了對於金屬切削過程中的切屑形成的一個冗長的說明。這個ASTE手冊在第303頁展示了在切屑形成與機加工操作(如車削、銑削以及鑽孔)之間的清楚的關係。以下專利文件討論了在材料去除操作中的切屑形成授予巴塔利亞(Battaglia)等人的美國專利號5,709,907 (轉讓給肯納金屬公司(KennametalInc.))、授予巴塔利亞(Battaglia)等人的美國專利號5，722，803 (轉讓給肯納金屬公司)、以及授予歐樂斯(Oles)等人的美國專利號6，161，990 (轉讓給肯納金屬公司)。參見本發明的圖1，這裡示出了具有凹座29的刀具夾持器1，該凹座用於容納一個切削鑲片10。刀具夾持器I還具有用來將流體冷卻劑遞送到凹座29的一個冷卻劑通路2。一個可轉位的切削鑲片10被定位在凹座29內。切削鑲片10具有至少一個側面12、一個前刀面13以及一個底面14。側面12與前刀面13之間的相交處形成一個切削刃16。在多個側面的實例中，兩個相鄰的側面12與前刀面13之間的相交處形成了一個切削拐角17。應認識到，圓形切削鑲片不包括兩個相鄰的側面，因此不包括切削拐角。儘管圓形切削鑲片不包括切削拐角，但應認識到在任何情況下都存在切削刃。一個鑲片凹陷15位於鑲片10的前刀面13中。鑲片凹陷15是在前刀面13之內的一個區域，該區域低於前刀面13的其餘部分，這個其餘部分是圍繞鑲片凹陷15的並且包括這些切削刃16並且適當時包括切削拐角17。在一個實施例中，這些切削刃16和切削拐角都位於同一平面之內。很顯然，其中一些切削刃還可以在高度上位於彼此之上或之下。例如，如果具有不平整的前刀面的一個橢圓形的鑲片被用作金屬切削系統中的鑲片將是這種情況。鑲片10具有一個鑲片孔口 11，該鑲片孔口與刀具夾持器I的冷卻劑通路2對齊以接收冷卻劑。鑲片孔口 11在前刀面13和底面14上都是開放的。一個頂部件18鄰接該鑲片10。頂部件18具有一個夾具側20和鑲片側19。頂部件18的鑲片側19具有與鑲片凹陷15相對應的形狀以將這兩個定位在一起而形成密封。該頂部件在鑲片側19內還具有一個儲存區34 (在圖5中示出)。儲存區34是頂部件18的鑲片側19內的一個凹穴，它與鑲片孔口 11對齊。儲存區34將冷卻劑分配給頂部件18。頂部件18還具有至少一個前刀面冷卻通道21。前刀面冷卻通道21是形成在頂部件18的鑲片側19內的一個凹槽，並且從儲存區34延伸至頂部件18上的最接近切削刃16或適當時最接近切削拐角17的這個點。關於前刀面冷卻通道21的視圖請見圖5。當頂部件18坐入鑲片凹陷15內時，前刀面冷卻通道21密封在鑲片凹陷15上以形成通向切削刃16或切削拐角17的一個冷卻劑通路。還考慮了前刀面冷卻通道21可以由鑲片凹陷15內的一個凹槽形成，該凹槽密封在頂部件18的鑲片側19上。一個夾具23在頂部件凹陷22上施加壓力。夾具23維持頂部件18、鑲片10與刀具夾持器I之間的對齊和密封。應認識到，夾具23的類型不限於在附圖中所示的式樣。而是，夾具23可以包括本領域所熟知的任何其他適合的夾具式樣。如圖7所示，當鑲片10接合一個工件30時，在切削刃16或切削拐角17處一個切屑31被掀起而離開該工件。頂部件18與鑲片凹陷15之間相一致的關係形成了引導冷卻劑的一個前刀面冷卻劑冷卻通道21，這樣，冷卻劑是在前刀面13與切屑31的相交處以下以一個角度來遞送。這個遞送角導致冷卻劑撞擊切屑的下側，產生改進的冷卻效果和切屑移除。前刀面冷卻通道21從儲存區34跨越到最接近該切削刃的一個點。在前刀面冷卻通道21的最接近切削刃16或切削拐角17的這個末端處形成了一個主要排放縫隙27。它是本發明的一個重要方面，即該主要排放縫隙27位於切削刃16或拐角17之下。在本說明中，本說明中的「在切削刃之下」或「在切削拐角之下」是指總體上朝向凹座29，而與總體上朝向夾具的「在切削刃之上」或「在切削拐角之上」相反。當主要排放縫隙27是在切屑的大約O. 100英寸之內時，冷卻作用和切屑移除是最有效的。在圖2和圖5所示的另一個實施例中，具有頂側8和底側36的一個墊片3被定位在刀具夾持器I與鑲片10之間。墊片3被定向為使得底側36抵靠刀具夾持器I而頂側抵靠鑲片10。一個墊片銷6被插入穿過一個墊片銷孔5和一個刀具夾持器銷孔7。墊片銷6維持了墊片3在刀具夾持器I與鑲片10之間的對齊。穿過墊片3的中心形成了一個墊片孔口 4。墊片孔口 4提供了用於使冷卻劑從刀具夾持器I的冷卻劑通路2通向鑲片孔口 11的一個路徑。在墊片3的頂側8上提供了一個縫隙，該縫隙形成了側面冷卻通道9的一部分。鑲片底面14密封在墊片3的頂側8中的這個暴露的縫隙上，以形成一個側面冷卻通道9。側面冷卻通道9從墊片孔口 4幾乎跨越到墊片3的最接近切削刃16或切削拐角17的一個外側部分。側面冷卻通道9的最接近該切削刃的這個末端具有一個彎曲的基底，這樣冷卻劑被導向鑲片10的切削刃16或切削拐角17或側面12。在所示出的實施例中，鑲片10具有多個側面12以及側邊緣32，這些側邊緣以一個淺的角度從前刀面13到底面14向內楔形變化。以此方式，墊片3的寬度將小於鑲片底面14的寬度並且小於前刀面13的寬度。應該注意的事實是這種楔形變化旨在使側面12以及側邊緣16暴露給冷卻劑。鑲片10的楔形變化允許側面冷卻通道9的一部分被暴露出以形成第二排放孔28，因此使冷卻劑能夠沿著鑲片10的側面排放。在圖3中所示的一個第三實施例在頂部件18上加入了多個噴口 33。這些噴口 33是附加的冷卻劑管道，以增加冷卻劑流速並且有效地將更多流體引導至刀具-切屑界面。這些噴口 33從儲存區34延伸至頂部件18的夾具側20上的一個排放點，在那裡可以將冷卻劑引導到刀具-切屑界面上。圖4和圖6示出了本發明的另一個替代實施例。在這個實施例中，實現了最高冷卻劑流速以提供側面和前刀面的冷卻。在這個組件中，一個墊片3坐在刀具夾持器I的凹座29中，該刀具夾持器具有一個刀具夾持器銷孔7。墊片3具有一個墊片孔口 4以及一個墊片銷孔5。墊片銷6是有螺紋的並且延伸穿過墊片銷孔5而進入刀具夾持器銷孔7，該刀具夾持器銷孔也是有螺紋的。這種安排保持墊片3相對於凹座29是對齊的。在刀具夾持器I與墊片3之間形成了一個高容量側面冷卻通道35。部分的高容量側面冷卻通道35是由墊片3的底側36內的一個凹槽形成的。這個凹槽也可以在刀具夾持器I的凹座29內形成。該凹槽由刀具夾持器I的凹座29封閉以形成用於冷卻劑遞送的一個通路。高容量側面冷卻通道35從墊片孔口 4開始沿刀具夾持器I與墊片3之間的界面延伸了一段路程、然後朝向鑲片10的側面12或側邊緣32伸出穿過墊片3的本體，而在墊片3的拐角處的一個第二排放孔28終止，該拐角是最接近鑲片10的切削刃16或切削拐角17的。鑲片10具有楔形的側面12以及側邊緣32，以允許來自第二排放孔28的足夠的冷卻劑衝洗。一個鑲片孔口 11與墊片孔口 4對齊。鑲片底面14坐在墊片3上以形成一種不漏流體的密封。鑲片凹陷15是截頭圓錐形的並且與頂部件18的鑲片側19相匹配以形成一種不漏流體的密封。頂部件18的鑲片側19也是截頭圓錐形的。儲存區位於鑲片側19的中心部分內並且與鑲片孔口 11對齊。儲存區11、鑲片孔口 11、墊片孔口 4以及冷卻劑通路2的對齊形成了一個室，冷卻劑可以從該室自由地流到高容量側面冷卻劑通路35、前刀面冷卻通道21以及噴口 33。在一個優選實施例中，前刀面冷卻通道21從儲存區34延伸至切削刃16或切削拐角17的大約O. 100英寸之內。在前刀面冷卻通道21的與儲存區34相反的這個末端處，在頂部件18的鑲片側19上存在一個尖端42。尖端42是從該鑲片側突出的一個隆起部，當冷卻劑離開該主要排放縫隙27時該隆起部幹擾了冷卻劑流。在圖9中最清楚地示出了尖端42的一個視圖。尖端42致使冷卻劑從主要排放縫隙27以寬的形式噴出，而不是在沒有尖端42時發生的一個不夠理想的集中液流。前刀面冷卻通道的尺寸被確定為足夠大以使流動最大化而不允許切屑進入到該通道中。兩個噴口 33從儲存區34延伸至夾具側20上的排放點處，這些排放點將冷卻劑導向該切削刃16或切削拐角17。在夾具側20上存在一個頂部件凹陷22。夾具23具有一個夾具頭部24，該夾具頭部接合該頂部件凹陷22以使鑲片10入座並且維持所有冷凍劑通道的不漏流體的密封。在一個優選實施例中，一個夾緊螺釘25在頂部件18的方向上對夾具頭部24施加壓力。一個夾具銷26維持夾具頭部24的對齊。應認識到，儘管在圖1至6以及圖8中示出了一種具體的夾緊組件，但是能夠將該頂部件、鑲片10以及墊片3牢固地夾持在凹座29中的任何適當的夾緊組件都將是足夠的。這些夾緊組件中許多是可商購的並且是本領域中為人所熟知的。在該優選實施例中，所有冷卻劑通路的總流量應該不小於來自一個不受限制的泛流噴嘴的可能流量的80%。應該認識到，多種不同流體或冷卻劑中的任何一種都適合用於該切削鑲片中。廣義地說，存在兩個基本類別的流體或冷卻劑，即，基於油的流體，包括純礦物油(straight oil)和可溶性油；以及化學流體，包括合成的冷卻劑和半合成的冷卻劑。純礦物油是由一種基礎礦物油或石油構成並且經常包含極性潤滑劑，諸如脂肪、植物油、以及酯，連同氯、硫、以及磷的極壓添加劑。可溶性油(還被稱為乳狀流體)是由石油或礦物油為基礎與乳化劑和摻混劑組合而構成的。組合了乳化劑和摻混劑的石油和礦物油是可溶性油的基礎組分(還被稱為可乳化的油)。所列出的組分在其水混合物中的濃度通常是在30%-85%之間。通常皂、潤溼劑、以及偶聯劑被用作乳化劑，並且它們的基本作用是減小表面張力。其結果是，它們可以產生流體的發泡趨勢。另外，可溶性油可以包含油性劑(諸如酯)、極壓添加劑類、提供「儲備鹼度」的烷醇胺類、殺生物劑(諸如，三嗪或噁唑烷酮)、消泡劑(諸如長鏈有機脂肪醇或鹽)、腐蝕抑制劑、抗氧化劑等等。合成流體(化學流體)可以進一步分類為兩個子組真溶液和表面活性流體。真溶液流體主要由鹼性無機和有機化合物構成，並且被配製為對水賦予腐蝕保護。化學的表面活性流體是由鹼性無機和有機的腐蝕抑制劑組成，這些腐蝕抑制劑組合了陰離子、非離子型潤溼劑以便提供潤滑並且改進潤溼能力。基於氯、硫、和磷的極壓潤滑劑連同更近期研發的聚合物物理極壓試劑中的一些可以另外被結合在這種流體中。半合成流體(還被成為半化學品)在其濃縮物中包含了更低量的精煉基礎油(5%-30%)。它們另外與乳化劑、連同30%-50%的水進行混合。因為它們包括合成油和可溶性油兩種組分，所以展現了合成油和水可溶性油二者常見的特徵特性。應認識到，當頂部件18被固定到夾具23上時已經看到了一些操作的益處。這種安排減少了操作者在移除或安裝該組件時無意中掉落該頂部件的機會。將頂部件18固定到夾具23上最有效的手段是使用一個有縫隙的彈簧銷39。有縫隙的彈簧銷39被插入一個夾具孔40以及一個頂部件孔41之中，如圖8中所示這些孔是對齊的。儘管將這些部件緊固在一起的其他手段也是可能的，但是使用一個有縫隙的彈簧銷39允許頂部件18圍繞該有縫隙的彈簧銷39的主軸線有一些轉動。這種安排允許頂部件18與鑲片10的不同取向進行對齊。
在頂部件18與鑲片10之間可以包括一個定心嵌釘43。定心嵌釘43坐入儲存區34中並且延伸進入鑲片孔口 11中。該定心嵌釘的形狀符合儲存區34與鑲片孔口 11的邊界，並且以此方式，定心嵌釘43起到一個對齊裝置的作用。該定心嵌釘具有一個內部開口，這樣冷卻劑流動不受限制。圖9示出了被固定在頂部件18的儲存區34中的一個定心嵌釘並且圖10是一個定心嵌釘的單獨視圖。為了展示的目的，在圖9中未示出鑲片10。參見圖11連同其他合適的圖，圖11是顯示了總體上指定為100的切削組件的另一個具體實施例的等距視圖。這是一種可用於從工件上進行形成切屑的材料去除操作的切削組件。切削組件100包括夾持器102的基礎部件，該夾持器是一種由美國賓夕法尼亞州拉籌伯市的肯納金屬有限公司(15650) (Kennametal Inc. , Latrobe, PA USA 15650)在商標KM下出售的樣式的夾持器。應該認識到，不同樣式的夾持器是適合使用的。該夾持器應該具有一個內部冷卻劑遞送通道，該通道與一種冷卻劑源、和一個入座區域相連通。該入座區域在該座中具有一個開口，其中該開口是與該內部冷卻劑通道是處於流體連通的。該切削組件100進一步包括一個墊片104、一個鎖銷106、一個切削鑲片108、以及一個夾緊組件110。該夾緊組件110包括一個直立螺釘112和一個臂114，該臂離開該螺釘112伸出。一個換向器板116可拆開地連接到臂114上，其中該換向器板116的至少一部分離開該臂114伸出、並且覆蓋了該切削鑲片108的至少一部分。該夾緊組件110進一步包括一個密封構件118，該密封構件具有彈性因此當處於壓縮下時產生了關於換向器板116的密封、並且還產生了關於該切削組件108的密封。圖11的箭頭CF代表從該切削組件噴出或離開的冷卻劑流動。該冷卻劑噴向該切削鑲片與工件相接合之處的這個分立的切削位置。如將在下文中更詳細描述的，該冷卻劑噴霧沿著該切削鑲片的前刀面中的徑向冷卻劑溝槽移動。該徑向冷卻劑溝槽的幾何形狀使得該冷卻劑在離開該前刀面的向上方向上且在離開該中央鑲片開口的向外方向上移動。該冷卻劑在一個向上且向外的方向上離開該徑向冷卻劑溝槽。該冷卻劑噴霧撞擊了從該工件上形成的切屑的下表面，其中該冷卻劑的向上且向外的移動有助於在切屑的下表面上撞擊切屑。參見圖12到圖14連同其他合適的圖，該夾持器102具有一個夾持器本體124，該夾持器本體具有一個前端(或工作端)128和一個後端126。該夾持器本體124具有一個與該後端126相鄰的柄部區域(括號130)以及一個與該前端128相連的頭部區域(括號132)。該頭部區域132包括一個座，總體上指定為136，該座具有一個入座表面138和一個直立的支撐表面140。如在下文中將變得清楚的是，該直立的支撐表面140在墊片和切削鑲片被固定到座136上時為其提供支撐作用。該夾持器本體124包含一個冷卻劑遞送通道142，該通道具有一個末端144以及一個相反的末端146。該相反的末端146是位於入座表面138之中。該冷卻劑遞送通道142具有與該入座表面138相鄰的一個平滑的截頭圓錐形的區段147。該冷卻劑遞送通道142進一步具有與該平滑的截頭圓錐形區段147相鄰的一個螺紋區段148。參見圖14。關於冷卻劑遞送通道142，通道142的大部分包括一個總體上圓柱形的管道150，該管道從該一個末端144移動到一個點151，在這個點處該通道142改變了方向。然後該通道142的一個更短部分152延伸到該入座表面138。冷卻劑穿過該一個末端144而進入該冷卻劑遞送通道142。參見圖13。
參見圖21和圖22連同其他合適的圖，墊片104具有總體上多邊形的幾何形狀，帶有一個頂表面154、底表面156、以及一個側表面158。該墊片104包含一個完全穿過該墊片104的中央開口 160。該中央開口 160具有一個介於頂表面154與底表面156之間的環形唇緣162，其中該唇緣162伸入該中央開口 160的體積中。環形唇緣162的截面具有一個總體上截頭圓錐形的表面。如在下文中將更詳細說明的，環形唇緣162提供了這樣一個表面一個O形環密封件在壓力下抵在該表面上變形從而在該墊片104與該鎖銷106之間產生一種不漏流體的密封。應該認識到該墊片104可以包含其他結構或者與其他結構相合作，這起了密封作用。諸位申請人並未考慮O形環是在該墊片104與該鎖銷106之間產生密封的唯一方式。參見圖18-20連同其他合適的圖，該鎖銷106具有一個長形的鎖銷本體170，該鎖銷本體170具有一個軸向頂端172以及一個軸向底端174。鎖銷本體170包括一個中央縱向孔176，該孔一直延伸穿過該鎖銷本體170。該縱向孔176具有一個冷卻劑入口 178以及一個冷卻劑出口 180。如在下文中將變得清楚的是，冷卻劑在該冷卻劑入口 178進入、行進穿過孔176、並且在冷卻劑出口 180離開。鎖銷本體170的外表面具有一個介於軸向頂端172與軸向底端174之間的環形肩臺182。肩臺182的後面是一個環狀弧形槽183。該鎖銷本體170具有一個與該頂端172相鄰的頭部區域(括號184)以及一個與該底端174相連的柄部區域(括號186)。在該鎖銷本體170中的弧形凹槽183攜帶了一個彈性的O形環密封件188。該鎖銷本體170的外表面包含一個與其底端174相鄰的螺紋區域200。該鎖銷本體170進一步具有一個前部環形肩臺202。鎖銷106在完全緊固到該冷卻劑遞送通道142的螺紋區段148中的時候提供了一個「拉回」特徵。鎖銷106通過螺紋區段200的縱向軸線與鎖銷170的剩餘部分的縱向軸線相比的取向差異實現了這個特徵。圖18和圖20展示了這種取向差異。在這些圖中，螺紋區域200的中央縱向軸線和該鎖銷的剩餘部分的縱向軸線是以角度「Z」分開布置的。「拉回」是指在鎖銷106完全緊固時，該鎖銷106將墊片104和切削鑲片108推向該直立的支撐表面140。這個特徵提高了將該切削鑲片108和墊片104保持在該夾持器的座中的完整性。關於這些具體的切削鑲片，存在三種基本切削鑲片，即，粗加工切削鑲片420、中級粗加工切削鑲片422、以及精加工切削鑲片424。如將變得清楚的是，這些切削鑲片(420，422，424)中的每一個(是用於形成切屑的材料去除操作中)具有一個切削鑲片本體，該切削鑲片本體具有一個入座表面和一個側面。存在一個拐角切削區域，它是處於外圍邊緣區域和與其相應拐角相鄰的側面的相交處，該側面具有一個外圍邊緣。關於粗加工鑲片420，該拐角切削區域432是處於該中央外圍邊緣區域452與一對側向外圍邊緣區域454、456、以及該相鄰側面的相交處。關於中級粗加工鑲片422，該拐角切削區域532是處於該中央外圍邊緣區域552與一對側向外圍邊緣區域554、556、以及該側面的相交處。關於精加工鑲片424，該拐角切削區域632是處於該中央外圍邊緣區域652與一對側向外圍邊緣區域654、656、以及該側面的相交處。如從下文中的說明中變得清楚的是，這些切削鑲片(420，422，424)中的每一個具有八個分開的、分立的拐角切削區域。關於這些切削鑲片中的每個，該切削鑲片本體包括一個中央開口，該中央開口在這些相反的入座表面上開放。該中央開口具有一個中間圓柱形區段，這個區段是由一對與各個入座表面相鄰的截頭圓錐形的口緣區段界定的。
如在下文中將討論的是，對於這些切削鑲片(420，422，424)中的每一個，該中央開口的中間圓柱形區段具有相同的直徑。在這些具體實施例中，該中間圓柱形區段的直徑是等於約7. 68毫米(mm)。此外，在這個具體實施例中，限定了該截頭圓錐形口緣的這個截頭圓錐形表面具有一個等於約84° 12』的夾角。通過提供具有相同尺寸的一個中間圓柱形區段和截頭圓錐形口緣區段，諸位申請人已經能夠開發一組裝配在一個刀具夾持器中的一個座內的切削鑲片(420，422，424)。有利的是提供這樣一組切削鑲片，它們對於不同的應用是有用的，並且它們可以與單一的刀具夾持器一起使用。該入座表面包含一個冷卻劑遞送溝槽，該冷卻劑遞送溝槽具有朝向一個相應拐角切削區域的徑向取向。該冷卻劑遞送溝槽具有一個在該外圍邊緣處終止的徑向外端以及一個開放進入該中央開口中的徑向內端。該切削鑲片具有一對橫向形貌區域，其中該一個橫向形貌區域是沿著該冷卻劑遞送溝槽的一側，而另一個橫向形貌區域是沿著該冷卻劑遞送溝槽的另一側。圖32-36展示了粗加工切削鑲片420。圖37-41展示了中級粗加工切削鑲片422。圖42-46展示了精加工切削鑲片424。此外，諸位申請人注意到粗加工切削鑲片被顯示在了由陳(Chen)等人於2010年9月2日提交的關於「切削鑲片(CUTTING INSERT)」 [K-3063]的共同未決美國設計專利申請序列號29/369，123中。中級粗加工鑲片被顯示在了由陳(Chen)等人於2010年9月2日提交的關於「切削鑲片(CUTTING INSERT)」 [K-3064]的共同未決美國設計專利申請序列號29/369，124中。精加工鑲片被顯示在了由陳(Chen)等人於2010年9月2日提交的關於「切削鑲片(CUTTING INSERT)」 [K-3065]的共同未決美國設計專利申請序列號29/369，125中。諸位申請人特此將以上確定的美國設計專利申請(序列號29/369，123、序列號29/369，124、以及序列號29/369，125)通過引用以其全文結合在此。下面是使用圖32至圖46對這些切削鑲片的更詳細說明。參見圖32至圖36，粗加工鑲片420具有一個帶有菱形幾何形狀的粗加工鑲片本體430，該粗加工鑲片本體具有八個分立的拐角切削區域432。該粗加工鑲片本體430具有一對相反的入座表面434、436以及一個側面438，該側面圍繞該粗加工鑲片本體430的外圍延伸。如在下文中詳細說明的，當該粗加工鑲片420被組裝到切削刀具夾持器上時，這些入座表面之一與墊片相接觸並且另一個入座表面與該換向器板相接觸從而與之產生一種密封。該側面438與該中央外圍邊緣區域452和這一對橫向外圍邊緣區域454、456相交從而在該拐角切削區域432處形成多個切削刃440。一對相對的拐角切削區域432 (圖33中所見，右上側拐角和左下側拐角)具有一個等於約80°的夾角「AAA」。另一對相對的拐角切削區域432 (圖33中所見，左上側拐角和右下側拐角)具有一個等於約100°的夾角「BBB」。包括這些表面在內的結構特徵對於每個拐角切削區域432是基本上相同的。如通過圖33中的尺寸「DD」測量的，一側的長度(和其相對的側面)是等於12. 90mm。如通過圖33中的尺寸「EE」測量的，另一側的長度(和其相對的側面)是等於12. 70mm。該粗加工鑲片本體430包含一個穿過該粗加工鑲片本體432的中央開口 444，其中該中央開口 444與兩個入座表面(434，436)相交。該中央開口 444在與入座表面(434，436)的每一個相交處具有一個口緣(446，448)。該中央開口 444在口緣446、448之間具有一個總體上圓柱形的區段。參見圖32A,在這個具體實施例中，具有總體上截頭圓錐形狀的這個口緣具有一個夾角「HH」。在這個具體的實施例中，角度HH是等於84° 12』。參見圖33，在這個具體實施例中，該中間圓柱形區段的直徑FF是等於約7. 68mm。存在一個外圍邊緣450，它圍繞該拐角切削區域432而延伸。該外圍邊緣450是在入座表面平面之下的。圖36顯示了該外圍邊緣450是在該入座表面平面之下一個距離「D」處。該外圍邊緣450具有一個中央外圍邊緣區域452和一對橫向外圍邊緣區域454、456，這一對橫向外圍邊緣區域遠離該中央外圍邊緣區域452而延伸。該拐角切削區域432可以包括該外圍邊緣450的全部或一部分，這取決於具體的切削操作。該拐角切削區域450典型地包括該中央外圍邊緣區域452。在各個拐角切削區域432有一個徑向冷卻劑溝槽460。該徑向冷卻劑溝槽460具有一個開放進入該中央開口 444中的徑向內端462。在這個實施例中，該徑向冷卻劑溝槽460不與該中央開口 444的圓柱形區段相交。徑向冷卻劑溝槽460具有一個弧形底表面464以及在分別在橫向側邊緣470、472處終止的橫向扁平側表面466，468。在該弧形表面和扁平側表面之間有多個平滑的過渡區，以便幫助冷卻劑平滑且有效地遞送經過該徑向冷卻劑溝槽。該徑向冷卻劑溝槽460具有一個徑向外端478，該徑向外端在徑向冷卻劑溝槽460與中央外圍邊緣452之間的中央凹口 484處終止。如圖36中所顯示的，在這個具體實施例中，該外圍邊緣區域可以按在約O度與+5度之間的前角(GG)進行布置。如從這些附圖中明顯的是，該徑向冷卻劑溝槽460的弧形底表面464朝向該前刀面在徑向向外的方向上移動。換言之，徑向冷卻劑溝槽460的深度隨著溝槽460在徑向向外的方向上減小。有一個橫向形貌區域沿著該徑向冷卻劑溝槽的每個橫向側邊緣。有一對外圍凹口480、482沿著橫向外圍邊緣454、456延伸並且位於其內部，除了這些外圍凹口 480，482是在它們與該徑向冷卻劑溝槽460的相交處終止。參見圖37-圖41，中級粗加工切削鑲片520具有一個帶有菱形幾何形狀的中級粗加工切削鑲片本體530，該中級粗加工切削鑲片本體具有八個分立的拐角切削區域532。該中級粗加工切削鑲片本體530具有一對相反的入座表面534、536以及一個側面538，該側面圍繞該中級粗加工切削鑲片本體530的外圍延伸。如在下文中詳細說明的，當該中級粗加工鑲片422被組裝到切削刀具夾持器上時，這些入座表面之一與墊片相接觸並且另一個入座表面與該換向器板相接觸從而與之產生一種密封。該側面538與該中央外圍邊緣區域552和這一對橫向外圍邊緣區域554、556相交從而在這些拐角切削區域532處形成切削刃540。一對相對的拐角切削區域532 (圖38中所見，右上側拐角和左下側拐角)具有一個等於約80°的夾角「CCC」。另一對相對的拐角切削區域532 (圖38中所見，左上側拐角和右下側拐角)具有一個等於約100°的夾角「DDD」。包括這些表面在內的結構特徵對於每個拐角切削區域532是相同的。在這個具體的實施例中，如通過圖38中的尺寸「II」測量的，一側的長度(和其相對的側面)是等於12. 90mm。在這個具體的實施例中，如通過圖38中的尺寸「JJ」測量的，另一側的長度(和其相對的側面)是等於12. 70mm。該中級粗加工切削鑲片本體532包含一個穿過該中級粗加工切削鑲片本體532的中央開口 544，其中該中央開口 544與這兩個入座表面(534，536)相交。該中央開口 544在與入座表面(534，536)的每一個相交處具有一個口緣(546，548)。該中央開口 544在口緣546、548之間具有一個總體上圓柱形的區段。參見圖37A，在這個具體實施例中，具有總體上截頭圓錐形狀的這個口緣具有一個夾角「麗」。在這個具體的實施例中，角度麗是等於84° 12』。參見圖38，該中間圓柱形區段的直徑KK是等於約7. 68mm。存在一個外圍邊緣550，它圍繞該拐角切削區域532而延伸。該外圍邊緣550是在入座表面平面之下的。圖41顯示了該外圍邊緣650是在該入座表面平面之下一個距離「E」處。該外圍邊緣550具有一個中央外圍邊緣區域552和一對橫向外圍邊緣區域554、556，這一對橫向外圍邊緣區域遠離該中央外圍邊緣區域552而延伸。在每個拐角切削區域532處有一個徑向冷卻劑溝槽560。該徑向冷卻劑溝槽560具有一個開放進入該中央開口 544中的徑向內端562。在這個實施例中，該徑向冷卻劑溝槽560不與該中央開口 544的圓柱形區段相交。徑向冷卻劑溝槽560具有一個弧形底表面564以及在分別在橫向側邊緣570、572中終止的橫向側表面566、568。在該弧形表面和扁平側表面之間有多個平滑的過渡區，以便幫助冷卻劑平滑且有效地遞送經過該徑向冷卻劑溝槽。該徑向冷卻劑溝槽560具有一個徑向外端578，該徑向外端在中央外圍邊緣區域552處終止。如圖41中所顯示的，在這個具體實施例中，該外圍邊緣區域可以按在約+10度與+14度之間的前角(LL)進行布置。如從這些附圖中明顯的是，該徑向冷卻劑溝槽560的弧形底表面564朝向該前刀面在徑向向外方向上移動。換言之，徑向冷卻劑溝槽560的深度隨著溝槽560在徑向向外的方向上減小。有一個橫向形貌區域沿著該徑向冷卻劑溝槽的每個橫向側邊緣。該徑向冷卻劑溝槽560的每一側並且與之略微間隔開地存在一個橫向凹口 580。每個橫向凹口 580具有面向前的傾斜面582。外圍邊緣550在該面向前的傾斜面582處終止。凹口 580還具有一個平行於該徑向冷卻劑溝槽560延伸的傾斜的橫向面584，並且該傾斜的橫向面的面積從與該面向前的傾斜面582的相交處和其在外圍邊緣550處的向前終止點開始減小。參見圖42至46，精加工鑲片424具有一個帶有菱形幾何形狀的精加工鑲片本體630，該精加工鑲片本體具有八個分立的拐角切削區域632。該精加工鑲片本體630具有一對相反的入座表面634、636以及一個側面638，該側面圍繞該精加工鑲片本體630的外圍延伸。如在下文中詳細說明的，當該精加工鑲片424被組裝到切削刀具夾持器上時，這些入座表面之一與墊片相接觸並且另一個入座表面與該換向器板相接觸從而與之產生一種密封。該側面638與該中央外圍邊緣區域652和這一對橫向外圍邊緣區域654、656相交從而在這些拐角切削區域632處形成切削刃640。一對相對的拐角切削區域632 (圖43中所見，右上側拐角和左下側拐角)具有一個等於約80°的夾角「EEE」。另一對相對的拐角切削區域632 (圖43中所見，左上側拐角和右下側拐角)具有一個等於約100°的夾角「FFF」。包括這些表面在內的結構特徵對於每個拐角切削區域632是相同的。在這個具體的實施例中，如通過圖43中的尺寸「00」測量的，一側的長度(和其相對的側面)是等於12. 90mm。在這個具體的實施例中，如通過圖43中的尺寸「PP」測量的，另一側的長度(和其相對的側面)是等於 12. 70mm。該精加工鑲片本體632包含一個穿過該精加工鑲片本體632的中央開口 644，其中該中央開口 644與這兩個入座表面(634，636)相交。該中央開口 644在與入座表面(634，636 )的每一個相交處具有一個口緣(646，648 )。該中央開口 644在口緣646、648之間具有一個總體上圓柱形的區段。參見圖43A，在這個具體實施例中，具有總體上截頭圓錐形狀的這個口緣具有一個夾角「SS」。在這個具體的實施例中，角度SS是等於84° 12』。參見圖43，在這個具體實施例中，該中間圓柱形區段的直徑QQ是等於約7. 68mm。
存在一個外圍邊緣650，它圍繞該拐角切削區域632而延伸。該外圍邊緣650是在入座表面平面之下的。圖46展示了該外圍邊緣650是在該入座表面平面之下一個距離「F」處。該外圍邊緣650具有一個中央外圍邊緣區域652和一對橫向外圍邊緣區域654、656，這一對橫向外圍邊緣區域遠離該中央外圍邊緣區域652而延伸。在每個拐角切削區域632處有一個徑向冷卻劑溝槽660。該徑向冷卻劑溝槽660具有一個開放進入該中央開口 644中的徑向內端662。在這個實施例中，該徑向冷卻劑溝槽660不與該中央開口 644的圓柱形區段相交。徑向冷卻劑溝槽660具有一個弧形底表面664以及在分別在橫向側邊緣670、672處終止的橫向側表面666、668。該徑向冷卻劑溝槽660具有一個徑向外端678，該徑向外端在中央外圍邊緣區域652處終止。如圖46中所顯示的，在這個具體實施例中，該外圍邊緣區域可以按在約+12度與+15度之間的前角(RR)進行布置。如從這些附圖中明顯的是，該徑向冷卻劑溝槽660的弧形底表面664朝向該前刀面在徑向向外的方向上移動。換言之，徑向冷卻劑溝槽660的深度隨著溝槽660在徑向向外的方向上減小。有一個橫向形貌區域沿著該徑向冷卻劑溝槽的每個橫向側邊緣。徑向冷卻劑溝槽660的每個側邊存在一個橫向凹口 680。每個橫向凹口 680具有面向前的傾斜面682。外圍邊緣650在該面向前的傾斜面682處終止。橫向凹口 680還具有一個平行於該徑向冷卻劑溝槽660延伸的橫向面684，並且該橫向面的面積從與該面向前的傾斜面682的相交處以及其在外圍邊緣650處的向前終止點開始減小。在橫向面684上存在一對小凸起688，它們從與徑向冷卻劑溝槽660的接點處延伸。這些小凸起688幫助防止切屑進入該徑向冷卻劑溝槽中。此外，這些小凸起有助於切屑的破裂。這些凸起的尺寸和取向以及數目可以變化以便適應不同的應用。對於每個切削鑲片，清楚的是，該徑向冷卻劑溝槽具有一個與該切削鑲片中央開口鄰近的起點以及一個與該拐角切削刃區域鄰近並且徑向向內間隔開的終點。該徑向冷卻劑溝槽具有一個從該起點到終點逐漸減小的深度。該冷卻劑當離開該徑向冷卻劑溝槽時在遠離該前刀面的向上方向上前行。參見圖28至圖30連同其他合適的圖，密封構件118具有一個總體上圓形的本體250，該本體具有一個中央開口 252和一個圓周邊緣254。該總體上圓形的本體250的頂表面256是總體上扁平的並且底表面258的形狀是總體上呈截頭圓錐形的。總體上圓柱形的頂部直立套環262遠離該總體上圓形的本體250的扁平頂表面256上伸出。該頂部直立套環262具有一個遠端圓形邊緣264。在該套環中存在一個開口 266，並且在該總體上圓形的本體250中存在一個相應的開口 268。這些開口(266，268)的組合允許冷卻劑流動(參見圖28中的箭頭CF)到切削鑲片上，如將在下文中描述的。該截頭圓錐形的底表面258具有一個總體上圓形的終端邊緣276。由圓形終端邊緣276限定的該圓形開口的直徑(圖30中的X)是大於由直立套環262的遠端圓形邊緣264限定的該圓形開口的直徑(圖30中的Y)。作為一個替代方案，密封件118是由一種為可壓縮的以便形成一種不漏流體的密封作用的彈性材料製成的，諸如塑料材料。可以存在其他替代材料，這些材料不必是塑料、但是在壓縮時提供必要的彈性或可壓縮性以便產生密封。如在下文中將描述的，密封件118與換向器板116、鎖銷106、以及切削鑲片108中的每一個產生了密封。
參見圖23-24連同其他合適的圖，該夾緊組件110包括螺釘112，該螺釘具有一個上端280以及一個下端282。該螺釘112具有一個頭部部分284以及一個螺紋部分286。該夾緊組件110進一步包括一個臂114。臂114具有一個近端300以及一個遠端302。臂114還具有一個基礎區段304，該基礎區段包含一個與近端300相鄰的開口 306。該基礎區段304還具有一個圓柱形區段305。該螺釘112在該基礎區段304的開口 306內是可轉動的。頭部部分284和一個C形彈性開口環(或夾子)287將該螺釘112保留在開口 306之中。臂114進一步具有一個指狀區段312，該指狀區段與該基礎區段304是一體的，當這些部件處於組裝狀態下時該指狀區段朝向切削鑲片延伸。指狀物312在該夾緊臂114的遠端302處終止。該夾緊臂114具有一個底表面314，該底表面限定了一個中央肩臺316以及一對相反的橫向凹陷318、320。參見圖25至圖27連同其他合適的圖，附接到夾持器上並且與該切削鑲片接合的夾緊組件110進一步具有一個換向器板116，該換向器板具有一個與臂114距離最近的近端330以及一個與該臂114距離最遠的遠端332。該換向器板116還具有一個頂表面334。該頂表面334具有一個扁平表面部分336，該扁平表面部分中包括一個中央凹槽338。該頂表面334進一步具有一個傾斜表面部分342，其中一個通道340將該扁平表面部分336與該傾斜表面部分342分開。傾斜表面部分342包含一對橫向表面346、348以及一個中央表面350。該換向器板116在遠端332處在中央表面350中包含一個中央凹口 352。該換向器板116具有一對相反的側表面354、356。每個側表面(354、356)具有一個扁平表面部分360以及一個凹口部分362。每個凹口部分362具有一個扁平部分364以及一個傾斜部分366。該換向器板116具有一個底表面370，該底表面包含一個總體上圓形的凹陷或凹窩372以及一個長形通道376，該長形通道從該凹陷370向該中央凹口 352延伸。該頭部部分284具有一對間隔開的叉狀物288，當這些部件處於組裝狀態下時這些叉狀物朝向該切削鑲片向外延伸。這些叉狀物288具有總體上向內的偏斜。這些叉狀物與該換向器板116相接合以便將該換向器板116固位到夾緊臂114上。更確切地說，為了將該換向器板116組裝到夾緊臂114上，該換向器板116被定位成與這些叉狀物288相對齊。在近端330處的傾斜表面336與這些叉狀物相接合以便在該換向器板116朝向該圓柱形構件305移動時使它們展開。這些叉狀物288朝向該換向器板116向內偏斜並且位於這些凹口 362之內。這些叉狀物288的向內偏斜牢固地將該換向器板固定在夾緊臂114上。如人們可以認識到的，可以通過將該換向器板116拉離該基礎304而使換向器板116與該夾緊臂114分開。通過提供一個容易地附接到該夾緊組件的剩餘部分上的換向器板，製成該換向器板的材料可以根據切削應用而改變。例如，取決於具體的應用，換向器板116可以由鋼或碳化物製成。僅改變該換向器板的材料而不改變該夾緊組件的其餘部分的能力是一種優勢。圖26A展示了 一個替代的換向器板116 』，該換向器板具有一個底表面370 』，其取向是使得該底表面370』遠離該換向器板本體以一個角度「H」傾斜，該角度是等於約7度。然而，應該存在一種認識，即，角度「H」可以根據具體的應用或環境而變化。因為底表面370』的取向，在夾緊過程中，在接觸該切削鑲片的該板平衡之前，近端331首先接觸該切削鑲片。這種接觸有助於使該密封件坐在該切削鑲片上並且有助於該切削鑲片與該密封件之間的密封。
圖27A展示了換向器板116A的另一個具體是實施例。該換向器板116A的結構是與該分離器板116的結構是相同的，除了幫助限定該凹窩的這些表面是與該凹窩的相鄰表面成一個等於約90°的角度「I」進行布置的。這與換向器116不同，其中的幫助限定該凹窩的這些表面是與該凹窩的相鄰表面成一個等於約10度的角度「J」進行布置的。然而，應該存在一種認識，即，角度「J」可以根據具體的應用或環境而改變。另一個具體實施例將該換向器板與該密封件組合成一件式整體換向器板。更確切地說，經修改的換向器板的這個實施例具有與該換向器板116相同的結構特徵以及一個具有與該密封件118相同結構的整體性凸起。該整體性凸起上具有一個塗層。該塗層具有彈性特性，因此在壓縮時，該塗層與它所接觸的一個或多個表面產生了一種不漏流體的密封。關於這些部分的組裝，圖17為這些部分的組裝提供了一個可視的引導。初始地，墊片104被定位在夾持器102中的座136的入座表面138上。該墊片104的與該直立壁140相鄰的這些側表面158與壁140的表面相接觸。箭頭AA代表了組裝過程中的這個步驟。作為下一個步驟，鎖銷106被插入該入座表面138中冷卻劑遞送通道142的出口146之中。鎖銷106的螺紋部分200與該冷卻劑遞送通道142的螺紋部分148螺紋式相接合。鎖銷106是帶螺紋的直到它被緊密地固定在該冷卻劑遞送通道142之中。明顯的是，鎖銷106的至少一部分是位於該冷卻劑遞送通道142之中。鎖銷106將墊片104緊密地固定到該座的入座表面上。箭頭BB代表了組裝過程中的這個步驟。應該認識到，一旦鎖銷106被牢固地固定在冷卻劑遞送通道142之中，則肩臺182的後表面就將該O形環188壓靠在墊片104的唇緣162上。該O形環188在鎖銷106與墊片104之間產生了一種不漏流體的密封。在操作過程中，冷卻劑不能在墊片與鎖銷之間逃逸。作為下一個步驟，該切削鑲片108被定位在墊片104的頂部上。當處於這個位置中時，鎖銷106的上部分是至少位於該切削鑲片108的中央開口的一部分之內的。截頭圓錐形的口緣220 (圍繞該切削鑲片中央開口 219)緊密地靠在鎖銷106的前部環形肩臺202上以便形成一種不漏流體的密封。箭頭CC代表了組裝過程中的這個步驟。該組裝過程中的下一個步驟包括將該夾緊組件110附接到夾持器102之上。該螺釘112的螺紋區段286與該夾持器102中的螺紋夾緊孔153螺紋式地相接合。將夾緊組件110向下緊固在位，此處它將該切削鑲片108在墊片104頂部固定在位。如之前提及的，使用一個帶有傾斜表面的換向器板有助於使該密封件相對於該切削鑲片就坐並且進行密封。在此方面，圖26A展示了一個帶有傾斜後表面370』的換向器板116』。當該夾緊組件被附接到夾持器102上時後表面370』向著該切削鑲片傾斜。在處於牢固緊密的位置中時，密封件118壓靠在切削鑲片108上以便與該切削鑲片形成不漏流體的密封。密封件118還壓靠在換向器板116的底表面上以便與該換向器板形成不漏流體的密封。如人們可以認識到的，該密封件(密封構件)118是介於該切削鑲片與該換向器板之間的。該密封件118在該切削鑲片與該換向器板之間提供了一種不漏流體的密封，並且該密封構件進一步在該切削鑲片與該鎖銷之間提供了一種不漏流體的密封。在該組裝過程中的這個階段，這個切削組件準備好用於從工件上形成切屑的材料去除操作中。在操作中，典型地處於壓力下的冷卻劑經由該一個末端144進入該冷卻劑遞送通道142中。冷卻劑朝向該入座表面138流經該冷卻劑遞送通道142。鎖銷106完全擰入與其另一個末端144相鄰的冷卻劑遞送通道142中。當處於這種狀態下，鎖銷106的軸向底端174被定位在該冷卻劑遞送通道142之中。冷卻劑穿過入口 178進入到該鎖銷106的縱向孔176之中。冷卻劑流通穿過縱向孔176並且穿過出口 180離開而進入該換向器板的凹窩之中。換言之，縱向鎖銷孔朝該換向器板開放，由此冷卻劑流動進入該換向器凹窩之中。應該認識到，當鎖銷106完全擰入到冷卻劑遞送通道142之中時，有若干位置提供了有助於容納該冷卻劑的不漏流體的密封。這些螺紋與該螺紋部分相接合以便產生一種不漏流體的密封從而至少提供一種接合狀態，該接合狀態限制了在該冷卻劑遞送通道142的螺紋部分處的冷卻劑洩露。鎖銷本體170被穩固地壓靠在與它另一端146相鄰的冷卻劑遞送通道142的平滑的截頭圓錐形表面上。這種表面對表面的接合是緊密的從而在鎖銷106與限定了冷卻劑遞送通道142的平滑的截頭圓錐形表面之間產生一種不漏流體的密封。該墊片的底表面被緊密壓靠在該座的表面上以便提供一種緊密的表面對表面的接合，這種接合提供了一種不漏流體的密封。最後，在被壓在該墊片與鎖銷之間時，該彈性的O形環188在該墊片與該鎖銷之間提供了一種不漏流體的密封，因此冷卻劑不能逃逸。因此清楚的是，有多個密封點提供了不漏流體的密封作用。這些密封作用包括位於該螺紋部分處的鎖銷-冷卻劑遞送通道密封作用、位於該截頭圓錐形平滑表面處的鎖銷-冷卻劑遞送通道密封作用、墊片-入座表面密封作用、以及由於該O形環形成的鎖銷-墊片密封作用。這多個密封作用提供了密封完整性，因此很少或基本沒有冷卻劑在從該冷卻劑遞送通道進入並且穿過該鎖銷的時候逃逸。如以上提及的，冷卻劑流動穿過鎖銷106的縱向孔176而進入換向器板116的凹窩(或凹陷)372之中。凹窩372 (具有總體上圓形的幾何形狀)接收了該密封件118的直立套環262。凹窩372和直立套環262的尺寸是使得處於壓力下時，該密封件118提供了與換向器板116在實際接觸位置處的不漏流體的連接。如上文中說明的，在該密封件不與該換向器板相接觸的地方在該直立套環中存在一個開口，並且因此在這個位置上不存在不漏流體的密封。冷卻劑從該密封件開口(266，268)中流出而到達換向器通道並且然後朝向該拐角切削區域流到該切削鑲片的徑向冷卻劑溝槽中。當處於壓縮下時，密封件118提供了與該切削鑲片的一種不漏流體的密封。更確切地說，該密封件118的截頭圓錐形表面258壓縮性地接觸該中央開口的口緣以便產生一種不漏流體的密封。此外，當處於壓縮下時，該截頭圓錐形表面258的終端圓形邊緣276壓靠在該鎖銷106的軸向前端上。在該密封件的終端圓形邊緣276與該鎖銷的軸向前端之間的這種壓縮關係在該鎖銷與該密封件之間產生了一種不漏流體的密封。應該認識到，在冷卻劑離開該鎖銷時的包容(containment)方面存在高度的完整性。在該密封件與該換向器板之間存在一種不漏流體的密封，除了在該密封件中存在開口的地方之外。在該密封件與該切削鑲片之間存在一種不漏流體的密封。最後，在該密封件與該鎖銷之間存在一種不漏流體的密封。總之，明顯的是在冷卻劑從該冷卻劑遞送通道完全行進直到它到達該換向器板中的凹窩的整個過程中在冷卻劑的包容方面存在高度的完整性。這多個不漏流體的密封作用點包括位於螺紋部分處的鎖銷-冷卻劑遞送通道密封作用、位於該截頭圓錐形平滑表面處的鎖銷-冷卻劑遞送通道密封作用、墊片-入座表面密封作用、由於該O形環形成的鎖銷-墊片密封作用、經由該直立套環的密封件-換向器板密封作用、與圍繞該切削鑲片中央開口的這個口緣相鄰的密封件-切削鑲片密封作用、以及與該鎖銷的軸向前端相鄰的密封件-鎖銷密封作用。冷卻劑從密封件118經由開口 266、268流入該換向器板的通道376之中。該冷卻劑在徑向向外的方向上流經該通道376到達它離開與凹口 350相鄰的通道376之處。該切削鑲片具有一種相對於該冷卻劑通道376和凹口 350的取向，使得冷卻劑在離開通道376時進入該徑向冷卻劑溝槽中。應該認識到，對於上文中說明的這三種切削鑲片中的任何一種，即，粗加工鑲片、中級粗加工鑲片、以及精加工鑲片，情況都是如此。然後冷卻劑流動穿過該徑向長形通道而在其終點離開，從而向著該拐角切削刃區域噴出或噴射。該冷卻劑噴霧從該切削鑲片的前刀面中的徑向冷卻劑溝槽在向上且向外的方向上行進。該冷卻劑噴霧撞擊到在切削操作過程中從該工件上形成的切屑的下表面。圖31是適合於接收該切削鑲片組件的一個夾持器的另一個具體實施例的等距視圖。這個夾持器390具有一個夾持器本體391，該夾持器本體具有相反的軸線前端392以及軸向後端393。 個柄396與後端393相鄰，並且個頭部395與如端392相鄰。在頭部395的入座部分中存在一個冷卻劑埠 397。圖31A顯示了冷卻劑遞送通道398，它從該夾持器本體的後端進入並且沿著其全部長度延伸。圖31B是類似於圖31的夾持器的一個夾持器390A的等距視圖，但是其中內部冷卻劑通道398A是穿過該夾持器的底部而進入。圖31C是類似於圖31的夾持器的一個的夾持器390B的等距視圖，但是其中內部冷卻劑通道398B是穿過該夾持器的底表面而進入。存在一種認識，S卩，該冷卻劑遞送通道可以在多個位置中的任何一個位置中進入到該夾持器中，例如，在後部、側面、以及底部。清楚的是本發明提供了一種切削組件、連同一種切削鑲片組件，用於幫助增強在該切削鑲片與工件之間的界面(即，鑲片-切屑界面)附近的冷卻劑遞送。通過這樣做，在從工件上形成切屑的材料去除過程中在該鑲片-切屑界面處的過度熱量減少。通過提供冷卻劑流動，在該鑲片-切屑界面處的過度熱量減少從而消除或減少了切屑材料的累積。通過提供冷卻劑到鑲片-切屑界面上的流動，將有助於切屑從該鑲片-切屑界面上的排出，由此使切屑被再次切削的可能性最小化。清楚的是，本發明提供了與減少鑲片-切屑界面處的熱量有關的多個優點。在此提及的這些專利以及其他文獻均通過引用結合在此。通過考慮本說明書或通過實施在此披露的發明，本發明的其他實施例對於本領域技術人員將是清楚的。本說明書和這些實例旨在僅是說明性的而無意限制本發明的範圍。本發明的真正的範圍和精神由以下的權利要求表明。
權利要求
1.一種用在形成切屑的材料去除操作中的粗加工切削鑲片，該切削鑲片包括: 一個切削鑲片本體，該切削鑲片本體具有一個入座表面和一個側面、在外圍邊緣與該側面之間的在其相應拐角附近的相交處的一個拐角切削區域； 該切削鑲片本體包含一個中央開口； 該入座表面包含一個冷卻劑遞送溝槽，該冷卻劑遞送溝槽具有朝向相應拐角切削區域的徑向取向，該冷卻劑遞送溝槽具有一個在該外圍邊緣處終止的徑向外端以及一個開放進入該中央開口中的徑向內端；以及 一對橫向形貌區域，其中該一個橫向形貌區域是沿著該冷卻劑遞送溝槽的一側，而另一個橫向形貌區域是沿著該冷卻劑遞送溝槽的另一側，並且這些形貌區域中的每一個包括一個外圍凹口。
2.根據權利要求1所述的粗加工切削鑲片，其中該外圍邊緣具有一個等於約O度與+5度之間的前角。
3.根據權利要求1所述的粗加工切削鑲片，其中該切削鑲片本體具有一個相反的入座表面，並且該中央開口在這些入座表面之間延伸，該中央開口具有一個中間圓柱形區段以及與這些前刀面中的每一個相鄰的截頭圓錐形口緣。
4.根據權利要求3所述的切削鑲片，其中該截頭圓錐形口緣具有等於約84度的夾角，並且該中間圓柱形區段具有等於約7.68毫米的直徑。
5.—種用在形成切屑的材料去除操作中的中級粗加工切削鑲片，該切削鑲片包括: 一個切削鑲片本體，該切削鑲片本體具有一個入座表面和一個側面、在外圍邊緣與該側面之間的在其相應拐角附 近的相交處的一個拐角切削區域； 該切削鑲片本體包含一個中央開口； 該入座表面包含一個冷卻劑遞送溝槽，該冷卻劑遞送溝槽具有朝向相應拐角切削區域的徑向取向，該冷卻劑遞送溝槽具有在該外圍邊緣處終止的一個徑向外端以及開放進入該中央開口中的一個徑向內端； 一對橫向形貌區域，其中該一個橫向形貌區域是沿著該冷卻劑遞送溝槽的一側，而另一個橫向形貌區域是沿著該冷卻劑遞送溝槽的另一側；並且 這些形貌區域中的每一個包括一個橫向凹口，該橫向凹口具有一個面向前的傾斜面、以及總體上平行於該冷卻劑遞送溝槽的一個傾斜的橫向面，並且其中該傾斜的橫向面的面積從與該面向前的傾斜面的相交處以及相對於該外圍邊緣的終止處開始減小。
6.根據權利要求5所述的中級粗加工切削鑲片，其中該外圍邊緣具有等於約+12度與+15度之間的前角。
7.根據權利要求5所述的中級粗加工切削鑲片，其中該切削鑲片本體具有一個相反的入座表面，並且該中央開口在這些入座表面之間延伸，該中央開口具有一個中間圓柱形區段以及與這些前刀面中的每一個相鄰的截頭圓錐形口緣。
8.根據權利要求7所述的中級粗加工切削鑲片，其中該截頭圓錐形口緣具有等於約84度的夾角，並且該中間圓柱形區段具有等於約7.68毫米的直徑。
9.一種用在形成切屑的材料去除操作中的精加工切削鑲片，該切削鑲片包括: 一個切削鑲片本體，該切削鑲片本體具有一個入座表面和一個側面、在外圍邊緣與該側面之間的在其相應拐角附近的相交處的一個拐角切削區域；該切削鑲片本體包含一個中央開口； 該入座表面包含一個冷卻劑遞送溝槽，該冷卻劑遞送溝槽具有朝向相應拐角切削區域的徑向取向，該冷卻劑遞送溝槽具有在該外圍邊緣處終止的一個徑向外端以及開放進入該中央開口中的一個徑向內端； 一對橫向形貌區域，其中該一個橫向形貌區域是沿著該冷卻劑遞送溝槽的一側，而另一個橫向形貌區域是沿著該冷卻劑遞送溝槽的另一側；並且 其中這些形貌區域中的每一個包括一個橫向凹口，該橫向凹口具有一個面向前的傾斜面以及總體上平行於該冷卻劑遞送溝槽的一個傾斜的橫向面，並且其中該傾斜的橫向面的面積從與該面向前的傾斜面的相交處以及相對於該外圍邊緣的終止處開始減小，並且多個凸起位於該傾斜的橫向面上。
10.根據權利要求8所述的切削鑲片，其中該外圍邊緣具有一個等於約+10度與+14度之間的前角。
11.根據權利要求8所述的切削鑲片，其中該切削鑲片本體具有一個相反的入座表面，並且該中央開口在這些入座表面之間延伸，該中央開口具有一個中間圓柱形區段以及與這些前刀面中的每一個相鄰的截頭圓錐形口緣。
12.根據權利要求11所述的切削鑲片，其中該截頭圓錐形口緣具有等於約84度的夾角，並且該中間圓柱形區段具有等於約7.68毫米的直徑。
13.一種用在形成切屑的材料去除操作中的切削鑲片，該切削鑲片包括: 一個切削鑲片本體，該切削鑲片本體具有一個入座表面和一個側面、在外圍邊緣與該側面之間的在其相應拐角附近的相交處的一個拐角切削區域； 該切削鑲片本體包含一個中央開口； 該入座表面包含一個冷卻劑遞送溝槽，該冷卻劑遞送溝槽具有朝向相應拐角切削區域的徑向取向，該冷卻劑遞送溝槽具有在該外圍邊緣處終止的一個徑向外端以及開放進入該中央開口中的一個徑向內端；以及 一對橫向形貌區域，其中該一個橫向形貌區域是沿著該冷卻劑遞送溝槽的一側，而另一個橫向形貌區域是沿著該冷卻劑遞送溝槽的另一側。
全文摘要
一種切削鑲片(420，422，424)具有一個切削鑲片本體(430，530，630)，該切削鑲片本體包含一個中央開口(444，544，644)，並且具有一個入座表面(434，436，534，536，634，636)、一個側面(438，538，638)、以及一個拐角切削區域(432，532，632)。該入座表面(434，436，534，536，634，636)包含一個徑向冷卻劑遞送溝槽(460，560，660)，該徑向冷卻劑遞送溝槽具有一個徑向外端(478，578，678)以及一個徑向內端(462，562，662)。一個橫向形貌區域(480，580，680)是沿著該冷卻劑遞送溝槽(460，560，660)的一側(466，566，666)，而另一個橫向形貌區域(482，582，682)是沿著該冷卻劑遞送溝槽(460，560，660)的另一側(468，568，668)。
文檔編號B23C5/20GK103079733SQ201180042215
公開日2013年5月1日 申請日期2011年8月9日 優先權日2010年9月9日
發明者N·J·亨利, K·P·米茲加利斯基, 陳實 申請人:鈷碳化鎢硬質合金公司