专利名称：用于加工带中断部的工件的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及材料加工，特别是涉及一种用于在切削加工带有中断部的材料时延长刀具寿命的方法和装置，例如发生在用切削镶块车削、端铣、镗孔、铣削和钻孔的情况下。
背景技术：
中断部可以是简单的空隙或者是对切削有着截然不同阻力的材料各部分。当中断部存在于材料中时，切削力会因切削刃经过间断部而间歇性地降至最大切削力的一部分，如小于最大切削力的50％(对于中断部是空隙的情况，切削力将降至零)。在进给平面内，中断部的尺寸相对于切削刃的曲率必须足够大，从而使得刀具在刀具上的力作用下经过中断部。
由于刀具的冲击波型环状热负载和机械负载，断续切削是一种困难的加工操作。工件中的中断部充当诱发镶块早期破裂的冲击应力集中部。“外部”应用于切削刀具和/或刀具与工件材料之间大部分接触区域的传统浸没或喷射冷却介质的使用，导致材料中断部边缘的冷却和硬化，带来镶块上更高的冲击力，并因此导致加速的刀具磨损和失效，通常为断裂。由于高温下进行操作促使了切削刃以及镶块其它部位的热软化和化学磨损，冷却的缺失会缩短切削刀具的寿命。最终结果是刀具寿命在断续切削过程中相对于连续切削剧烈缩短，无论是否进行冷却。大多数断续切削操作为干燥运行以避免中断部边缘的冷却和硬化并且低速运行以避免切削刀具的热软化。
如这里所用的，术语“切削”包括但不仅限于下述操作车削、镗孔、切割、切槽、端铣、刨平和铣削。
相关的公开包括专利号为2641047、3077802、3571877、3971114、4848198、5237894、5716974、5901623、6652200的美国专利和申请号为2002/0189413和2003/0110781的美国专利。存在一种对能够延长断续切削中刀具寿命的方法的需求。
发明内容
本发明提供一种用切削镶块切削带中断部的工件的方法，所述切削镶块具有切削刃，所述切削镶块夹持在刀杆中，所述方法包括以下步骤使所述镶块的切削刃接触所述带中断部的工件；将冷却剂流体引入至少一个所述镶块的切削刃附近的通道，以冷却所述切削刃；沿一个方向从所述至少一条通道排出合成流体，从而使得位于切削刃前面的所述中断部基本不被合成流体冷却。
本发明还提供一种方法，其中在所述引入步骤之后以及所述排出步骤之前是在所述至少一条通道内汽化所述冷却剂流体的至少一部分的步骤。
本发明还提供一种用于切削工件的装置，包括刀杆和切削镶块，所述切削镶块具有切削刃，所述切削镶块被夹持在所述刀杆中，所述装置还包括一条位于切削刃附近的冷却剂流体通道，用于冷却所述切削刃。
为了解决切削镶块在断续切削中寿命缩短的问题，本发明采用一个冷却系统，使用一种冷却剂流体来冷却切削镶块而对即将被加工的工件中断部的边缘基本没有任何热影响。冷却剂流体可以是二氧化碳、氦、氮、氩或上述流体的混合物，最好为氮或氩或氮和氩的混合物。冷却剂流体可以是低温流体。
本发明的益处在硬切削、断续切削中尤为突出，其中，昂贵的、高断裂韧性的、超硬材料如多孔立方氮化硼(PCBN)或碳化硅晶须强化氧化铝(SiCW-Al2O3)由于其在加工操作中寿命的可预见性而通常作为镶块材料的选择。本发明的方法和装置可与这些镶块材料一起用于断续切削。
便宜、普通和/或复合有碳化钛或碳—氮微粒的氧化铝镶块(Al2O3-TiC和Al2O3-TiCN)，被行内人员称为“陶瓷刀具”、“氧化铝刀具”或“黑色陶瓷”，由于它们的低断裂韧性和因此带来的不可预知的突变失效，它们通常不能用于硬切削、断续切削。“陶瓷镶块”、“氧化铝镶块”和“黑色陶瓷”是含氧化物陶瓷镶块，典型地包含至少5％重量的氧化物陶瓷相。采用本发明的方法和装置，这些便宜的氧化铝镶块已经发现可以在断续切削操作中应用且可以在一些方面比那种昂贵的PCBN和/或SiCW-Al2O3镶块用于传统方法时做得更好，如降低加工时间和刀具成本方面。本发明实现了一种用于断续切削操作的有效的冷却方法。任何商业可用的切削刀具镶块可被用在本发明中，用于加工硬化的或柔软的工件。切削刀具镶块包括由低断裂韧性阻抗材料制成的相对便宜的氧化铝、无涂覆或涂覆碳化物的刀具镶块或其它任何标准刀具镶块，以及那些由PCBN、SiCW-Al2O3、Si3N4和/或钻石制成的更昂贵的镶块。
本发明是一种用带切削刃的切削镶块来切削带中断部的工件的方法，其中切削镶块夹持在刀杆并可选地被刀垫支承。冷却剂流体穿过管道被引入到位于切削刃附近的冷却通道。冷却通道可定位于切削刃的下面、后面或下、后两面。“后面”意指切削镶块后部的方向。“下面”意指切削镶块底部的方向。冷却通道可位于切削镶块内、切削镶块和刀垫之间、切削镶块内、刀垫和刀杆之间、刀杆内或这些位置的结合。快速移动的冷却剂流体液雾或液滴冲击切削刃附近的冷却通道壁表面，其中液雾或液滴部分汽化。本申请中使用的加工技术术语是加工技术领域中标准的，在众多主题参考中有所描述，如“金属切削”，第四版，E.M.Trent和P.K.Wright，Butterworth Heinemann出版，波士顿，牛津，第10、12、15和18页。
图1至8显示了本发明装置的几个实施例，这些装置用在本发明的方法中，相同的项目具有相同的附图标记。图9和10为显示关于本发明的实验数据的图表。
图1为从本发明一个实施例的侧面观察的剖面视图，显示了位于邻接切削镶块的镶块支承刀垫内的冷却通道，并且其中冷却剂通过贯穿刀杆底部的管道供给。
图2为沿图1中直线B-B’剖开的穿过图1所示装置的刀垫和冷却通道的剖面视图。
图3为从本发明另一实施例的侧面观察的剖面视图，显示了刀垫中的冷却通道。该图显示了具有铜焊PCBN刀尖的合成镶块。
图4为从本发明另一实施例的侧面观察的剖面视图，显示了位于刀杆内并邻接刀垫的冷却通道，其中冷却剂通过贯穿刀杆背部的通道供给。
图5为从本发明另一实施例的侧面观察的剖面视图，显示了位于刀杆内的冷却通道。
图6为从本发明另一实施例的侧面观察的剖面视图，显示了位于切削镶块内的冷却通道。
图7为从本发明另一实施例的侧面观察的剖面视图，显示了位于刀杆内邻接无刀垫切削镶块的冷却通道。
图8为本发明另一实施例的剖面视图，安装有用于铣刀、冲头或钻头的镶块的旋转或固定切削刀具。
图9为显示本发明对刀具寿命的影响的图表。
图10为显示不同镶块和操作条件下刀具寿命的图表。
具体实施例方式
图1和2显示了适用于实现本发明之方法的装置或切削刀具1的一个实施例的两个视图。装置1包括一个用于支承切削镶块12和可选刀垫13的刀杆15，该刀垫位于切削镶块12下面。虽然是可选的，但是通常会使用刀垫。镶块12和刀垫13可用本领域已知的任何合适的装置如螺钉或夹具夹持在适当的位置，图中显示它们被夹具17夹持在适当的位置。用于接触和切削工件(未示出)的切削刃14位于切削镶块12的主后刀面23和前倾面27的交线处。切削镶块的背侧29位于主后刀面23的相对侧。前倾面27是切削镶块12的表面(且可以是切削刀具的表面)，邻接于引导切屑(采用加工处理从工件上去除的工件碎片)脱离工件的切削刃14。前倾面27可以是完全平整的、倒角的或者具有由模制或附加板制成的更复杂的三维形状，以控制加工中切屑的流动和/或切屑的断裂。装置1被设计成与包括车床、铣床等在内的加工设备结合使用。
刀垫13的形状成形成冷却通道16，图示其邻接切削镶块12。可选地，一条诸如管件或其它管道的通道可被插入到刀垫13和/或切削镶块12和/或刀杆15内并处于在它们内提供的空间中用作冷却剂流体通道。刀垫可被预成形或加工成合适的形状。冷却通道16在其与通道16流体连通的入口18处和在其中冷却流体离开通道16的其出口10处是开放的。最好通道16不包含任何多孔材料。入口18流体连通冷却通道16和诸如喷嘴或节流孔的可选节流部19。节流部19可(a)帮助计量冷却流体，(b)通过提供显著的压降，确保冷却流体穿过节流部19上游的通道时更稳定的流动，(c)通过诱导瑞利不稳定性，增强液相分裂为液雾，(d)用压降来促进输入冷却流体的汽化雾化，压降会降低沸点并在液体内产生水蒸气泡并因此使液体破裂分开，(e)另外在低压区域内，由于下游低温液体的低沸点，通过加大温度差异来增强对已冷却表面的热量去除。节流部可充当变压装置。如图1中所示，在冷却剂流体最终流经接触容积部32之前，节流部19和通道16的至少一部分在垂直于镶块12底部21的方向上引导输入的冷却剂流体，在本实施例中该接触容积部32是作为通道16一部分的碟形容纳腔32(在可选实施例中，接触容积部可配设有任何能够增大冷却剂和刀杆的部件之间热传递的形状，如具有肋片的通道。可选地，如果希望的话，接触容积部可维持与通道相同的尺寸)。如图所示，碟形接触容积部32定位成在通道16内平行并接触于镶块12的底部。在穿过节流部19之后，冷却剂流体冲击镶块12的底部21，使冷却剂流体分裂为液雾或液滴，从而有助于突破在底表面21上可能形成的水汽层并因此增强热传递。冷却流体的分裂可通过在通道壁上降压沸腾来实现，或通过流体穿过节流部19时的表面(瑞利)不稳定性来实现。通道16中的节流部19被显示位于装置1中。节流部19可定位于刀杆15内、刀垫13内或镶块12内或位于刀杆15和刀垫13之间、镶块12和刀杆15之间或镶块12和刀垫13之间。节流部19可在通道16内提供压降。可选地或额外地，通道16可通过将形状设计成使压力从入口18到出口10沿通道16降低而作为变压装置。
如图2所示，冷却通道16具有出口10，该出口通过只对刀垫13进行诸如加工、切削或镗孔的成形工艺来形成，或者在其中插入管件或其它管道来形成。出口10形成为引导冷却液离开工件或至少离开将在短时间内被加工的工件表面，也就是说，离开工件表面，尤其是离开切削刃前面的中断部边缘。
如图2所示，通道在刀杆15和刀垫13的内部，而且由冷却流体获得的冷却直接接触切削镶块12；然而在冷却流体和镶块12的切削刃14之间仍有间接接触。使冷却剂流体进入刀杆15的入口18位于刀杆15的底部35，且入口18和其中冷却液流动的方向垂直于镶块12的底部21。
刀垫13可由本领域中已知的任何合适材料制成，例如碳化钨—钴(WC-Co)、工具钢或高速钢(HSS)。刀杆15也由本领域中已知的任何合适材料制成。
图3显示了一个实施例，其中冷却通道16封闭于刀垫13中。通道16也在刀杆内部。如同图1和2所示的实施例，出口10被形成于侧面从而引导任何冷却剂离开即将由装置1进行加工的工件表面。
图4显示了一个实施例，其中冷却通道16位于刀杆15中并邻接刀垫13。图4显示了冷却通道16的可选配置。通道16平行于镶块的底部21并部分地由垫片13的底部43界定(向着该底部开口)。通道16的入口18定位于刀杆15的背侧44。冷却剂流动于通道16中并接触刀垫13的底部43。
图5显示了本发明装置1的一个实施例，其中冷却通道16位于刀杆15中。在图5所示的实施例中，由冷却剂流体提供的冷却将间接地给予刀垫13、间接地给予切削刀具12，且间接地给予切削刃14。
图6显示了一个实施例，其中冷却通道16至少部分地位于切削镶块12内。在该装置中，冷却通道16定位在切削刃14附近、前倾面27之下。切削镶块制作成其内部带有冷却通道16。与切削镶块12相对在刀垫13或刀杆15中制出冷却通道16可能存在的优点在于刀垫13和刀杆15通常可与许多种标准切削镶块12一起使用；因此不要求使用专用、开槽或空心镶块。然而，冷却通道16位于镶块12中的优势是使切削刃14和通道16的冷却剂流体浸润壁之间的距离最小化，这能保证最佳冷却效果。尽管冷却剂流体非常接近切削刃14，冷却仍然是间接的。直接冷却可通过喷射或别的方式进行，使冷却剂流体直接接触切削刃14的外表面。
图7显示了一个实施例，其中未使用刀垫。冷却通道16显示处于刀杆15内部并邻接于切削镶块。除了去掉刀垫之外，图7中所示的实施例与图1和2所示的相同。
图8显示了本发明的一个装置，是一个安装有用作铣刀、冲头或钻头的镶块的旋转或固定切削刀具。装置11包括支承切削镶块12和可选刀垫13的刀杆15，该刀垫位于刀杆15和切削镶块12之间。用于接触和切削工件的切削刃14被示出为切削镶块12的一部分。带有用于冷却剂流体流动的入口18的通道16被显示出提供冷却剂流体和切削镶块12的一个表面之间的直接接触，该表面与切削镶块12的切削刃14相对。冷却通道16具有出口10，该出口通过设计刀垫13和刀杆15的形状来提供出口10而成。出口10被形成为引导流出的冷却剂离开即将被加工(切削)的工件表面。
在本发明的任何实施例的可选变形中，流出的冷却剂流体可在已加工的工件表面上被引导，而不在即将被加工的表面上。在这种变形中，流出的冷却剂流体可理想地帮助从刀具下面去除断裂的切屑，并且还可理想地防止残余拉伸应力在已加工表面的发展。
在示出的大部分实施例中，出口10将用过的冷却液排出到切削刃14的侧边。可选地，用过的冷却液的出口可位于刀杆15的底部(迫使流体形成U形弯曲)或在任何方向上，虽然最好基本所有，如果不是所有，用过的冷却液都被引导脱离即将被加工的工件表面(切削刃前面)。切削刃前面的材料是那些将在当前加工道次(pass)或接下来的几个加工道次中被切削的材料。切削刃后面的材料是那些在之前或当前加工道次中已经被切削的材料。另外，用过的冷却液的出口最好距冷却剂流体已经穿过通道的接触容积部的位置有着短的距离，否则会通过直接接触切削镶块、刀垫或刀具的其它部分而对切削刃的温度产生影响。
该装置的特定实施例可用带少量修改的标准零件制成。对于图1和2中所示的实施例，不需要对切削刀具12进行修改，并只对刀杆15少量修改来提供冷却剂通道16。刀垫13可由加工或其它方式成形，以形成至少一条冷却通道16和用于将用过的冷却液排出通道16之外的出口10。
为了实现降压温度降低以及使切削刃14和通道16的冷却壁之间的温度差别最大化，出口的整个横截面面积应该大于节流部19的横截面。节流部和出口之间的相对尺寸，(a)帮助计量冷却流体，(b)通过保持提升的压力上游，确保冷却剂流体(如低温流体)经过管道上游时更稳定的流动，(c)通过诱导冷却剂流体中的瑞利不稳定性，促使液相分裂为液雾，(d)通过压力降低来促进输入冷却液的汽化雾化，该压降会降低沸点并在冷却剂流体的液体内部产生水蒸气泡从而使液体破裂分开，(e)另外，在低压区域，由于冷却剂流体下游液体(如低温液体)的低沸点，通过加大温差来增强已冷却表面的热量去除。
为了本次公开的目的，当由于切削刃经过中断部而使切削力间歇地降到切削力最大值的50％以下(在间断部为空隙的情况下，切削力将降至零)时，中断部被定义为存在于工件材料中。在进给平面内，中断部的尺寸相对于切削刃的曲率必须足够大，从而使得刀具在刀具的力作用下经过中断部。带中断部的材料例子包括开槽棒条、非圆滚子、带键槽或孔的环、齿轮、用于发动机组的诸如铸铁和铝合金的合成零件、区别性特征在于大的硅晶体分布在共晶铝一硅阵列中的过共晶铝硅合金、硬化强化的粒子或内含物的尺寸在进给平面内相当于或大于切削刀具曲率半径的金属和非金属合成材料、多孔粉末冶金零件、小孔由聚合体材料进行填充的多孔粉末冶金零件以及特定等级的工具钢，其中它们的一次碳化物尺寸非常大，在进给平面内相当于或超过切削刀具的曲率半径。本发明范围内的断续切削的另一例子是偏心车削不规则形状的工件，其中刀具在材料内的接合参数，即切入深度或进给速度或二者皆有，在每次旋转过程中都会变动。
该方法还包括将包含液氮的冷却剂流体引入至少一条位于镶块切削刃附近的冷却通道的步骤，该冷却通道可接近或接触镶块的底部。冷却通道可处于切削刃附近的一个或多个位置，可在刀杆内部并且在前倾面的下面。通道和/或通道的接触容积部可位于(a)切削镶块和刀垫之间，(b)切削镶块和刀杆之间，(c)刀垫和刀杆之间，(d)切削镶块内，(e)刀垫内，以及(f)刀杆内。
冷却剂流体可为稍微过冷的冷却剂流体(例如液氮)或最好是冷却剂流体(例如液氮和气体氮)的一种饱和的两相混合物。当其穿过可选节流部时，稍微过冷的冷却剂流体(例如液氮)将分裂为气体形式的液雾或液滴。节流部试图雾化液体冷却剂(例如氮)以形成液雾或液滴。一种液体和气体冷却剂(例如氮)的两相混合物将已经包括液雾或液滴。液体分裂为液雾或液滴可由在通道壁上减压沸腾来实现，或由液体因穿过喷嘴和节流孔而产生的表面(瑞利)不稳定性来实现。液雾或液滴冲击冷却通道的壁以提高热传递。
由于将热量从切削刃传导出去的镶块和可选刀垫的热惯性，冷却剂(例如液氮)供应中微小的流动和压力脉动是可以接受的，例如5秒周期，直到开始加工工件并冷却镶块开始后冷却剂的流动到达稳定状态。本发明的方法和装置可在采用传统的干切削或浸没方法进行断续切削(加工)时改善刀具寿命。
本发明也可用于加工非断续工件。本发明也可用于加工非断续工件。将本发明的方法和装置用于非断续工件是有益的，对于切屑会阻塞将冷却剂外部浸没或喷射提供到镶块和/或工件上的喷嘴的情况，或者2)冷却剂外部浸没或喷射无法冷却接下来会增强切痕深度的切屑的时候。对于非断续切削，本发明的方法缺少在切削刃和工件上的液氮喷射，如申请号为2002/0189413的美国专利中教导的那样，在此引入作为参考。
在至少一个可为接触容积部的冷却通道中，液体冷却剂(如氮)的至少一部分被蒸发以产生包括气体和液体冷却剂的合成流体。由于通道的小尺寸，不是所有的液体冷却剂都会蒸发。当冷却剂(如液氮)完全蒸发时得不到充分冷却。
合适的冷却剂流速可由目测确定。冷却剂的流速通过操纵供给压力和低温冷却度数中的至少一个进行调节。当在10处排出的被称为合成流体的用过的冷却剂合成流体是清澈的时，那指示出冷却通道中无蒸发作用，且冷却剂流速过高或冷却剂(例如低温)供应系统中的冷却剂受到了过冷的低温冷却。如果在10处排出的用过的冷却剂(合成流体)是发白的液体/气体混合物，说明冷却通道中存在蒸发作用且冷却剂的流速是令人满意的。如果在10处排出的用过的冷却剂没有液相，流速可能太低。为了确保满意的流速条件，可使用挡水板。在10处排出的合成流体冲击金属挡水板。如果操作一会儿之后流体冷却剂(例如制冷剂)集聚在板上并滴下，流速是满意的。一旦合适的冷却剂(低温冷却剂或液体CO2)流速确定，切削刀具即可用于加工。
本发明的另一步骤是在一个基本离开工件的方向上排出用过的冷却剂，从而使得中断部的边缘基本不被用过的冷却剂冷却(用过的冷却剂可在压力下排向空气或者排向一个用于在其它地方回收再利用的收集容器，如果希望的话)。这会防止材料中断部边缘的硬化，这种硬化会导致镶块上的高冲击力，并因此导致刀具的加速损伤和破坏，通常以断裂的方式破坏。处理制冷剂在已加工工件表面上的流动通常是可以接受的。实际上，这有时有利于切屑残余应力的去除，如在铣削或可分度的插入式钻削(indexible insert drilling)中。
下述实验例被提供用来描述本发明而非限制其范围。
例1使用干燥而未冷却的陶瓷镶块和使用冷却的陶瓷镶块进行的断续切削图9显示了相对于切削时间的相对便宜的氧化铝刀具的侧面损伤，所称黑色陶瓷(Al2O3)镶块分别在干切削条件下，以及采用本发明液氮(LIN)冷却条件下进行，其中后者的冷却通道如图1所示位于刀垫中。工件材料为52100轴承钢(热处理硬化到50-56HRc)。工件中的中断部为一个3/16”切口。切口的深度为0.007”，进给速度为0.005”每转，以及速度是每分钟1300表面切削英尺，典型的硬切削工业条件。干切削的侧面损伤明显高于用根据本发明的LIN进行冷却时的情况。在干切削条件下，镶块在操作大约2.25分钟内碎裂，而在LIN冷却条件下，镶块在大约4.5分钟内碎裂。采用根据本发明的冷却方法，刀具寿命延长了大约100％。
例2使用干燥且浸没的PCBN镶块和使用冷却的陶瓷镶块进行的断续切削图10呈现的数据显示出相对于中断部数目的切削镶块前端损伤，分别在使用相对昂贵的多晶立方氮化硼(PCBN)镶块经历干燥和乳状液浸没切削，以及使用便宜的氧化铝镶块(ZC4)采用本发明的LIN冷却进行切削(前端是切削刀具的一部分，在图1中指示为34)的条件下进行。PCBN镶块通常被推荐用于断续加工操作。切口深度为0.007”，进给速度为0.005”每转，速度是每分钟900表面切削英尺，典型的硬切削工业条件。工件材料与例1中相同。工件的中断部为3/16”的切口。PCBN镶块在干燥使用时相对于用诸如传统乳料、润滑切削液的乳状液浸没，具有更长的刀具寿命，这表明中断部边缘的冷却对刀具寿命有着负面影响。根据本发明冷却的陶瓷镶块在同等切削条件下具有明显长于PCBN/干燥和PCBN/浸没的刀具寿命。这一测试说明，采用根据本发明的冷却，便宜的氧化铝基陶瓷镶块可具有比PCBN镶块更长的刀具寿命，虽然陶瓷镶块具有比PCBN镶块更低的断裂韧性。
本发明已经结合一些实施例进行了说明。其它实施例对本发明普通技术人员而言是显而易见的，也包括本发明要求保护的范围之内。
权利要求
1.一种用切削镶块切削具有中断部的工件的方法，所述切削镶块具有切削刃，所述切削镶块夹持在刀杆中，所述方法包括以下步骤使所述镶块的切削刃接触所述工件；将冷却剂流体引入至少一条处于所述镶块的切削刃附近的通道内以冷却所述切削刃；且沿一个方向从所述至少一条通道排出合成流体，从而使得切削刃前面的所述中断部基本不被合成流体冷却。
2.如权利要求1所述的方法，其中在所述引入步骤之后在所述排出步骤之前是在所述至少一条通道内汽化所述冷却剂流体的至少一部分的步骤。
3.如权利要求1所述的方法，其中对于所述引入步骤，所述至少一条通道位于至少一个位置，该位置是从由切削镶块和刀杆之间、切削镶块内、刀杆内组成的组中选取的。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述刀杆还包括刀垫，且对于所述引入步骤，所述至少一条通道位于至少一个位置，所述位置是从由切削镶块和刀垫之间、刀垫和刀杆之间、刀垫内组成的组中选取的。
5.如权利要求1所述的方法，其中在所述排出步骤中所述合成流体包括气体冷却剂和液体冷却剂。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述冷却剂流体是从由氮、二氧化碳、氩和它们的混合物组成的组中选取的。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述冷却剂流体是低温流体。
8.如权利要求1所述的方法，其中在所述引入步骤之前是冷却剂流体流经所述至少一条通道内的节流部的步骤。
9.如权利要求1所述的方法，其中冷却剂流体在引入步骤比在排出步骤处于更高的压力下。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述镶块包括含氧化物陶瓷。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述镶块包括多晶立方氮化硼(PCBN)或碳化硅晶须强化氧化铝(SiCW-Al2O3)。
12.用于切削工件的装置，包括刀杆和切削镶块，所述切削镶块具有切削刃，所述切削镶块被夹持在所述刀杆中，所述装置还包括一条处于所述切削刃附近的冷却剂流体通道，用于间接冷却所述切削刃。
13.如权利要求12所述的装置，其中所述通道位于至少一个位置，该位置是从由切削镶块与刀杆之间、切削镶块内、刀杆内组成的组中选取的。
14.如权利要求12所述的装置，其中所述刀杆还包括刀垫，所述通道位于至少一个位置，该位置从由切削镶块和刀垫之间、刀垫和刀杆之间、刀垫内组成的组中选取的。
15.如权利要求12所述的装置，其中所述通道包括位于所述通道内的降压装置，从而使得所述冷却剂流体将在通道内经历至少局部相变。
16.如权利要求15所述的装置，其中所述降压装置是节流部。
17.如权利要求15所述的装置，其中所述通道包括入口和出口，且所述降压装置是出口直径大于所述入口直径。
18.如权利要求12所述的装置，其中所述镶块包括含氧化物陶瓷。
19.如权利要求12所述的装置，其中所述镶块包括多晶立方氮化硼(PCBN)或碳化硅晶须强化氧化铝(SiCW-Al2O3)。
20.如权利要求12所述的装置，其中所述冷却剂流体从由氮、二氧化碳、氩和它们的混合物组成的组中选取的。
全文摘要
本发明是一种方法和装置，用于采用一个带切削刃的切削镶块来切削具有中断部的工件，其中切削镶块夹持在刀杆中且可选地被刀垫支承。可包含液氮的冷却剂穿过管道被引入到位于切削刃附近的冷却通道。冷却通道可位于切削刃的下面、后面或下后两面。冷却剂在切削刃附近冲击冷却通道壁表面，在那里部分汽化从而冷却切削镶块。
文档编号B23B27/16GK1768989SQ20051011999
公开日2006年5月10日 申请日期2005年9月16日 优先权日2004年9月16日
发明者R·格霍斯, Z·祖雷基, L·M·格里姆 申请人:气体产品与化学公司