專利名稱：具有內(nèi)部冷卻劑遞送的切削鑲片和使用其的切削組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于從工件上形成切屑和去除材料的、具有內(nèi)部冷卻劑遞送的切削鑲片、以及使用該切削鑲片的組件。更確切地說(shuō)，本發(fā)明涉及用于形成切屑的材料去除操作的一種切削鑲片、連同使用該切削鑲片的組件，其中在切削鑲片與工件之間的界面(即，鑲片-切屑界面)附近存在增強(qiáng)的冷卻劑遞送，以減少在鑲片-切屑界面處的過(guò)度熱量。
背景技術(shù)：
在形成切屑的材料去除操作中(例如，銑削操作、車削操作，等等)，在切削鑲片與從工件上去除切屑的位置之間的界面(即，鑲片-切屑界面)處產(chǎn)生熱量。眾所周知，在鑲片-切屑界面處的過(guò)度熱量可能負(fù)面影響(即，減小或縮短)切削鑲片的有效刀具壽命。正如可以認(rèn)識(shí)到的，較短的有效刀具壽命增加了操作成本并且降低了總生產(chǎn)效率。因此，與減小鑲片-切屑界面處的熱量相關(guān)，存在很明顯的優(yōu)點(diǎn)。關(guān)于授予Lagerberg的題為“帶有內(nèi)部冷卻的切屑形成式切削鑲片(CHIPFORMING CUTTING INSERT WITH INTERNALC00LING)” 的美國(guó)申請(qǐng)?zhí)?6，053，669 討論了減少鑲片-切屑界面處的熱量的重要性。Lagerberg提到當(dāng)由燒結(jié)碳化物制成的切削鑲片達(dá)到一定溫度時(shí)，其對(duì)塑性變形的抵抗性減小。塑性變形抵抗性的減小增大了切削鑲片破裂的風(fēng)險(xiǎn)。授予Wertheim的關(guān)于“金屬切削刀具(METAL CUTTING TOOL)”的美國(guó)專利號(hào)5，775，854指出了工作溫度的上升導(dǎo)致切削鑲片的硬度減少。該結(jié)果是增加了切削鑲片的磨損。其他專利文獻(xiàn)披露了用于向鑲片-切屑界面遞送冷卻劑的不同的方式或系統(tǒng)。例如，授予Prichard等人的題為“帶有冷卻劑遞送的銑刀和銑削鑲片(MILLING⑶TTERAND MILLING INSERT WITHCOOLANT DELIVERY)” 的美國(guó)專利號(hào) 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(jìn)一步包括一種可定位的分流器。該分流器具有一個(gè)冷卻劑槽，該冷卻劑槽將冷卻劑遞送到一個(gè)特定的切削位置。授予Prichard等人的題為“用于有效的冷卻劑遞送的金屬切削系統(tǒng)(METAL CUTTING SYSTEMFOREFFECTIVE COOLANT DELIVERY)”的美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)US2008-0175678A1 涉及一種切削鑲片，其與一個(gè)頂部件和/或一個(gè)墊片聯(lián)合起作用來(lái)協(xié)助將冷卻劑遞送到切削位置。進(jìn)一步地，授予Antoun的題為“帶有一體式冷卻劑通道和可更換噴嘴的刀夾具(TOOL HOLDER WITH INTEGRAL COOLANTPASSAGE AND REPLACEABLE NOZZLE)” 的美國(guó)專利號(hào)6，045，300披露了使用高壓以及高體積的冷卻劑遞送來(lái)解決鑲片-切屑界面處的熱量問(wèn)題。授予Kraemer的題為“帶有冷卻劑系統(tǒng)的刀夾具(T00LH0LDER WITH COOLANT SYSTEM)”的美國(guó)專利號(hào)6，652，200披露了在切削鑲片與頂板之間的多個(gè)凹槽。冷卻劑流經(jīng)這些溝槽來(lái)解決鑲片-切屑界面之間的熱量問(wèn)題。授予Hong的題為“低溫機(jī)加工(CRYOGENICMACHINING)”的美國(guó)專利號(hào)5，901，623披露了用于將液氮施加到鑲片-切屑界面上的冷卻劑遞送系統(tǒng)。易于了解的是，在形成切屑并且去除材料的操作中，鑲片-切屑界面處的較高操作溫度可能通過(guò)過(guò)早破裂和/或過(guò)度磨損而對(duì)有效刀具壽命造成有害影響。往往高度希望的是提供一種用于形成切屑的材料去除操作的切削鑲片，其中存在向切削鑲片與工件之間的界面(即，鑲片-切屑界面，是在工件上產(chǎn)生切屑的位置)上的改進(jìn)的冷卻劑遞送。與向鑲片-切屑界面上的改進(jìn)的冷卻劑遞送相關(guān)，往往存在多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。在形成切屑的材料去除操作中，從工件上產(chǎn)生的切屑有時(shí)可以粘連(例如,通過(guò)熔接)在切削鑲片的表面上。切屑材料以這種方式在切削鑲片上的累積是不希望發(fā)生的，這會(huì)負(fù)面影響切削鑲片的性能、并且因此影響整個(gè)材料去除操作。往往高度希望的是提供用于形成切屑的材料去除操作的切削鑲片，其中存在著向鑲片-切屑界面處的增強(qiáng)的冷卻劑遞送，從而在鑲片-切屑界面處產(chǎn)生增強(qiáng)的潤(rùn)滑作用。在鑲片-切屑界面處增強(qiáng)的潤(rùn)滑作用的結(jié)果是降低了切屑粘在切削鑲片上的趨勢(shì)。在形成切屑的材料去除操作中，會(huì)發(fā)生的情況是當(dāng)切屑粘在切削鑲片上時(shí)這些切屑不離開(kāi)鑲片-切屑界面的區(qū)域。當(dāng)切屑不離開(kāi)鑲片-切屑界面的區(qū)域時(shí)，存在著切屑可能被再切削的可能性。不希望該銑削鑲片對(duì)已經(jīng)從工件上去除的切屑進(jìn)行再次切削。向鑲片-切屑界面上的冷卻劑流動(dòng)將促進(jìn)從鑲片-切屑界面上的切屑排出，由此使切屑被再次切削的可能性最小化。往往高度希望的是提供用于形成切屑的材料去除操作的一種切削鑲片，其中存在著向鑲片-切屑界面處的增強(qiáng)的冷卻劑遞送以便減少對(duì)切屑進(jìn)行再次切削的可能性。向鑲片-切屑界面處的增強(qiáng)的冷卻劑流動(dòng)的結(jié)果是更好地從該界面附近排出切屑，其結(jié)果是降低了再次切削切屑的可能性。許多因素會(huì)影響遞送到該鑲片-切屑界面上的冷卻劑的程度。例如，將該冷卻劑遞送到該切削鑲片上的結(jié)構(gòu)的尺寸可以是供應(yīng)到該切削鑲片上的冷卻劑的程度的限制因素。因此，往往高度希望的是提供多個(gè)供應(yīng)孔，這些供應(yīng)孔是等于或大于該切削鑲片中的這些入口以便將冷卻劑向切削鑲片的流動(dòng)最大化。往往高度希望的是提供這樣一種切削鑲片，其中兩個(gè)或更多個(gè)冷卻劑通道將冷卻劑傳送到單個(gè)的分立的切削位置中。此外，為了定制冷卻劑的遞送，在切削鑲片中使用不規(guī)則的冷卻劑通道和入口及排放口的可變面積允許實(shí)現(xiàn)此種用戶化。一種這樣的特征是提供一系列的冷卻劑轉(zhuǎn)向角度，該轉(zhuǎn)向角度的范圍可以是在約10度與約60度之間。為了提高冷卻劑的遞送，有利的是將冷卻劑穿過(guò)該夾具而提供到切削鑲片中。這可以包括使用外部冷卻劑供應(yīng)或內(nèi)部冷卻劑供應(yīng)。關(guān)于切削鑲片的制造，在使用一起形成了切削鑲片的多個(gè)零件方面可能存在許多優(yōu)勢(shì)。例如，在一些實(shí)例中，由一個(gè)基底(提供了切削刃)以及一個(gè)芯部形成的切削鑲片可以得到增強(qiáng)的壽命，因?yàn)樵谶_(dá)到工具使用壽命的終點(diǎn)時(shí)只需要更換該基底。在這樣一種安排中，該芯部是可分開(kāi)地連接該基底上的，由此在該基底磨穿時(shí)該芯部被再次使用。該基底和芯部可以通過(guò)共燒結(jié)、硬釬焊和/或膠合而結(jié)合在一起。作為一個(gè)替代方案，該基底和芯部可以彼此接觸而不連接在一起成為一體的構(gòu)件，而是即便緊密接觸仍然是分開(kāi)的部件。另夕卜，為了增強(qiáng)性能，該基底和芯部根據(jù)具體的應(yīng)用可以是來(lái)自相同的或不同的材料。當(dāng)該切削鑲片的優(yōu)選實(shí)施方案呈現(xiàn)圓形的幾何形狀時(shí)，會(huì)存在一定優(yōu)勢(shì)。例如，當(dāng)該切削鑲片具有圓形的幾何形狀時(shí)，多個(gè)部件(例如，基底和芯部)的組裝不需要轉(zhuǎn)位。圓形的切削鑲片不是帶把手的，因此它可以在左邊、右邊以及中間使用。在仿形車削中，圓形切削鑲片的高達(dá)50%可以用作切削刃。圓形切削鑲片也可用于接合一個(gè)抗旋轉(zhuǎn)的特征。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)形式中，本發(fā)明是可用于從工件上形成切屑和去除材料中的一種金屬切削鑲片。該金屬切削鑲片包括一個(gè)金屬切削鑲片本體，該本體包括具有至少一個(gè)分立的切削位置的切削刃。該切削鑲片本體進(jìn)一步包含與分立的切削位置相連通的一個(gè)獨(dú)特的內(nèi)部冷卻劑通道。該獨(dú)特的內(nèi)部冷卻劑通道具有一個(gè)限定了冷卻劑通道入口截面積的冷卻劑通道入口、一個(gè)限定了冷卻劑通道排放口截面積的冷卻劑通道排放口、以及一個(gè)軸向冷卻劑通道長(zhǎng)度。該獨(dú)特的內(nèi)部冷卻劑通道沿著其軸向冷卻劑通道長(zhǎng)度限定了一個(gè)冷卻劑流動(dòng)截面積。該冷卻劑通道入口截面積是與該冷卻劑通道排放口截面積基本上相同的。該冷卻劑流動(dòng)截面積的幾何形狀沿著該軸向冷卻劑通道長(zhǎng)度而變化。在本發(fā)明的另一種形式中，本發(fā)明是可用于從工件上形成切屑和去除材料中的一種金屬切削組件，其中一個(gè)冷卻劑源將冷卻劑供應(yīng)到金屬切削組件上。該金屬切削組件包括一個(gè)具有凹座的夾具，其中該凹座提供了一個(gè)平坦表面，該平坦表面包含與該冷卻劑源相連通的一個(gè)冷卻劑端口，該冷卻劑端口具有一個(gè)冷卻劑端口截面積。該凹座接納了一個(gè)金屬切削鑲片。該金屬切削鑲片包括一個(gè)金屬切削鑲片本體，該本體包括具有至少一個(gè)分立的切削位置的切削刃。該金屬切削鑲片本體進(jìn)一步包含與分立的切削位置相連通的一個(gè)獨(dú)特的內(nèi)部冷卻劑通道。該獨(dú)特的內(nèi)部冷卻劑通道具有一個(gè)限定了冷卻劑通道入口截面積的冷卻劑通道入口、一個(gè)限定了冷卻劑通道排放口截面積的冷卻劑通道排放口、以及一個(gè)軸向冷卻劑通道長(zhǎng)度。該獨(dú)特的內(nèi)部冷卻劑通道沿著其軸向冷卻劑通道長(zhǎng)度限定了一個(gè)冷卻劑流動(dòng)截面積。該冷卻劑通道入口截面積是與該冷卻劑通道排放口截面積基本上相同的。該冷卻劑流動(dòng)截面積的幾何形狀沿著該軸向冷卻劑通道長(zhǎng)度而變化。


以下是對(duì)附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明，這些附圖形成本專利申請(qǐng)的一部分:圖1是一個(gè)銑刀組件的一個(gè)具體實(shí)施方案的等角視圖，其中該銑刀組件具有一個(gè)攜帶了多個(gè)切削鑲片的銑刀本體，在這個(gè)具體的實(shí)施方案中有五個(gè)切削鑲片，其中一個(gè)凹座攜帶了這些切削鑲片中的單個(gè)切削鑲片；圖1A是圖1的銑刀組件的這些凹座之一的正視圖，其中該凹座中沒(méi)有切削鑲片；圖2是0夾具本體的具體實(shí)施方案的等角視圖，該夾具本體在一個(gè)凹座中攜帶了一個(gè)切削鑲片并且其中該切削鑲片不是處于該凹座之中，并且KM是賓夕法尼亞州拉特羅布市(Latrobe, PennsyIvanial5650)的肯納金屬公司的注冊(cè)商標(biāo)。圖2A是圖2的KM 夾具本體的凹座的頂視圖，該凹座中沒(méi)有切削鑲片；圖3是擰上式(screw-on)刀夾具本體的具體實(shí)施方案的等角視圖，該刀夾具本體在一個(gè)凹座中攜帶了一個(gè)切削鑲片并且其中該切削鑲片并不是位于該凹座中，并且其中以示意圖形式展示了在冷卻劑源與該凹座的平坦表面的冷卻劑排放端口之間的連接；圖3A是圖3的擰上式刀夾具的凹座的頂視圖，該凹座中沒(méi)有切削鑲片；圖4是該切削鑲片的基底構(gòu)件的等角視圖，顯示了該基底構(gòu)件的前刀面和側(cè)表面；圖4A是圖4的基底構(gòu)件的一部分的放大圖，詳細(xì)顯示了在兩個(gè)肋之間限定的通道;圖5是該切削鑲片的基底構(gòu)件的等角視圖，顯示了該切削鑲片的底表面和側(cè)表面的；圖6是該切削鑲片的芯部構(gòu)件的等角視圖，顯示了或芯部構(gòu)件的頂表面和側(cè)表面；圖1是該切削鍵片的芯部構(gòu)件的等角視圖，顯不了芯部構(gòu)件的底表面和側(cè)表面；圖7A是該基底構(gòu)件和芯部構(gòu)件的等角視圖，其中該芯部構(gòu)件從基底構(gòu)件上分解出來(lái)；圖8是切削鑲片的基底構(gòu)件和芯部構(gòu)件的組件的等角視圖，顯示了切削鑲片的底表面和側(cè)表面；圖9是該切削鑲片的底表面的等距視圖；圖10是該底表面的一部分的放大圖，顯示了該基底構(gòu)件和芯部構(gòu)件的連接位置；圖11是圖5的切削鑲片的具體實(shí)施方案的底視圖；圖12是圖5的切削鑲片的具體實(shí)施方案的側(cè)視圖；圖13是移開(kāi)了切削鑲片和夾具的一部分之后的等距視圖，以便顯示向分立的切削位置的冷卻劑遞送；并且圖14是該切削鑲片的一個(gè)具體實(shí)施方案的頂視圖；圖14A是圖14B的截面視圖的一部分的放大圖，其中顯示了獨(dú)特的內(nèi)部冷卻劑通道；圖14B是圖14的切削鑲片沿著剖面線14B-14B獲取的截面視圖；圖15是從圖14B的剖面線15_15獲取的切削鑲片的截面視圖，示出了該獨(dú)特的內(nèi)部冷卻劑通道；圖15A是圖15中以圈15A指出的截面的一部分的放大圖，顯示了該內(nèi)部冷卻劑通道的幾何形狀；圖16是從圖14B的剖面線16-16獲取的切削鑲片的截面視圖，顯示了獨(dú)特的內(nèi)部冷卻劑通道；圖16A是圖16中以圈16A指出的截面的一部分的放大圖，顯示了該內(nèi)部冷卻劑通道的幾何形狀；圖17是沿著圖14B的剖面線17_17獲取的切削鑲片的截面視圖，顯示了該獨(dú)特的內(nèi)部冷卻劑通道，其中剖面線17-17是以等于30.18度的角度“M”獲得的。圖18是沿著圖14B的剖面線18_18獲取的切削鑲片的截面視圖，顯示了獨(dú)特的內(nèi)部冷卻劑通道，其中剖面線18-18是以等于50.10度的角度“N”獲得的；圖19A是一個(gè)頂視圖，展示了處于一個(gè)切削位置中時(shí)凹座中的切削鑲片，其中這些冷卻劑入口與該冷卻劑源連通并且該支座(abutment)表面接合了該側(cè)表面；圖19B是一個(gè)頂視圖，展示了處于一個(gè)轉(zhuǎn)位后的切削位置中時(shí)凹座中的切削鑲片，其中這些冷卻劑入口與該冷卻劑源連通并且該鄰接表面接合了該側(cè)表面；圖20是該切削鑲片的頂視圖，顯示了冷卻劑的流動(dòng)；并且圖21是該切削鑲片的截面視圖，顯示了冷卻劑穿過(guò)該內(nèi)部冷卻劑通道的的。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)這些附圖，應(yīng)該存在以下認(rèn)識(shí):本發(fā)明的切削鑲片連同本發(fā)明的切削組件可以在多種不同的應(yīng)用中操作。該具有內(nèi)部冷卻劑遞送的切削鑲片是用于從工件上進(jìn)行形成切屑的材料去除。在這方面，該切削鑲片是用于形成切屑的材料去除操作中，其中在切削鑲片與工件之間的界面(即，鑲片-切屑界面)附近存在改進(jìn)的冷卻劑遞送，以便在該鑲片-切屑界面處減少過(guò)度的熱量。向鑲片-切屑界面上的增強(qiáng)的冷卻劑遞送產(chǎn)生了某些優(yōu)點(diǎn)。例如，向鑲片-切屑界面上的增強(qiáng)的冷卻劑遞送在該鑲片-切屑界面處產(chǎn)生了增強(qiáng)的潤(rùn)滑作用，這減少了切屑粘到該切削鑲片上的趨勢(shì)。此外，向鑲片-切屑界面上的增強(qiáng)的冷卻劑流動(dòng)導(dǎo)致了從該界面附近更好地排出切屑，其結(jié)果是降低了再次切削切屑的可能性。如從下文的說(shuō)明中將清楚的是，該冷卻劑分散體或噴霧的性質(zhì)是使得它在相鄰的所謂被激活的內(nèi)部冷卻劑通道之間是連續(xù)的。該冷卻劑實(shí)際上以冷卻劑連續(xù)錐體的形式離開(kāi)這些被激活的冷卻劑通道。通過(guò)提供這樣的冷卻劑分散體，該切削鑲片實(shí)現(xiàn)了向該鑲片-切屑界面上的增強(qiáng)的冷卻劑遞送。還應(yīng)該存有以下認(rèn)識(shí):該內(nèi)部冷卻劑通道排放管具有一種取向，其中該冷卻劑撞擊在切屑表面下方。該冷卻劑的這種取向增強(qiáng)了多種冷卻特性，這增強(qiáng)了該切削鑲片的總體性能。在此對(duì)具體應(yīng)用的說(shuō)明不應(yīng)是對(duì)該切削鑲片的用途的范圍和程度的限制。在形成切屑的材料去除操作中，該切削鑲片150接合一個(gè)工件從而從工件上典型地以切屑形式去除材料。一種典型地將材料以切屑形式從工件上去除的材料去除操作被本領(lǐng)域普通技術(shù)人員稱為形成切屑的材料去除操作。Moltrecht的著作《機(jī)械工廠實(shí)踐》(Machine ShopPractice)[紐約州紐約市工業(yè)出版社有限公司，((1981)]在199至204頁(yè)尤其提供了對(duì)于形成切屑、以及不同種類的切屑(即，連續(xù)的切屑、不連續(xù)的切屑、片段式切屑)的一種描述。Moltrecht在199至200頁(yè)的[部分]中說(shuō)到:“當(dāng)切削刀具與金屬第一次接觸時(shí)，它擠壓切削刃的金屬頭部。當(dāng)?shù)毒咔斑M(jìn)時(shí)，切削刃的金屬頭部被壓到它將在內(nèi)部進(jìn)行剪切的點(diǎn)上，從而引起該金屬的晶粒變形并且沿著一個(gè)稱為剪切面的平面塑性地流動(dòng)……
當(dāng)被切削的金屬類型為易延展的時(shí)候(如鋼)，切屑將以連續(xù)的帶狀物掉落......”Moltrecht
繼續(xù)說(shuō)明了一種不連續(xù)的切屑以及一種片段式切屑的形成。作為另一個(gè)實(shí)例，在ASTE工具工程師手冊(cè)(ASTE Tool EngineersHandbook)、紐約州紐約市麥克勞希爾圖書(shū)公司(McGraw Hill BookC0.) (1949)的第302至315頁(yè)找到的內(nèi)容提供了對(duì)于金屬切削過(guò)程中的形成切屑的一個(gè)冗長(zhǎng)的說(shuō)明。這個(gè)ASTE手冊(cè)在第303頁(yè)展示了在形成切屑與機(jī)加工操作(如車削、銑削以及鉆孔)之間的清楚的關(guān)系。以下專利文件討論了在材料去除操作中切屑的形成:授予Battaglia等人的美國(guó)專利號(hào)5，709, 907(轉(zhuǎn)讓給了肯納金屬公司)、授予Battaglia等人的美國(guó)專利號(hào)5，722，803 (轉(zhuǎn)讓給了肯納金屬公司)、以及授予Oles等人的美國(guó)專利號(hào)6，161，990 (轉(zhuǎn)讓給了肯納金屬公司)。參見(jiàn)附圖，圖1是一個(gè)等角視圖，顯示了總體上指定為40的一個(gè)銑刀組件。銑刀組件40具有一個(gè)帶有中央銑刀本體部分44的銑刀本體42。多個(gè)波瓣46以徑向向外的方式從該中央銑刀本體部分44延伸。這些波瓣46中的每個(gè)具有一個(gè)徑向內(nèi)邊緣46以及一個(gè)徑向外邊緣48。每個(gè)波瓣46進(jìn)一步具有一個(gè)遠(yuǎn)端47。在遠(yuǎn)端47處，這些波瓣46中的每一個(gè)包含一個(gè)凹座54，該凹座具有一個(gè)平坦表面56。該平坦表面56總體上是圓形的并且具有一個(gè)圓周邊緣57。一個(gè)直立壁58位于該平坦表面56的一個(gè)末端處,其中該直立壁58圍繞該圓周邊緣57的一部分延伸。該平坦表面56進(jìn)一步包含一個(gè)弧形開(kāi)口(弧形槽口)60，該弧形開(kāi)口以平行方式關(guān)于該圓周邊緣57的一部分延伸。存在一個(gè)冷卻劑排放端口 62，它與該弧形開(kāi)口 60相連通。該冷卻劑排放端口 62是與一個(gè)冷卻劑通道處于流體連通的，該冷卻劑通道具有一個(gè)冷卻劑進(jìn)入端口。來(lái)自一個(gè)冷卻劑源的冷卻劑通過(guò)該冷卻劑進(jìn)入端口而進(jìn)入該冷卻劑通道之中并且行進(jìn)至在該冷卻劑排放 端口處離開(kāi)而進(jìn)入該弧形開(kāi)口 60。離開(kāi)而進(jìn)入該弧形開(kāi)口60中的冷卻劑接著流入切削鑲片150中，如將在下文中進(jìn)行更詳細(xì)說(shuō)明的。該弧形開(kāi)口 60延伸了約90度以便與兩個(gè)相鄰的內(nèi)部冷卻劑通道相連通。該冷卻劑源、冷卻劑通道、以及該冷卻劑進(jìn)入端口的具體結(jié)構(gòu)并沒(méi)有展示、但是與結(jié)合擰上式刀夾具114所展示和討論的對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)是基本上相同的。參見(jiàn)圖1A，如以上提及的，該銑刀本體42具有一個(gè)凹座54以及一個(gè)相鄰的直立壁58。該直立壁58包括一個(gè)抗旋轉(zhuǎn)式支座70，該支座以徑向向內(nèi)的方式從該直立壁58延伸。該抗旋轉(zhuǎn)式支座70進(jìn)一步具有一個(gè)外圍支座邊緣72。如在下文中更詳細(xì)說(shuō)明的，該外圍支座邊緣72展示出了一種與該切削鑲片150相接合的幾何形狀，由此該抗旋轉(zhuǎn)式支座70防止該切削鑲片150在位于凹座54中時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)。該抗旋轉(zhuǎn)式支座70以及它與切削鑲片的協(xié)助是沿著授予DeRoche等人的題為“用于圓形切削鑲片的抗旋轉(zhuǎn)式安裝機(jī)構(gòu)(ANT1-R0TAT10NM0UNTING MECHANISM FOR ROUND CUTTING INSERT)” 的美國(guó)專利號(hào)6，238，133B1所顯示和說(shuō)明的結(jié)構(gòu)的線。切削鑲片150可以與夾具而非以上說(shuō)明的銑削組件40結(jié)合使用。例如并且參見(jiàn)圖2和2A，可以將切削鑲片150與KM 夾具80結(jié)合使用。該KM 夾具80具有一個(gè)遠(yuǎn)端82以及一個(gè)近端84。該KM 夾具80進(jìn)一步具有在其遠(yuǎn)端82處的一個(gè)凹座86，該凹座具有一個(gè)平坦表面88。該平坦表面88具有圓形的幾何形狀以及一個(gè)圓周邊緣89。一個(gè)直立壁90與該平坦表面88相鄰。該直立壁90關(guān)于該平坦表面88的圓周邊緣89的一部分延伸。該平坦表面88進(jìn)一步包含一個(gè)弧形開(kāi)口 92，該弧形開(kāi)口是與一個(gè)冷卻劑排放端口 94相連通的。該平坦表面88進(jìn)一步具有一個(gè)螺紋孔96，該螺紋孔協(xié)助將切削鑲片150附接到KM⑩夾具80之中。盡管沒(méi)有在這些圖中示出，但是該KM⑩夾具80進(jìn)一步具有一個(gè)冷卻劑通道，該冷卻劑通道具有一個(gè)冷卻劑進(jìn)入端口。該冷卻劑進(jìn)入端口是與一個(gè)冷卻劑源相連通的。如在下文中更詳細(xì)說(shuō)明的，該冷卻劑從該冷卻劑源穿過(guò)該冷卻劑進(jìn)入端口進(jìn)入到該冷卻劑通道中并且經(jīng)由該冷卻劑排放端口 94離開(kāi)該冷卻劑通道而進(jìn)入到該弧形開(kāi)口 92之中。然后冷卻劑從該弧形開(kāi)口 92行進(jìn)到該切削鑲片150之中。該弧形開(kāi)口延伸了約180度以便與三個(gè)相鄰的內(nèi)部冷卻劑通道相連通。該KM⑩夾具80進(jìn)一步包括一個(gè)抗旋轉(zhuǎn)式支座104，該支座以徑向向內(nèi)的方式從該直立壁90延伸。該抗旋轉(zhuǎn)式支座104具有一個(gè)外圍支座邊緣106。將作為下文中討論的主題，該外圍支座邊緣106提供了接合該切削鑲片150的幾何形狀，以便防止該切削鑲片150在位于凹座86中時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。作為適合與切削鑲片150 —起使用的夾具的又另一個(gè)實(shí)例，圖3和3A展示了一個(gè)擰上式刀夾具114，該刀夾具具有一個(gè)刀夾具本體116。刀夾具本體116具有一個(gè)遠(yuǎn)端118和一個(gè)近端120。該刀夾具本體116具有在其遠(yuǎn)端118處的一個(gè)凹座122。該凹座122提供了一個(gè)平坦表面124，該平坦表面呈總體上圓柱形的形狀，帶有一個(gè)外圍圓周邊緣125。沿著該平坦表面124的外圍圓周邊緣125的一部分存在一個(gè)直立壁126。該平坦表面124進(jìn)一步包含一個(gè)螺紋孔132，該螺紋孔協(xié)助將該切削鑲片150附接到擰上式刀夾具114之中。該平坦表面124包含一個(gè)弧形開(kāi)口 128，該弧形開(kāi)口與一個(gè)冷卻劑排放端口 130相連通。該擰上式刀夾具114進(jìn)一步具有一個(gè)冷卻劑通道134，該冷卻劑通道具有一個(gè)冷卻劑進(jìn)入端口 135以及一對(duì)冷卻劑排放端口 136和137。冷卻劑排放端口 136、137是與一個(gè)冷卻劑源相連通的。如在下文中更詳細(xì)說(shuō)明的，冷卻劑從該冷卻劑源138穿過(guò)該冷卻劑進(jìn)入端口 135而進(jìn)入到該冷卻劑通道134中并且經(jīng)由該冷卻劑排放端口 136、137離開(kāi)該冷卻劑通道134。冷卻劑然后流入該弧形開(kāi)口 128之中，并且如將更詳細(xì)說(shuō)明的，進(jìn)入切削鑲片150之中。該弧形開(kāi)口延伸了約180度以便與三個(gè)相鄰的內(nèi)部冷卻劑通道相連通。應(yīng)該存在以下認(rèn)識(shí):多種不同的流體或冷卻劑中的任何一種都適合用于該切削鑲片中。廣義地說(shuō)，存在兩個(gè)基本類別的流體或冷卻劑；即，包括直餾油(straight oil)和可溶性油的基于油的流體，以及包括合成的和半合成的冷卻劑的化學(xué)流體。直餾油由基礎(chǔ)礦物或石油組成并且經(jīng)常包含極性潤(rùn)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(還被稱為乳液流體)由與乳化劑和共混劑相結(jié)合的石油或礦物油基礎(chǔ)組成。與乳化劑和共混劑相結(jié)合的石油或礦物油是可溶性油(還被稱為可乳化油)的基本組分。所列組分在其水混合物中的濃度通常是在30%-85%之間。通常，皂類、濕潤(rùn)劑、以及偶聯(lián)劑被用作乳化劑，并且它們的基本作用是減小表面張力。其結(jié)果是，它們可以引起流體的發(fā)泡趨勢(shì)。另外，可溶性油可以包含油性試劑，諸如酯類、極壓添加劑類、提供“儲(chǔ)備堿度”的烷醇胺類，抗微生物劑諸如三嗪或噁唑烷(oxazolidene)，消泡劑諸如長(zhǎng)鏈有機(jī)脂肪醇或鹽，腐蝕抑制劑，抗氧化劑等等。合成流體(化學(xué)流體)可以進(jìn)一步分類為兩個(gè)亞類:真溶液流體以及表面活性流體。真溶液流體主要由堿性的無(wú)機(jī)和有機(jī)化合物組成并且被配制為對(duì)水賦予腐蝕保護(hù)。化學(xué)的表面活性流體是由堿性的無(wú)機(jī)和有機(jī)腐蝕抑制劑組成、結(jié)合陰離子的非離子濕潤(rùn)劑以便提供潤(rùn)滑作用并且改進(jìn)潤(rùn)濕能力?；诼?、硫、以及磷的極壓潤(rùn)滑劑，連同最近開(kāi)發(fā)的聚合物物理極壓試劑中的一些可以另外被結(jié)合在這種流體之中。半合成流體(還被稱為半化學(xué)品)在其濃縮物中包含更低量的精煉基礎(chǔ)油(5%-30%)。它們另外混合有多種乳化劑、連同30%-50%的水。因?yàn)?，它們包括合成油和可溶性油兩種組分，呈現(xiàn)了合成油和水溶性油共有的特征特性。該刀夾具本體116進(jìn)一步包括一個(gè)抗旋轉(zhuǎn)式支座140，該支座以徑向向內(nèi)的方式從該直立壁126延伸。該抗旋轉(zhuǎn)式支座140具有一個(gè)外圍支座邊緣142。該外圍支座邊緣142具有接合該切削鑲片150的幾何形狀以便防止該切削鑲片150當(dāng)位于凹座122中時(shí)旋轉(zhuǎn)。參見(jiàn)其余的圖，以下是對(duì)切削鑲片150的優(yōu)選的具體實(shí)施方案的說(shuō)明(參見(jiàn)圖8和圖9)，該切削鑲片適合于與這些夾具中的任何一個(gè)一起使用，這些夾具是:銑刀本體42、KM 夾具80、以及擰上式刀夾具114。切削鑲片150在從工件上進(jìn)行形成切屑的材料去除中是有用的，其中一個(gè)冷卻劑源為該切削鑲片提供冷卻劑。該切削鑲片150包括一個(gè)切削鑲片本體151 (參見(jiàn)圖8)，該切削鑲片本體包括一個(gè)基底構(gòu)件152以及一個(gè)芯部構(gòu)件154。如將在下文中更詳細(xì)說(shuō)明的，該基底構(gòu)件152和芯部構(gòu)件154 —起形成了該切削鑲片本體151。如將從下文的討論中變得清楚的是，該基底構(gòu)件和芯部構(gòu)件可以連接在一起以形成一個(gè)整體件或者可以一起被壓緊從而維持它們各自分開(kāi)的且獨(dú)特的性質(zhì)。切削鑲片150的這些部件，即，基底構(gòu)件152和芯部構(gòu)件154，可以由適合用作切削鑲片的任何數(shù)目的材料之一來(lái)制造。以下材料是對(duì)于切削鑲片有用的示例性材料:工具鋼類、燒結(jié)碳化物類、金屬陶瓷類或陶瓷類。具體的材料和材料的組合取決于切削鑲片的具體應(yīng)用。諸位申請(qǐng)人考慮到該基底構(gòu)件和該芯部構(gòu)件可以由不同的材料制成。關(guān)于工具鋼類，以下專利文獻(xiàn)披露了適合于用作切削鑲片的工具鋼:題為“高速鋼(High speed Steel)”的美國(guó)專利號(hào)4，276，085、題為“超硬高速工具鋼(Superhardhigh-speed tool steel)”的美國(guó)專利號(hào)4，880，461、以及題為“由燒結(jié)粉末生產(chǎn)的高速工具鋼及其生產(chǎn)方法(High Speed Tool Steel Produced by Sintered Powder and MethodofProducing the Same)”的美國(guó)專利號(hào)5，252，119。關(guān)于燒結(jié)碳化物類，以下專利文獻(xiàn)披露了適合用作切削鑲片的燒結(jié)碳化物:題為“含有鋯和鈮的燒結(jié)碳化物體及其制造方法(Cemented Carbide Body ContainingZirconium and Niobium and Method of Making theSame)”的美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)US2006/0171837A1、題為“優(yōu)選粘合物富集燒結(jié)的碳化物體及其制造方法(Preferentially Binder Enriched Cemented CarbideBodies and Methodof Manufacture)”的美國(guó)再公告專利號(hào)34，180、以及題為“具有不分層的表面粘合物富集的AC多孔基體的帶涂層切削壤片(Coated Cutting Insert with A C Porosity SubstrateHavingNon-Stratified Surface Binder Enrichment)” 的美國(guó)專利號(hào) 5，955，186。關(guān)于金屬陶瓷類，以下專利文獻(xiàn)披露了適合于用作切削鑲片的金屬陶瓷:題為“復(fù)合物及其生產(chǎn)過(guò)程(Composite and Process for theProduction Thereof)” 的美國(guó)專利號(hào)6，124，040，以及題為“具有Co-N1-Fe粘合劑的金屬陶瓷的切削鑲片(Cutting Insert of aCermetHaving a Co-N1-Fe Binder)”的美國(guó)專利號(hào)6，010，283。關(guān)于陶瓷類，以下專利文獻(xiàn)披露了適合于用作切削鑲片的陶瓷:題為“氧化鋁-氧化鋯-碳化硅-氧化鎂陶瓷切削刀具(Alumina-zirconia-siliconcarbide-magnesia Ceramic Cutting Tools)，，的美國(guó)專利號(hào)5，024，976、題為“塞隆切削工具組合物(SiAlON Cutting Tool Composition)，，的美國(guó)專利號(hào)4，880，755、題為“氮化硅陶瓷和由其制成的切削工具(silicon Nitride Ceramicand Cutting Tool made Thereof)”的美國(guó)專利號(hào)5，525，134、題為“由粗碳化娃晶須增強(qiáng)的陶瓷體及其制造方法(Ceramic Body Reinforced with Coarse Silicon CarbideWhiskersand Method for Making the Same)”的美國(guó)專利號(hào) 6，905，992、以及題為“含鐿的塞隆及其制造方法(SiAlON Containing Ytterbium andMethod of Making) ” 的美國(guó)專利號(hào) 7，094，717。提及基底構(gòu)件152，如尤其是在圖4、圖4A和圖5中展示出的基底構(gòu)件152，該基底構(gòu)件152包括一個(gè)前刀面156以及一個(gè)側(cè)表面158。因?yàn)樾静繕?gòu)件154裝配在該基底構(gòu)件52之內(nèi)而形成切削鑲片150，所以該基底構(gòu)件152的側(cè)表面158就是該切削鑲片150的側(cè)表面。以類似的方式，由于該芯部構(gòu)件154相對(duì)于該基底構(gòu)件152的尺寸和定位,該基底構(gòu)件152的前刀面156提供了該切削鑲片150的可操作的前刀面。該前刀面156和側(cè)表面158的相交形成了切削刃160，在這個(gè)實(shí)施方案中該切削刃是總體上圓形的切削刃。如將在下文中更詳細(xì)說(shuō)明的，該切削刃160提供了多個(gè)分立的切削位置。在這個(gè)實(shí)施方案中，存在六個(gè)分立的切削位置161A到161F。這些切削位置(161A-161F)分別間隔開(kāi)約60度。此外，每個(gè)分立的切削位置(161A-161F)是在每對(duì)相鄰肋170之間的中途。該基底構(gòu)件152的前刀面156具有一個(gè)徑向向外的表面162，該表面是從切削刃160徑向向內(nèi)的并且圍繞該前刀面156的整個(gè)圓周延伸。在該徑向向外的表面162的徑向向內(nèi)處定位了一個(gè)第一過(guò)渡表面164,而在第一過(guò)渡表面164的徑向向內(nèi)處定位了一個(gè)第二過(guò)渡表面166。該第一和第二過(guò)渡表面中的每個(gè)當(dāng)在徑向向內(nèi)的方向上移動(dòng)時(shí)向著該切削鑲片的底部移動(dòng)。該第二過(guò)渡表面166匯入一個(gè)通道168或者一個(gè)肋170之中。應(yīng)該存在以下認(rèn)識(shí):這些表面，S卩，徑向向外的表面162、第一過(guò)渡表面164、以及第二過(guò)渡表面166，可以展示出多種不同的幾何形狀或表面構(gòu)型中的任一種。這些表面的目的是在該切削刃160與該基底構(gòu)件152的內(nèi)部部分之間提供一種過(guò)渡，該內(nèi)部部分包括通道168以及肋170。此外，一種尤其特別的幾何形狀可以有效提高該切削鑲片的斷屑特征。一種尤其特別的幾何形狀還可以有效增強(qiáng)向該鑲片切屑界面上的冷卻劑遞送，因?yàn)槔鋮s劑會(huì)碰撞在切削鑲片的這個(gè)區(qū)域上。參見(jiàn)圖4A，它是圖4的一個(gè)區(qū)段的放大，這些通道168中的每個(gè)具有一對(duì)相反的通道外圍表面，即，通道外圍表面172以及通道外圍表面174。每個(gè)通道168進(jìn)一步具有一個(gè)中央槽176。每個(gè)相鄰的肋170具有一個(gè)徑向向內(nèi)的擋板180以及一個(gè)相反的徑向向內(nèi)的擋板181，這些限定了通道168的橫向邊界。這些肋170的每一個(gè)還具有一個(gè)外圍接觸表面182。該基底構(gòu)件152進(jìn)一步限定了一個(gè)中央芯部接納孔186。該中央芯部接納孔186接納了該芯部構(gòu)件154。下文是對(duì)該基底構(gòu)件152和芯部構(gòu)件154的組件的討論。該基底構(gòu)件152還具有一個(gè)側(cè)表面158。該側(cè)表面158具有一個(gè)與該前刀面156相鄰的圓柱形的側(cè)表面部分200。該圓柱形的側(cè)表面部分200向著該底表面延伸了一個(gè)選定的距離，在這個(gè)點(diǎn)上它過(guò)渡為一個(gè)總體上截頭圓錐形的表面部分(參見(jiàn)括號(hào)202)。
該總體上截頭圓錐形的表面部分202提供了正弦波形狀的幾何形狀，其中存在多個(gè)正弦波形狀的波谷或凹口 206。這些正弦波形狀的波谷206中的每個(gè)具有一個(gè)相反的側(cè)面208、另一個(gè)相反的側(cè)面210、以及一個(gè)弧形中間部分212。對(duì)于每個(gè)正弦波形狀的波谷206，其圓周寬度從該基底構(gòu)件152的頂部向底部增加。在各個(gè)正弦波形狀的波谷206之間，有多個(gè)正弦波形狀的凸臺(tái)220。每個(gè)正弦波形狀的凸臺(tái)220具有相反的側(cè)面221，222以及一個(gè)弧形中間部分223。對(duì)于每個(gè)正弦波形狀的凸臺(tái)220，其圓周寬度從該基底構(gòu)件152的頂部向底部增加。每個(gè)正弦波形狀的波谷206限定了一個(gè)凹陷，該凹陷提供了一個(gè)弧形表面。如將在下文中討論的，該正弦波形狀的波谷206可以與一個(gè)抗旋轉(zhuǎn)式支座協(xié)助，由此該支座接合了該正弦波形狀的波谷206的凹陷以便防止切削鑲片150在位于該夾具的凹座中時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。應(yīng)該存在以下認(rèn)識(shí):該側(cè)表面的幾何形狀不必提供這些正弦波形狀的凹口。該側(cè)表面可以呈現(xiàn)其他幾何形狀，例如像沒(méi)有凹口或凹陷的平滑表面。該基底構(gòu)件152進(jìn)一步具有一個(gè)底表面226。該底表面226提供了 一個(gè)正弦波形狀的圓周邊緣228。該正弦波形狀的圓周邊緣228具有多個(gè)波峰230A到230F以及多個(gè)波谷 232A 到 232F。該基底構(gòu)件152的底表面226進(jìn)一步包含多個(gè)槽口 238A到238F以及多個(gè)凸臺(tái)240A到240F。這些槽口(238A到238F)以及凸臺(tái)(240A到240F)限定了在中央芯部接納孔186終點(diǎn)處該邊緣的輪廓。參見(jiàn)芯部構(gòu)件154的結(jié)構(gòu)，并且尤其是圖6和7，該芯部構(gòu)件154包括一個(gè)頂部末端244以及一個(gè)底部末端246。與該頂部末端244相鄰的是一個(gè)總體上圓形的區(qū)段248，而與該底部末端246相鄰的是一個(gè)一體的、總體上截頭圓錐形的區(qū)段250，該截頭圓錐形的區(qū)段從總體上圓形的區(qū)段248經(jīng)由弧形過(guò)渡部251延伸。在該頂部末端244有一個(gè)徑向外部頂表面252,該頂表面具有一個(gè)圓周外部邊緣254。在該徑向外部頂表面252的徑向向內(nèi)處定位了 一個(gè)徑向內(nèi)邊緣256。參見(jiàn)該一體的、總體上截頭圓錐形的區(qū)段250的內(nèi)表面，在向著底部末端246的方向上移動(dòng)，有一個(gè)內(nèi)部過(guò)渡表面258匯入一個(gè)內(nèi)部圓柱形表面262中。參見(jiàn)該一體的、總體上截頭圓錐形的區(qū)段250的外表面，存在一個(gè)弧形外表面264以及一個(gè)截頭圓錐形的外表面266。存在一個(gè)底部圓柱形表面268，該底部圓柱形表面具有在底部末端246處的一個(gè)徑向外部圓周邊緣270。如從以下說(shuō)明中將變得清楚的是，該切削鑲片本體151包含在該基底構(gòu)件152與該芯部構(gòu)件154之間形成的多個(gè)獨(dú)特的內(nèi)部冷卻劑通道300 (參見(jiàn)圖14)。如更詳細(xì)說(shuō)明的，當(dāng)附接到一個(gè)夾具的凹座上時(shí)，相鄰的一對(duì)獨(dú)特的內(nèi)部冷卻劑通道300對(duì)應(yīng)于這些分立的切削位置中的每一個(gè)。為了形成完整的切削鑲片150，例如像在圖8中展示的，該基底構(gòu)件152和芯部構(gòu)件154結(jié)合在一起。圖8A展示了從基底構(gòu)件152上分解出并且與其對(duì)齊的芯部構(gòu)件154。該基底構(gòu)件152的中央芯部接納孔186接納了該芯部構(gòu)件154，這樣該芯部構(gòu)件154的外表面與該基底構(gòu)件152的選定區(qū)域相接觸。更確切地說(shuō)，該弧形外表面264和該截頭圓錐形的外表面266的這些部分與每個(gè)肋168的弧形接觸表面182相接觸。在這些圖中，該接觸表面182以交叉陰影線示出。
在該基底構(gòu)件152與該芯部構(gòu)件154之間的接觸點(diǎn)是非常牢固的。在該基底構(gòu)件152與該芯部構(gòu)件154之間的這種非常牢固的接觸在圖10和圖15中進(jìn)行了展示。接觸的程度是足夠牢固的、在接觸位置處是不漏流體的。接觸程度是足夠牢固的而使得這些部件在使用過(guò)程中不會(huì)分開(kāi)。在該基底構(gòu)件與該芯部構(gòu)件之間的接觸可以通過(guò)這些部件一起的實(shí)際連接。可以通過(guò)多種方式中的任何一種來(lái)完成該基底構(gòu)件152與該芯部構(gòu)件154之間的連接。例如，諸如共燒結(jié)、硬釬焊和/或膠合等技術(shù)是適合的。具體的技術(shù)可以是特別適用于某些材料的。例如，共燒結(jié)可以適用于以下情形:該基底構(gòu)件和芯部構(gòu)件是同一種材料的(例如，碳化鎢-鈷材料)。膠合可以適用于以下情形:用于該基底構(gòu)件和該芯部構(gòu)件的材料是不相似的(例如，一個(gè)鋼質(zhì)的芯部構(gòu)件和一個(gè)碳化鎢-鈷的基底構(gòu)件)。該接觸還可以如下完成:將部件壓緊在一起而仍然保持主題是彼此分開(kāi)且獨(dú)特的。例如，該切削鑲片可以牢固地螺紋式連接到該夾具上，由此在該基底構(gòu)件與該芯部構(gòu)件之間存在一個(gè)非常強(qiáng)的表面與表面的接觸，這是由于在切削鑲片與夾具之間的非常緊密的連接。當(dāng)這些部件通過(guò)將該切削鑲片緊固到該夾具上時(shí)而壓在一起時(shí)，這些部件在從夾具上拆卸該切削鑲片時(shí)被分開(kāi)。這些部件的具體材料的選擇是取決于該切削鑲片的特殊應(yīng)用。這些部件使用陶瓷-陶瓷或碳化物-碳化物或鋼-碳化物組合以多種材料選擇來(lái)提供切削鑲片。通過(guò)這樣做，該切削鑲片具有擴(kuò)大的材料選擇特征，這允許從材料角度實(shí)現(xiàn)的切削鑲片的優(yōu)化定制。如將清楚的是，這些部件并且因此這些切削鑲片呈現(xiàn)圓形的幾何形狀。通過(guò)使用圓形的幾何形狀，多個(gè)部件(一個(gè)基底和一個(gè)芯部)的組裝不需要轉(zhuǎn)位就可實(shí)現(xiàn)。與要求特殊對(duì)齊的部件相比較，不存在轉(zhuǎn)位或特殊的對(duì)齊減少了制造成本并且使得組裝更容易。這對(duì)于芯部構(gòu)件尤其是如此。該芯部構(gòu)件具有總體上圓柱形/圓錐形的幾何形狀。它不具有要求在組裝至基底上時(shí)進(jìn)行特殊對(duì)齊或定向的外部特征。因此，與各自具有復(fù)雜幾何形狀特征的多個(gè)部件的組裝相比較，該芯部與基底的組裝是容易的并且是廉價(jià)的。如以上提及的，該切削鑲片150具有多個(gè)獨(dú)特的內(nèi)部冷卻劑通道300。以下對(duì)一個(gè)內(nèi)部冷卻劑通道300的說(shuō)明就足以說(shuō)明所有這樣的內(nèi)部冷卻劑通道300。關(guān)于這些內(nèi)部冷卻劑通道300中的每一個(gè)，該基底構(gòu)件152上的和該芯部構(gòu)件154上的選定表面限定了該內(nèi)部冷卻劑通道300的邊界。更確切地說(shuō)，該基底構(gòu)件152的選定表面中的一些是限定了通道168的那些表面，即，通道外圍表面172、174、以及中央槽176。該基底構(gòu)件152的其他選定表面包括一個(gè)肋170的徑向向內(nèi)的擋板178以及一個(gè)相鄰肋170的徑向向內(nèi)的擋板180。關(guān)于芯部構(gòu)件154，其外表面幫助限定了內(nèi)部冷卻劑通道300。該內(nèi)部冷卻劑通道300具有一個(gè)內(nèi)部冷卻劑通道排放口 302以及一個(gè)內(nèi)部冷卻劑通道入口 304。如清楚的是，冷卻劑穿過(guò)該內(nèi)部冷卻劑通道入口 304而進(jìn)入該內(nèi)部冷卻劑通道300、行進(jìn)穿過(guò)該內(nèi)部冷卻劑通道300、并且然后經(jīng)由該內(nèi)部冷卻劑通道排放口 302而離開(kāi)。在離開(kāi)該內(nèi)部冷卻劑通道300時(shí)，冷卻劑向著與工件接合的該分立的切削位置噴灑。圖14是的切削鑲片150的頂視圖，為該內(nèi)部冷卻劑通道300的討論提供了一個(gè)參考點(diǎn)，尤其是對(duì)于在切削鑲片150的優(yōu)選的具體實(shí)施方案中的內(nèi)部冷卻劑通道300的幾何形狀。圖14B是圖14的切削鑲片150沿著圖14的剖面線14B-14B獲取的截面視圖。圖14A是圖14B的圈14A中的區(qū)段的放大視圖，顯示了內(nèi)部冷卻劑通道300。如圖14B中所示，這些截面視圖15、15A、16、16A、17和18是以總體上垂直于冷卻劑流動(dòng)的總體方向的一個(gè)取向來(lái)獲取的。該截面積可以被認(rèn)為是沿著該內(nèi)部冷卻劑通道在特定位置上的冷卻劑流動(dòng)面積。在這個(gè)優(yōu)選的具體實(shí)施方案中，清楚的是該內(nèi)部冷卻劑通道300的冷卻劑流動(dòng)截面積的幾何形狀沿著該內(nèi)部冷卻劑通道300的軸向長(zhǎng)度(即，軸向冷卻劑通道長(zhǎng)度)而發(fā)生變化。此外，應(yīng)該存在以下認(rèn)識(shí):該冷卻劑流動(dòng)截面積可以改變以便在該鑲片-切屑界面處的實(shí)特別希望的流動(dòng)構(gòu)型或者噴灑圖案。在這個(gè)具體的實(shí)施方案中，該噴灑圖案具有連續(xù)性而在分立的切削位置附近呈現(xiàn)冷卻劑的連續(xù)錐體。在此方面，圖20以示意圖形式展示了在材料去除操作過(guò)程中當(dāng)兩個(gè)相鄰的內(nèi)部冷卻劑通道被激活(即，與該冷卻劑源連通)時(shí)冷卻劑的噴灑圖案(指定為“CF”的箭頭)。下表I列出了針對(duì)切削鑲片的具體實(shí)施方案在圖14B中的截面15-15到18_18所示的位置處的冷卻劑流動(dòng)面積。這個(gè)表中的具體的值僅僅是對(duì)于一個(gè)優(yōu)選的具體實(shí)施方案而言并且無(wú)意對(duì)本發(fā)明的如由所附權(quán)利要求書(shū)限定的范圍進(jìn)行限制。表I還提供了每個(gè)截面距內(nèi)部冷卻劑通道入口 304的距離。如表I中指出的，參考字母“W”、“X”、“Y”、和“Z”對(duì)應(yīng)于截面的位置。更確切地說(shuō)，距離“W”、“X”、“Y”、和“Z”是在截面線穿過(guò)該內(nèi)部冷卻劑通道300的徑向向內(nèi)的表面的位置處。表I內(nèi)部冷卻劑流動(dòng)通道中的冷卻劑流動(dòng)面積的值
權(quán)利要求
1.一種用于從工件上形成切屑并且去除材料的金屬切削鑲片，該金屬切削鑲片包括: 金屬切削鑲片本體，該金屬切削鑲片本體包括具有至少一個(gè)分立的切削位置的切削刃； 該金屬切削鑲片本體進(jìn)一步包含與該分立的切削位置相連通的獨(dú)特的內(nèi)部冷卻劑通道； 該獨(dú)特的內(nèi)部冷卻劑通道具有限定了冷卻劑通道入口截面積的冷卻劑通道入口、限定了冷卻劑通道排放口截面積的冷卻劑通道排放口、以及軸向冷卻劑通道長(zhǎng)度； 該獨(dú)特的內(nèi)部冷卻劑通道沿著其軸向冷卻劑通道長(zhǎng)度限定了冷卻劑流動(dòng)截面積； 該冷卻劑通道入口截面積是與該冷卻劑通道排放口截面積基本上相同的；并且 該冷卻劑流動(dòng)截面積的幾何形狀沿著該軸向冷卻劑通道長(zhǎng)度而變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬切削鑲片，其中，該金屬切削鑲片本體包括基底構(gòu)件和芯部構(gòu)件，并且該基底構(gòu)件具有基底前刀面和基底側(cè)表面，并且這些分立的切削位置中的每一個(gè)均包括在該基底前刀面與該基底側(cè)表面的相交處形成的切削刃的分立部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬切削鑲片，其中，該切削鑲片本體包括基底構(gòu)件和芯部構(gòu)件，并且該基底構(gòu)件是由選自下組的材料中的一種制成的，該組由以下各項(xiàng)組成:工具鋼、燒結(jié)碳化物、金屬陶瓷、以及通過(guò)粉末冶金技術(shù)生產(chǎn)的陶瓷，并且該芯部構(gòu)件是由選自下組的材料中的一種制成的，該組由以下各項(xiàng)組成:工具鋼、燒結(jié)碳化物、金屬陶瓷、以及通過(guò)粉末冶金技術(shù)生產(chǎn)的陶瓷。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬切削鑲片，其中，該芯部構(gòu)件是由與該芯部構(gòu)件相同的材料制成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬切削鑲片，其中，該芯部構(gòu)件是由與該芯部構(gòu)件不同的材料制成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬切削鑲片，其中，該切削鑲片本體包括基底構(gòu)件和芯部構(gòu)件，并且該基底構(gòu)件是可分開(kāi)地連接到該芯部構(gòu)件上的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬切削鑲片，其中，該冷卻劑通道入口截面積的幾何形狀與該冷卻劑通道排放口截面積的幾何形狀是不同的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬切削鑲片，其中，該切削鑲片被接收在夾具的凹座之中，其中該凹座中具有冷卻劑端口，該冷卻劑端口具有冷卻劑端口截面積，并且該冷卻劑入口截面積是小于該凹座中的冷卻劑端口截面積的。
9.一種用于從工件上形成切屑并且去除材料的金屬切削組件，其中冷卻劑源為該切削組件供應(yīng)冷卻劑，該金屬切削組件包括: 夾具，該夾具包括凹座，并且該凹座包括平坦表面，該平坦表面包含與該冷卻劑源連通的冷卻劑端口，其中該冷卻劑端口具有冷卻劑端口截面積； 該凹座接收了切削鑲片； 該金屬切削鑲片包括: 切削鑲片本體，該切削鑲片本體包括具有至少分立的切削位置的切削刃； 該切削鑲片本體進(jìn)一步包含與該分立的切削位置相連通的獨(dú)特的內(nèi)部冷卻劑通道；該獨(dú)特的內(nèi)部冷卻劑通道具有限定了冷卻劑通道入口截面積的冷卻劑通道入口、限定了冷卻劑通道出口截面積的冷卻劑通道出口、以及軸向冷卻劑通道長(zhǎng)度；該獨(dú)特的內(nèi)部冷卻劑通道沿著其軸向冷卻劑通道長(zhǎng)度限定了冷卻劑流動(dòng)截面積； 該冷卻劑通道入口截面積是與該冷卻劑通道排放口截面積基本上相同的；并且 該冷卻劑流動(dòng)截面積的幾何形狀沿著該軸向冷卻劑通道長(zhǎng)度而變化。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬切削組件，其中，該冷卻劑通道入口截面積是小于該凹座中的冷卻劑端口截面積的。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬切削組件，其中，該金屬切削鑲片本體進(jìn)一步包含與該分立的切削位置相連通的第二獨(dú)特的內(nèi)部冷卻劑通道。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的金屬切削組件，其中，該第二獨(dú)特的內(nèi)部冷卻劑通道具有限定了第二冷卻劑通道入口截面積的第二冷卻劑通道入口、限定了第二冷卻劑通道排放口截面積的第二冷卻劑通道排放口、以及第二軸向冷卻劑通道長(zhǎng)度；該第二獨(dú)特的內(nèi)部冷卻劑通道沿著其第二軸向冷卻劑通道長(zhǎng)度限定了第二冷卻劑流動(dòng)截面積；該第二冷卻劑通道入口截面積是與該第二冷卻劑通道排放口截面積基本上相同的；并且該第二冷卻劑流動(dòng)截面積的幾何形狀是沿著該第二軸向冷卻劑通道長(zhǎng)度而變化的。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的金屬切削組件，其中，該金屬切削鑲片本體進(jìn)一步包含與該分立的切削位置相連通的第三獨(dú)特的內(nèi)部冷卻劑通道。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的金屬切削組件，其中，該第三獨(dú)特的內(nèi)部冷卻劑通道具有限定了第三冷卻劑通道入口截面積的第三冷卻劑通道入口、限定了第三冷卻劑通道排放口截面積的第三冷卻劑通道排放口、以及第三軸向冷卻劑通道長(zhǎng)度；該第三獨(dú)特的內(nèi)部冷卻劑通道沿著其第三軸向冷卻劑 通道長(zhǎng)度限定了第三冷卻劑流動(dòng)截面積；該第三冷卻劑通道入口截面積是與該第三冷卻劑通道排放口截面積基本上相同的；并且該第三冷卻劑流動(dòng)截面積的幾何形狀是沿著該第三軸向冷卻劑通道長(zhǎng)度而變化的。
全文摘要
一種可用于從工件上形成切屑并且去除材料的金屬切削鑲片(150)。該金屬切削鑲片(150)包括金屬切削鑲片本體(152，154)，該本體包括切削刃(160)，該切削刃具有至少一個(gè)分立的切削位置(161A-161F)。該金屬切削鑲片本體(152，154)進(jìn)一步包括與該分立切削位置(161A-161F)相連通的獨(dú)特的內(nèi)部冷卻劑通道(300)。該獨(dú)特的內(nèi)部冷卻劑通道(300)具有限定了冷卻劑通道入口(304)截面積的冷卻劑通道入口(304)、限定了冷卻劑通道排放口(302)截面積的冷卻劑通道排放口(302)、以及軸向冷卻劑通道長(zhǎng)度。該獨(dú)特的內(nèi)部冷卻劑通道(300)沿著其軸向冷卻劑通道長(zhǎng)度限定了冷卻劑流動(dòng)截面積。該冷卻劑通道入口(304)截面積是與該冷卻劑通道排放口(302)截面積基本上相同的。該冷卻劑流動(dòng)面積的幾何形狀沿著該軸向冷卻劑通道長(zhǎng)度而變化。
文檔編號(hào)B23C5/28GK103097057SQ201180028045
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月9日
發(fā)明者J·V·內(nèi)爾森, L·R·安德拉斯, T·O·穆勒, P·D·普里查德, B·D·霍弗 申請(qǐng)人:鈷碳化鎢硬質(zhì)合金公司