专利名称：切削镶片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种金属切削系统并且特别地涉及被适配为在从工件上形成切屑的材料去除过程中帮助增强在切削镶片与工件之间的界面(即，镶片-切屑界面)附近的冷却剂递送以便降低在该镶片-切屑界面处的过度热量的一种金属切削系统。本发明进一步针对此类金属切削系统的部件。此类部件包括例如:锁销、夹紧组件、夹持器、垫片、以及尤其是切削镶片。
背景技术：
用于执行金属切削操作的金属切削刀具通常包括:一个切削镶片，该切削镶片具有终止于一个切削刃处的一个表面；以及一个刀具夹持器，该刀具夹持器被形成为带有被适配为用于容纳该镶片的一个座。该切削镶片与工件相接合以便去除材料、并且在该过程中形成该材料的切屑。在镶片-切屑界面处过度的热量可能对切削镶片的有效刀具寿命具有负面影响(即，减小或缩短)。例如，从该工件上产生的切屑有时会粘(例如，通过焊接)到该切削镶片的表面上。切屑材料以这种方式在切削镶片上的累积是不希望发生的，这会对切削镶片的性能、并且因此对整个材料去除操作具有负面影响。冷却剂流动到镶片-切屑界面上将会减少此类焊接的可能性。因此往往希望的是减少该镶片-切屑界面上的过度热量以便消除或减少切屑材料的累积。作为另一个实例，在一个形成切屑的材料去除操作中，可能发生当切屑粘在切削镶片上时这些切屑不离开镶片-切屑界面的区域的情况。当切屑不离开镶片-切屑界面的区域时，存在着切屑可能被再切削的可能性。人们不希望铣削镶片对已经从工件上去除的切屑进行再次切削。冷却剂流动到镶片-切屑界面上将有助于镶片-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。存在这样一种认识，即，较短的有效刀具寿命增加了操作成本并且降低了总生产效率。在镶片-切屑界面上的 过度热量促进了切屑材料的焊接以及切屑的再切削，这两者是不利于生产效率的。存在着与减少该镶片-切屑界面上的热量相关联的多个容易明白的优点，其中降低温度的一种方式是供应冷却剂到该镶片-切屑界面上。迄今为止，多个系统运行以降低在切削过程中该切削镶片的温度。例如，一些系统使用了外部喷嘴以便将冷却剂引导在该镶片的切削刃处。冷却剂不仅用来降低镶片的温度而且还用来从切削区域中移除切屑。这些喷嘴通常距离切削刃一至十二英寸的距离。这对于有效冷却是一个太远的距离。冷却剂必须行进的距离越远，将与空气混合的冷却剂就更多的并且它将接触刀具-切屑界面的可能性就越小。授予拉格尔伯格(Lagerberg)的关于“带有内部冷却的切屑形成式切削镶片(CHIPFORMING CUTTING INSERT WITH INTERNAL COOLING)”的美国专利号6，053，669讨论了减少镶片-切屑界面上的热量的重要性。拉格尔伯格提到，当由烧结碳化物制成的切削镶片达到一定温度时，其对塑性变形的耐受力减小。塑性变形耐受力的减小增大了切削镶片破裂的风险。授予沃特海姆(Wertheim)的关于“金属切削刀具(METAL CUTTING TOOL)”的美国专利号5，775，854指出了工作温度的升高导致了切削镶片硬度的降低。后果是切削镶片的磨损增大。其他专利文献披露了用于向镶片-切屑界面递送冷却剂的不同的方式或系统。例如，授予普里查德(Prichard)等人的关于“带有冷却剂递送的铣刀和铣削镶片(MILLINGCUTTER AND MILLING INSERT WITH COOLANT DELIVERY)” 的美国专利号 7，625，157 涉及一种包括带有中央冷却剂入口的切削本体的切削镶片。该切削镶片进一步包括一种可定位的换向器。该换向器具有一个冷却剂沟槽，该冷却剂沟槽使冷却剂转向至特定的切削位置。授予安东(Antoun)的关于“带有整体性的冷却剂通道和可更换喷嘴的刀具夹持器(TOOL HOLDER WITH INTEGRAL COOLANT PASSAGE AND REPLACEABLE NOZZLE)”的美国专利号6，045，300披露了使用高压以及高体积的冷却剂递送来解决镶片-切屑界面处的热量问题。授予克雷默(Kraemer)的关于“带有冷却剂系统的刀具夹持器(TOOL HOLDER WITHCOOLANT SYSTEM)”的美国专利号6，652，200披露了在切削镶片与一个顶板之间的多个凹槽。冷却剂流经这些凹槽以解决该镶片-切屑界面处的热量问题。授予洪(Hong)的关于“低温机加工(CRYOGENIC MACHINING)”的美国专利号5，901，623披露了用于将液氮施加到镶片-切屑界面上的冷却剂递送系统。
发明内容
诸位发明人已经认识到了与常规的冷却装置相关的这些问题，并且已经开发出一种镶片组件，该镶片组件与一种常规的冷却剂系统一起工作以便将冷却剂递送到一个切削镶片上，这解决了现有技术的这些问题。本发明在其一种形式中是一种用在形成切屑的材料去除操作中的粗加工切削镶片。该切削镶片包括一个切削镶片本体，该切削镶片本体具有一个入座表面和一个侧面以及在外围边缘与该侧面之间的在其相应拐角附近的相交处的一个拐角切削区域。该切削镶片本体包含一个中央开口。该入座表面包含一个冷却剂递送沟槽，该冷却剂递送沟槽具有朝向相应拐角切削区域的径向取向。该冷却剂递送沟槽具有一个在该外围边缘处终止的径向外端以及一个开放进入该中央开口中的径向内端。该切削镶片本体具有一对横向形貌区域(topographic region),其中该一个横向形貌区域是沿着该冷却剂递送沟槽的一侧，而另一个横向形貌区域是沿着该冷却剂递送沟槽的另一侧，并且这些形貌区域各自包括一个外围凹口。本发明在其又另一种形式中是一种用在形成切屑的材料去除操作中的中级粗加工切削镶片。该切削镶片包括一个切削镶片本体，该切削镶片本体具有一个入座表面和一个侧面以及在外围边缘与该侧面之间的在其相应拐角附近的相交处的一个拐角切削区域。该切削镶片本体包含一个中央开口。该入座表面包含一个冷却剂递送沟槽，该冷却剂递送沟槽具有朝向相应拐角切削区域的径向取向。该冷却剂递送沟槽具有一个在该外围边缘处终止的径向外端以及一个开放进入该中央开口中的径向内端。该切削镶片本体具有一对横向形貌区域，其中该一个横向形貌区域是沿着该冷却剂递送沟槽的一侧，而另一个横向形貌区域是沿着该冷却剂递送沟槽的另一侧。这些形貌区域各自包括一个横向凹口，该横向凹口具有一个面向前的倾斜面以及一个总体上平行于该冷却剂递送沟槽的倾斜的横向面。该倾斜的横向面的面积从与该面向前的倾斜面的相交处以及相对于该外面边缘的终止处开始减小。本发明在其又另一种形式中是一种用在形成切屑的材料去除操作中的精加工切削镶片。该切削镶片包括一个切削镶片本体，该切削镶片本体具有一个入座表面和一个侧面以及在外围边缘与该侧面之间的在其相应拐角附近的相交处的一个拐角切削区域。该切削镶片本体包含一个中央开口。该入座表面包含一个冷却剂递送沟槽，该冷却剂递送沟槽具有朝向相应拐角切削区域的径向取向。该冷却剂递送沟槽具有一个在该外围边缘处终止的径向外端以及一个开放进入该中央开口中的径向内端。该切削镶片本体具有一对横向形貌区域，其中该一个横向形貌区域是沿着该冷却剂递送沟槽的一侧，而另一个横向形貌区域是沿着该冷却剂递送沟槽的另一侧。这些形貌区域各自包括一个横向凹口，该横向凹口具有一个面向前的倾斜面以及一个总体上平行于该冷却剂递送沟槽的倾斜的横向面，并且其中该倾斜的横向面的面积从与该面向前的倾斜面的相交处以及相对于该外围边缘的终止处开始减小。多个凸起位于该倾斜的横向面上。一种用在切屑形成的材料去除操作中的切削镶片。该切削镶片包括一个切削镶片本体，该切削镶片本体具有一个入座表面和一个侧面以及在外围边缘与该侧面之间的在其相应拐角附近的相交处的一个拐角切削区域。该切削镶片本体包含一个中央开口。该入座表面包含一个冷却剂递送沟槽，该冷却剂递送沟槽具有朝向相应拐角切削区域的径向取向。该冷却剂递送沟槽具有一个在该外围边缘处终止的径向外端以及一个开放进入该中央开口中的径向内端。该切削镶片本体具有一对横向形貌区域，其中该一个横向形貌区域是沿着该冷却剂递送沟槽的一侧，而另一个横向形貌区域是沿着该冷却剂递送沟槽的另一侧。
以下是对附图的简要说明，这些附图形成本专利申请的一部分图1是仅具有前刀面冷却的本发明的一个分解视图；图2是具有前刀面以及侧面冷却的本发明的一个分解视图；图3是具有前刀面冷却以及多个喷口的本发明的一个透视图；图4是具有高容量侧面冷却、前刀面冷却以及多个喷口的本发明的优选实施例的一个透视图；图5是具有前刀面以及侧面冷却的本发明的一个透视图的截面；图6是具有前刀面冷却以及高容量侧面冷却的本发明的一个透视图的截面；图7是接合了工件并形成切屑的本发明的一个截面透视图；图8是用一个有缝隙的弹簧销固定在一起的夹具和顶部件的一个透视图的截面；图9是具有一个定心嵌钉的顶部件的镶片侧的视图；图10是该定心嵌钉的一个透视图；图11是切削组件的另一个具体实施例的等距视图，该切削组件包括一个夹持器和一个切削镶片组件；图12是图11的具体实施例的侧视图；图13是图11的具体实施例的顶视图，但是切削镶片组件没有附接到该夹持器上，并且其中该夹持器本体的一部分被去除以便显示该内部冷却剂通道；图14是沿图13的剖面线14-14截取的图13的具体实施例的截面视图，它不具有切削键片组件；图15是图11的具体实施例的顶视图，其中该切削镶片组件附接到该夹持器上；图16是沿着剖面线16-16截取的图15的具体实施例的截面示意图，显示了冷却剂的行进、连同该工件与该切削镶片的接合以便产生切屑；图17是切削镶片组件与夹持器本体的组装的等距视图；图18是该锁销的侧视图；图19是该锁销的顶视图；图20是沿图19的剖面线20-20截取的锁销的截面视图；图21是这个垫片的顶视图；图22是沿图21的剖面线22-22截取的图21的垫片的截面视图；图23是该夹紧组件的等距视图，该夹紧组件包括螺钉、夹紧臂、换向器板和密封件；图24是该夹紧组件的等距视图，其中该换向器板从该螺钉-夹紧臂组件上分解出，并且该密封件从该换向器板上分解出；图25是该换向器板的底视图；图25A是该换向器板的顶视图；图26是沿图25的剖面线26_26截取的图25的板的截面视图；图26A是该换向器板的另一个具体实施例的侧视图；图27是沿图25的剖面线27_27截取的图25的板的截面视图；图27A是适合与该夹紧组件一起使用的换向器板的又另一个具体实施例的截面视图，其中该截面是类似于图25中的剖面线27-27的截面；图28是该密封件的一个等距视图，示出了其底表面；图29是图28的密封件的底视图；图30是沿图29的剖面线30-30截取的图29的密封件的截面视图；图31是适合于接收该切削镶片组件的一个夹持器的另一个实施例的等距视图；图31A是类似于图31的一个夹持器的等距视图，其中内部冷却剂通道从后面进入该夹持器中并且沿着该长形柄延伸；图31B是类似于图31的一个夹持器的等距视图，其中内部冷却剂通道从侧面进入该夹持器中并且在该夹持器的头部中延伸；图31C是类似于图31的一个夹持器的等距视图，其中内部冷却剂通道从底部进入该夹持器中并且在该夹持器的头部中延伸；图32是一个粗加工切削镶片的一个具体实施例的等距视图；图32A是图32的切削镶片的截面视图；图33是图32的切削镶片的顶视图；图34是图32的切削镶片的侧视图；图35是沿图33的剖面线35-35截取的图32的切削镶片的截面视图；图36是沿图33的剖面线36-36截取的图32的切削镶片的截面视图；图37是一个中级粗加工切削镶片的具体实施例的等距视图；图37A是图37的切削镶片的截面视图；图38是图37的切 削镶片的顶视图；图39是图37的切削镶片的侧视图；图40是沿图38的剖面线40-40截取的图37的切削镶片的截面视图；图41是沿图38的剖面线41-41截取的图37的切削镶片的截面视图；图42是一个精加工切削镶片的具体实施例的等距视图；图42A是图42的切削镶片的截面视图；图43是图42的切削镶片的顶视图；图44是图42的切削镶片的侧视图；图45是沿图43的剖面线45_45截取的图42的切削镶片的截面视图；并且图46是沿图43的截面线46_46截取的图42的切削镶片的截面视图。
具体实施例方式本发明涉及一种对于形成切屑的材料去除操作有用的切削镶片组件，并且尤其涉及作为以上切削镶片组件的一部分的切削镶片。在一种形成切屑的材料去除操作中，该切削镶片接合一个工件以便从工件上典型地以切屑的形式去除材料。一种典型地将材料以切屑的形式从工件上去除的材料去除操作被本领域普通技术人员称为一种形成切屑的材料去除操作。Moltrecht的书《机械工厂实践》(Machine Shop Practice)[纽约工业出版社有限公司，纽约((1981)]在199至204页尤其提供了对于切屑形成、以及不同种类的切屑(即，连续的切屑、不连续的切屑、片段式切屑)的一种描述。Moltrecht在199至200页的[部分]中说到:“当切削刀具与金属第一次接触时，它挤压切削刃的金属头部。当刀具前进时，切削刃的金属头部被压到它将在内部进行剪切的点上，从而引起该金属的晶粒变形并且沿着一个称为剪切面的平面塑性地流动……当被切削的金属类型为易延展的时候
(如钢)，切屑将以连续的带状物掉落......”Moltrecht继续说明了一种不连续的切屑以及一
种片段式切屑的形成。作为另一个实例，在ASTE工具工程师手册(ASTE Tool EngineersHandbook),纽约州纽约市麦克劳希尔图书公司(McGraw Hill Book C0., New York, NewYork) (1949)的第302至315页找到的内容提供了对于金属切削过程中的切屑形成的一个冗长的说明。这个ASTE手册在第303页展示了在切屑形成与机加工操作(如车削、铣削以及钻孔)之间的清楚的关系。以下专利文件讨论了在材料去除操作中的切屑形成授予巴塔利亚(Battaglia)等人的美国专利号5,709,907 (转让给肯纳金属公司(KennametalInc.))、授予巴塔利亚(Battaglia)等人的美国专利号5，722，803 (转让给肯纳金属公司)、以及授予欧乐斯(Oles)等人的美国专利号6，161，990 (转让给肯纳金属公司)。参见本发明的图1，这里示出了具有凹座29的刀具夹持器1，该凹座用于容纳一个切削镶片10。刀具夹持器I还具有用来将流体冷却剂递送到凹座29的一个冷却剂通路2。一个可转位的切削镶片10被定位在凹座29内。切削镶片10具有至少一个侧面12、一个前刀面13以及一个底面14。侧面12与前刀面13之间的相交处形成一个切削刃16。在多个侧面的实例中，两个相邻的侧面12与前刀面13之间的相交处形成了一个切削拐角17。应认识到，圆形切削镶片不包括两个相邻的侧面，因此不包括切削拐角。尽管圆形切削镶片不包括切削拐角，但应认识到在任何情况下都存在切削刃。一个镶片凹陷15位于镶片10的前刀面13中。镶片凹陷15是在前刀面13之内的一个区域，该区域低于前刀面13的其余部分，这个其余部分是围绕镶片凹陷15的并且包括这些切削刃16并且适当时包括切削拐角17。在一个实施例中，这些切削刃16和切削拐角都位于同一平面之内。很显然，其中一些切削刃还可以在高度上位于彼此之上或之下。例如，如果具有不平整的前刀面的一个椭圆形的镶片被用作金属切削系统中的镶片将是这种情况。镶片10具有一个镶片孔口 11，该镶片孔口与刀具夹持器I的冷却剂通路2对齐以接收冷却剂。镶片孔口 11在前刀面13和底面14上都是开放的。一个顶部件18邻接该镶片10。顶部件18具有一个夹具侧20和镶片侧19。顶部件18的镶片侧19具有与镶片凹陷15相对应的形状以将这两个定位在一起而形成密封。该顶部件在镶片侧19内还具有一个储存区34 (在图5中示出)。储存区34是顶部件18的镶片侧19内的一个凹穴，它与镶片孔口 11对齐。储存区34将冷却剂分配给顶部件18。顶部件18还具有至少一个前刀面冷却通道21。前刀面冷却通道21是形成在顶部件18的镶片侧19内的一个凹槽，并且从储存区34延伸至顶部件18上的最接近切削刃16或适当时最接近切削拐角17的这个点。关于前刀面冷却通道21的视图请见图5。当顶部件18坐入镶片凹陷15内时，前刀面冷却通道21密封在镶片凹陷15上以形成通向切削刃16或切削拐角17的一个冷却剂通路。还考虑了前刀面冷却通道21可以由镶片凹陷15内的一个凹槽形成，该凹槽密封在顶部件18的镶片侧19上。一个夹具23在顶部件凹陷22上施加压力。夹具23维持顶部件18、镶片10与刀具夹持器I之间的对齐和密封。应认识到，夹具23的类型不限于在附图中所示的式样。而是，夹具23可以包括本领域所熟知的任何其他适合的夹具式样。如图7所示，当镶片10接合一个工件30时，在切削刃16或切削拐角17处一个切屑31被掀起而离开该工件。顶部件18与镶片凹陷15之间相一致的关系形成了引导冷却剂的一个前刀面冷却剂冷却通道21，这样，冷却剂是在前刀面13与切屑31的相交处以下以一个角度来递送。这个递送角导致冷却剂撞击切屑的下侧，产生改进的冷却效果和切屑移除。前刀面冷却通道21从储存区34跨越到最接近该切削刃的一个点。在前刀面冷却通道21的最接近切削刃16或切削拐角17的这个末端处形成了一个主要排放缝隙27。它是本发明的一个重要方面，即该主要排放缝隙27位于切削刃16或拐角17之下。在本说明中，本说明中的“在切削刃之下”或“在切削拐角之下”是指总体上朝向凹座29，而与总体上朝向夹具的“在切削刃之上”或“在切削拐角之上”相反。当主要排放缝隙27是在切屑的大约O. 100英寸之内时，冷却作用和切屑移除是最有效的。在图2和图5所示的另一个实施例中，具有顶侧8和底侧36的一个垫片3被定位在刀具夹持器I与镶片10之间。垫片3被定向为使得底侧36抵靠刀具夹持器I而顶侧抵靠镶片10。一个垫片销6被插入穿过一个垫片销孔5和一个刀具夹持器销孔7。垫片销6维持了垫片3在刀具夹持器I与镶片10之间的对齐。穿过垫片3的中心形成了一个垫片孔口 4。垫片孔口 4提供了用于使冷却剂从刀具夹持器I的冷却剂通路2通向镶片孔口 11的一个路径。在垫片3的顶侧8上提供了一个缝隙，该缝隙形成了侧面冷却通道9的一部分。镶片底面14密封在垫片3的顶侧8中的这个暴露的缝隙上，以形成一个侧面冷却通道9。侧面冷却通道9从垫片孔口 4几乎跨越到垫片3的最接近切削刃16或切削拐角17的一个外侧部分。侧面冷却通道9的最接近该切削刃的这个末端具有一个弯曲的基底，这样冷却剂被导向镶片10的切削刃16或切削拐角17或侧面12。在所示出的实施例中，镶片10具有多个侧面12以及侧边缘32，这些侧边缘以一个浅的角度从前刀面13到底面14向内楔形变化。以此方式，垫片3的宽度将小于镶片底面14的宽度并且小于前刀面13的宽度。应该注意的事实是这种楔形变化旨在使侧面12以及侧边缘16暴露给冷却剂。镶片10的楔形变化允许侧面冷却通道9的一部分被暴露出以形成第二排放孔28，因此使冷却剂能够沿着镶片10的侧面排放。在图3中所示的一个第三实施例在顶部件18上加入了多个喷口 33。这些喷口 33是附加的冷却剂管道，以增加冷却剂流速并且有效地将更多流体引导至刀具-切屑界面。这些喷口 33从储存区34延伸至顶部件18的夹具侧20上的一个排放点，在那里可以将冷却剂引导到刀具-切屑界面上。图4和图6示出了本发明的另一个替代实施例。在这个实施例中，实现了最高冷却剂流速以提供侧面和前刀面的冷却。在这个组件中，一个垫片3坐在刀具夹持器I的凹座29中，该刀具夹持器具有一个刀具夹持器销孔7。垫片3具有一个垫片孔口 4以及一个垫片销孔5。垫片销6是有螺纹的并且延伸穿过垫片销孔5而进入刀具夹持器销孔7，该刀具夹持器销孔也是有螺纹的。这种安排保持垫片3相对于凹座29是对齐的。在刀具夹持器I与垫片3之间形成了一个高容量侧面冷却通道35。部分的高容量侧面冷却通道35是由垫片3的底侧36内的一个凹槽形成的。这个凹槽也可以在刀具夹持器I的凹座29内形成。该凹槽由刀具夹持器I的凹座29封闭以形成用于冷却剂递送的一个通路。高容量侧面冷却通道35从垫片孔口 4开始沿刀具夹持器I与垫片3之间的界面延伸了一段路程、然后朝向镶片10的侧面12或侧边缘32伸出穿过垫片3的本体，而在垫片3的拐角处的一个第二排放孔28终止，该拐角是最接近镶片10的切削刃16或切削拐角17的。镶片10具有楔形的侧面12以及侧边缘32，以允许来自第二排放孔28的足够的冷却剂冲洗。一个镶片孔口 11与垫片孔口 4对齐。镶片底面14坐在垫片3上以形成一种不漏流体的密封。镶片凹陷15是截头圆锥形的并且与顶部件18的镶片侧19相匹配以形成一种不漏流体的密封。顶部件18的镶片侧19也是截头圆锥形的。储存区位于镶片侧19的中心部分内并且与镶片孔口 11对齐。储存区11、镶片孔口 11、垫片孔口 4以及冷却剂通路2的对齐形成了一个室，冷却剂可以从该室自由地流到高容量侧面冷却剂通路35、前刀面冷却通道21以及喷口 33。在一个优选实施例中，前刀面冷却通道21从储存区34延伸至切削刃16或切削拐角17的大约O. 100英寸之内。在前刀面冷却通道21的与储存区34相反的这个末端处，在顶部件18的镶片侧19上存在一个尖端42。尖端42是从该镶片侧突出的一个隆起部，当冷却剂离开该主要排放缝隙27时该隆起部干扰了冷却剂流。在图9中最清楚地示出了尖端42的一个视图。尖端42致使冷却剂从主要排放缝隙27以宽的形式喷出，而不是在没有尖端42时发生的一个不够理想的集中液流。前刀面冷却通道的尺寸被确定为足够大以使流动最大化而不允许切屑进入到该通道中。两个喷口 33从储存区34延伸至夹具侧20上的排放点处，这些排放点将冷却剂导向该切削刃16或切削拐角17。在夹具侧20上存在一个顶部件凹陷22。夹具23具有一个夹具头部24，该夹具头部接合该顶部件凹陷22以使镶片10入座并且维持所有冷冻剂通道的不漏流体的密封。在一个优选实施例中，一个夹紧螺钉25在顶部件18的方向上对夹具头部24施加压力。一个夹具销26维持夹具头部24的对齐。应认识到，尽管在图1至6以及图8中示出了一种具体的夹紧组件，但是能够将该顶部件、镶片10以及垫片3牢固地夹持在凹座29中的任何适当的夹紧组件都将是足够的。这些夹紧组件中许多是可商购的并且是本领域中为人所熟知的。在该优选实施例中，所有冷却剂通路的总流量应该不小于来自一个不受限制的泛流喷嘴的可能流量的80%。应该认识到，多种不同流体或冷却剂中的任何一种都适合用于该切削镶片中。广义地说，存在两个基本类别的流体或冷却剂，即，基于油的流体，包括纯矿物油(straight oil)和可溶性油；以及化学流体，包括合成的冷却剂和半合成的冷却剂。纯矿物油是由一种基础矿物油或石油构成并且经常包含极性润滑剂，诸如脂肪、植物油、以及酯，连同氯、硫、以及磷的极压添加剂。可溶性油(还被称为乳状流体)是由石油或矿物油为基础与乳化剂和掺混剂组合而构成的。组合了乳化剂和掺混剂的石油和矿物油是可溶性油的基础组分(还被称为可乳化的油)。所列出的组分在其水混合物中的浓度通常是在30%-85%之间。通常皂、润湿剂、以及偶联剂被用作乳化剂，并且它们的基本作用是减小表面张力。其结果是，它们可以产生流体的发泡趋势。另外，可溶性油可以包含油性剂(诸如酯)、极压添加剂类、提供“储备碱度”的烷醇胺类、杀生物剂(诸如，三嗪或噁唑烷酮)、消泡剂(诸如长链有机脂肪醇或盐)、腐蚀抑制剂、抗氧化剂等等。合成流体(化学流体)可以进一步分类为两个子组真溶液和表面活性流体。真溶液流体主要由碱性无机和有机化合物构成，并且被配制为对水赋予腐蚀保护。化学的表面活性流体是由碱性无机和有机的腐蚀抑制剂组成，这些腐蚀抑制剂组合了阴离子、非离子型润湿剂以便提供润滑并且改进润湿能力。基于氯、硫、和磷的极压润滑剂连同更近期研发的聚合物物理极压试剂中的一些可以另外被结合在这种流体中。半合成流体(还被成为半化学品)在其浓缩物中包含了更低量的精炼基础油(5%-30%)。它们另外与乳化剂、连同30%-50%的水进行混合。因为它们包括合成油和可溶性油两种组分，所以展现了合成油和水可溶性油二者常见的特征特性。应认识到，当顶部件18被固定到夹具23上时已经看到了一些操作的益处。这种安排减少了操作者在移除或安装该组件时无意中掉落该顶部件的机会。将顶部件18固定到夹具23上最有效的手段是使用一个有缝隙的弹簧销39。有缝隙的弹簧销39被插入一个夹具孔40以及一个顶部件孔41之中，如图8中所示这些孔是对齐的。尽管将这些部件紧固在一起的其他手段也是可能的，但是使用一个有缝隙的弹簧销39允许顶部件18围绕该有缝隙的弹簧销39的主轴线有一些转动。这种安排允许顶部件18与镶片10的不同取向进行对齐。
在顶部件18与镶片10之间可以包括一个定心嵌钉43。定心嵌钉43坐入储存区34中并且延伸进入镶片孔口 11中。该定心嵌钉的形状符合储存区34与镶片孔口 11的边界，并且以此方式，定心嵌钉43起到一个对齐装置的作用。该定心嵌钉具有一个内部开口，这样冷却剂流动不受限制。图9示出了被固定在顶部件18的储存区34中的一个定心嵌钉并且图10是一个定心嵌钉的单独视图。为了展示的目的，在图9中未示出镶片10。参见图11连同其他合适的图，图11是显示了总体上指定为100的切削组件的另一个具体实施例的等距视图。这是一种可用于从工件上进行形成切屑的材料去除操作的切削组件。切削组件100包括夹持器102的基础部件，该夹持器是一种由美国宾夕法尼亚州拉筹伯市的肯纳金属有限公司(15650) (Kennametal Inc. , Latrobe, PA USA 15650)在商标KM下出售的样式的夹持器。应该认识到，不同样式的夹持器是适合使用的。该夹持器应该具有一个内部冷却剂递送通道，该通道与一种冷却剂源、和一个入座区域相连通。该入座区域在该座中具有一个开口，其中该开口是与该内部冷却剂通道是处于流体连通的。该切削组件100进一步包括一个垫片104、一个锁销106、一个切削镶片108、以及一个夹紧组件110。该夹紧组件110包括一个直立螺钉112和一个臂114，该臂离开该螺钉112伸出。一个换向器板116可拆开地连接到臂114上，其中该换向器板116的至少一部分离开该臂114伸出、并且覆盖了该切削镶片108的至少一部分。该夹紧组件110进一步包括一个密封构件118，该密封构件具有弹性因此当处于压缩下时产生了关于换向器板116的密封、并且还产生了关于该切削组件108的密封。图11的箭头CF代表从该切削组件喷出或离开的冷却剂流动。该冷却剂喷向该切削镶片与工件相接合之处的这个分立的切削位置。如将在下文中更详细描述的，该冷却剂喷雾沿着该切削镶片的前刀面中的径向冷却剂沟槽移动。该径向冷却剂沟槽的几何形状使得该冷却剂在离开该前刀面的向上方向上且在离开该中央镶片开口的向外方向上移动。该冷却剂在一个向上且向外的方向上离开该径向冷却剂沟槽。该冷却剂喷雾撞击了从该工件上形成的切屑的下表面，其中该冷却剂的向上且向外的移动有助于在切屑的下表面上撞击切屑。参见图12到图14连同其他合适的图，该夹持器102具有一个夹持器本体124，该夹持器本体具有一个前端(或工作端)128和一个后端126。该夹持器本体124具有一个与该后端126相邻的柄部区域(括号130)以及一个与该前端128相连的头部区域(括号132)。该头部区域132包括一个座，总体上指定为136，该座具有一个入座表面138和一个直立的支撑表面140。如在下文中将变得清楚的是，该直立的支撑表面140在垫片和切削镶片被固定到座136上时为其提供支撑作用。该夹持器本体124包含一个冷却剂递送通道142，该通道具有一个末端144以及一个相反的末端146。该相反的末端146是位于入座表面138之中。该冷却剂递送通道142具有与该入座表面138相邻的一个平滑的截头圆锥形的区段147。该冷却剂递送通道142进一步具有与该平滑的截头圆锥形区段147相邻的一个螺纹区段148。参见图14。关于冷却剂递送通道142，通道142的大部分包括一个总体上圆柱形的管道150，该管道从该一个末端144移动到一个点151，在这个点处该通道142改变了方向。然后该通道142的一个更短部分152延伸到该入座表面138。冷却剂穿过该一个末端144而进入该冷却剂递送通道142。参见图13。
参见图21和图22连同其他合适的图，垫片104具有总体上多边形的几何形状，带有一个顶表面154、底表面156、以及一个侧表面158。该垫片104包含一个完全穿过该垫片104的中央开口 160。该中央开口 160具有一个介于顶表面154与底表面156之间的环形唇缘162，其中该唇缘162伸入该中央开口 160的体积中。环形唇缘162的截面具有一个总体上截头圆锥形的表面。如在下文中将更详细说明的，环形唇缘162提供了这样一个表面一个O形环密封件在压力下抵在该表面上变形从而在该垫片104与该锁销106之间产生一种不漏流体的密封。应该认识到该垫片104可以包含其他结构或者与其他结构相合作，这起了密封作用。诸位申请人并未考虑O形环是在该垫片104与该锁销106之间产生密封的唯一方式。参见图18-20连同其他合适的图，该锁销106具有一个长形的锁销本体170，该锁销本体170具有一个轴向顶端172以及一个轴向底端174。锁销本体170包括一个中央纵向孔176，该孔一直延伸穿过该锁销本体170。该纵向孔176具有一个冷却剂入口 178以及一个冷却剂出口 180。如在下文中将变得清楚的是，冷却剂在该冷却剂入口 178进入、行进穿过孔176、并且在冷却剂出口 180离开。锁销本体170的外表面具有一个介于轴向顶端172与轴向底端174之间的环形肩台182。肩台182的后面是一个环状弧形槽183。该锁销本体170具有一个与该顶端172相邻的头部区域(括号184)以及一个与该底端174相连的柄部区域(括号186)。在该锁销本体170中的弧形凹槽183携带了一个弹性的O形环密封件188。该锁销本体170的外表面包含一个与其底端174相邻的螺纹区域200。该锁销本体170进一步具有一个前部环形肩台202。锁销106在完全紧固到该冷却剂递送通道142的螺纹区段148中的时候提供了一个“拉回”特征。锁销106通过螺纹区段200的纵向轴线与锁销170的剩余部分的纵向轴线相比的取向差异实现了这个特征。图18和图20展示了这种取向差异。在这些图中，螺纹区域200的中央纵向轴线和该锁销的剩余部分的纵向轴线是以角度“Z”分开布置的。“拉回”是指在锁销106完全紧固时，该锁销106将垫片104和切削镶片108推向该直立的支撑表面140。这个特征提高了将该切削镶片108和垫片104保持在该夹持器的座中的完整性。关于这些具体的切削镶片，存在三种基本切削镶片，即，粗加工切削镶片420、中级粗加工切削镶片422、以及精加工切削镶片424。如将变得清楚的是，这些切削镶片(420，422，424)中的每一个(是用于形成切屑的材料去除操作中)具有一个切削镶片本体，该切削镶片本体具有一个入座表面和一个侧面。存在一个拐角切削区域，它是处于外围边缘区域和与其相应拐角相邻的侧面的相交处，该侧面具有一个外围边缘。关于粗加工镶片420，该拐角切削区域432是处于该中央外围边缘区域452与一对侧向外围边缘区域454、456、以及该相邻侧面的相交处。关于中级粗加工镶片422，该拐角切削区域532是处于该中央外围边缘区域552与一对侧向外围边缘区域554、556、以及该侧面的相交处。关于精加工镶片424，该拐角切削区域632是处于该中央外围边缘区域652与一对侧向外围边缘区域654、656、以及该侧面的相交处。如从下文中的说明中变得清楚的是，这些切削镶片(420，422，424)中的每一个具有八个分开的、分立的拐角切削区域。关于这些切削镶片中的每个，该切削镶片本体包括一个中央开口，该中央开口在这些相反的入座表面上开放。该中央开口具有一个中间圆柱形区段，这个区段是由一对与各个入座表面相邻的截头圆锥形的口缘区段界定的。
如在下文中将讨论的是，对于这些切削镶片(420，422，424)中的每一个，该中央开口的中间圆柱形区段具有相同的直径。在这些具体实施例中，该中间圆柱形区段的直径是等于约7. 68毫米(mm)。此外，在这个具体实施例中，限定了该截头圆锥形口缘的这个截头圆锥形表面具有一个等于约84° 12’的夹角。通过提供具有相同尺寸的一个中间圆柱形区段和截头圆锥形口缘区段，诸位申请人已经能够开发一组装配在一个刀具夹持器中的一个座内的切削镶片(420，422，424)。有利的是提供这样一组切削镶片，它们对于不同的应用是有用的，并且它们可以与单一的刀具夹持器一起使用。该入座表面包含一个冷却剂递送沟槽，该冷却剂递送沟槽具有朝向一个相应拐角切削区域的径向取向。该冷却剂递送沟槽具有一个在该外围边缘处终止的径向外端以及一个开放进入该中央开口中的径向内端。该切削镶片具有一对横向形貌区域，其中该一个横向形貌区域是沿着该冷却剂递送沟槽的一侧，而另一个横向形貌区域是沿着该冷却剂递送沟槽的另一侧。图32-36展示了粗加工切削镶片420。图37-41展示了中级粗加工切削镶片422。图42-46展示了精加工切削镶片424。此外，诸位申请人注意到粗加工切削镶片被显示在了由陈(Chen)等人于2010年9月2日提交的关于“切削镶片(CUTTING INSERT)” [K-3063]的共同未决美国设计专利申请序列号29/369，123中。中级粗加工镶片被显示在了由陈(Chen)等人于2010年9月2日提交的关于“切削镶片(CUTTING INSERT)” [K-3064]的共同未决美国设计专利申请序列号29/369，124中。精加工镶片被显示在了由陈(Chen)等人于2010年9月2日提交的关于“切削镶片(CUTTING INSERT)” [K-3065]的共同未决美国设计专利申请序列号29/369，125中。诸位申请人特此将以上确定的美国设计专利申请(序列号29/369，123、序列号29/369，124、以及序列号29/369，125)通过引用以其全文结合在此。下面是使用图32至图46对这些切削镶片的更详细说明。参见图32至图36，粗加工镶片420具有一个带有菱形几何形状的粗加工镶片本体430，该粗加工镶片本体具有八个分立的拐角切削区域432。该粗加工镶片本体430具有一对相反的入座表面434、436以及一个侧面438，该侧面围绕该粗加工镶片本体430的外围延伸。如在下文中详细说明的，当该粗加工镶片420被组装到切削刀具夹持器上时，这些入座表面之一与垫片相接触并且另一个入座表面与该换向器板相接触从而与之产生一种密封。该侧面438与该中央外围边缘区域452和这一对横向外围边缘区域454、456相交从而在该拐角切削区域432处形成多个切削刃440。一对相对的拐角切削区域432 (图33中所见，右上侧拐角和左下侧拐角)具有一个等于约80°的夹角“AAA”。另一对相对的拐角切削区域432 (图33中所见，左上侧拐角和右下侧拐角)具有一个等于约100°的夹角“BBB”。包括这些表面在内的结构特征对于每个拐角切削区域432是基本上相同的。如通过图33中的尺寸“DD”测量的，一侧的长度(和其相对的侧面)是等于12. 90mm。如通过图33中的尺寸“EE”测量的，另一侧的长度(和其相对的侧面)是等于12. 70mm。该粗加工镶片本体430包含一个穿过该粗加工镶片本体432的中央开口 444，其中该中央开口 444与两个入座表面(434，436)相交。该中央开口 444在与入座表面(434，436)的每一个相交处具有一个口缘(446，448)。该中央开口 444在口缘446、448之间具有一个总体上圆柱形的区段。参见图32A,在这个具体实施例中，具有总体上截头圆锥形状的这个口缘具有一个夹角“HH”。在这个具体的实施例中，角度HH是等于84° 12’。参见图33，在这个具体实施例中，该中间圆柱形区段的直径FF是等于约7. 68mm。存在一个外围边缘450，它围绕该拐角切削区域432而延伸。该外围边缘450是在入座表面平面之下的。图36显示了该外围边缘450是在该入座表面平面之下一个距离“D”处。该外围边缘450具有一个中央外围边缘区域452和一对横向外围边缘区域454、456，这一对横向外围边缘区域远离该中央外围边缘区域452而延伸。该拐角切削区域432可以包括该外围边缘450的全部或一部分，这取决于具体的切削操作。该拐角切削区域450典型地包括该中央外围边缘区域452。在各个拐角切削区域432有一个径向冷却剂沟槽460。该径向冷却剂沟槽460具有一个开放进入该中央开口 444中的径向内端462。在这个实施例中，该径向冷却剂沟槽460不与该中央开口 444的圆柱形区段相交。径向冷却剂沟槽460具有一个弧形底表面464以及在分别在横向侧边缘470、472处终止的横向扁平侧表面466，468。在该弧形表面和扁平侧表面之间有多个平滑的过渡区，以便帮助冷却剂平滑且有效地递送经过该径向冷却剂沟槽。该径向冷却剂沟槽460具有一个径向外端478，该径向外端在径向冷却剂沟槽460与中央外围边缘452之间的中央凹口 484处终止。如图36中所显示的，在这个具体实施例中，该外围边缘区域可以按在约O度与+5度之间的前角(GG)进行布置。如从这些附图中明显的是，该径向冷却剂沟槽460的弧形底表面464朝向该前刀面在径向向外的方向上移动。换言之，径向冷却剂沟槽460的深度随着沟槽460在径向向外的方向上减小。有一个横向形貌区域沿着该径向冷却剂沟槽的每个横向侧边缘。有一对外围凹口480、482沿着横向外围边缘454、456延伸并且位于其内部，除了这些外围凹口 480，482是在它们与该径向冷却剂沟槽460的相交处终止。参见图37-图41，中级粗加工切削镶片520具有一个带有菱形几何形状的中级粗加工切削镶片本体530，该中级粗加工切削镶片本体具有八个分立的拐角切削区域532。该中级粗加工切削镶片本体530具有一对相反的入座表面534、536以及一个侧面538，该侧面围绕该中级粗加工切削镶片本体530的外围延伸。如在下文中详细说明的，当该中级粗加工镶片422被组装到切削刀具夹持器上时，这些入座表面之一与垫片相接触并且另一个入座表面与该换向器板相接触从而与之产生一种密封。该侧面538与该中央外围边缘区域552和这一对横向外围边缘区域554、556相交从而在这些拐角切削区域532处形成切削刃540。一对相对的拐角切削区域532 (图38中所见，右上侧拐角和左下侧拐角)具有一个等于约80°的夹角“CCC”。另一对相对的拐角切削区域532 (图38中所见，左上侧拐角和右下侧拐角)具有一个等于约100°的夹角“DDD”。包括这些表面在内的结构特征对于每个拐角切削区域532是相同的。在这个具体的实施例中，如通过图38中的尺寸“II”测量的，一侧的长度(和其相对的侧面)是等于12. 90mm。在这个具体的实施例中，如通过图38中的尺寸“JJ”测量的，另一侧的长度(和其相对的侧面)是等于12. 70mm。该中级粗加工切削镶片本体532包含一个穿过该中级粗加工切削镶片本体532的中央开口 544，其中该中央开口 544与这两个入座表面(534，536)相交。该中央开口 544在与入座表面(534，536)的每一个相交处具有一个口缘(546，548)。该中央开口 544在口缘546、548之间具有一个总体上圆柱形的区段。参见图37A，在这个具体实施例中，具有总体上截头圆锥形状的这个口缘具有一个夹角“丽”。在这个具体的实施例中，角度丽是等于84° 12’。参见图38，该中间圆柱形区段的直径KK是等于约7. 68mm。存在一个外围边缘550，它围绕该拐角切削区域532而延伸。该外围边缘550是在入座表面平面之下的。图41显示了该外围边缘650是在该入座表面平面之下一个距离“E”处。该外围边缘550具有一个中央外围边缘区域552和一对横向外围边缘区域554、556，这一对横向外围边缘区域远离该中央外围边缘区域552而延伸。在每个拐角切削区域532处有一个径向冷却剂沟槽560。该径向冷却剂沟槽560具有一个开放进入该中央开口 544中的径向内端562。在这个实施例中，该径向冷却剂沟槽560不与该中央开口 544的圆柱形区段相交。径向冷却剂沟槽560具有一个弧形底表面564以及在分别在横向侧边缘570、572中终止的横向侧表面566、568。在该弧形表面和扁平侧表面之间有多个平滑的过渡区，以便帮助冷却剂平滑且有效地递送经过该径向冷却剂沟槽。该径向冷却剂沟槽560具有一个径向外端578，该径向外端在中央外围边缘区域552处终止。如图41中所显示的，在这个具体实施例中，该外围边缘区域可以按在约+10度与+14度之间的前角(LL)进行布置。如从这些附图中明显的是，该径向冷却剂沟槽560的弧形底表面564朝向该前刀面在径向向外方向上移动。换言之，径向冷却剂沟槽560的深度随着沟槽560在径向向外的方向上减小。有一个横向形貌区域沿着该径向冷却剂沟槽的每个横向侧边缘。该径向冷却剂沟槽560的每一侧并且与之略微间隔开地存在一个横向凹口 580。每个横向凹口 580具有面向前的倾斜面582。外围边缘550在该面向前的倾斜面582处终止。凹口 580还具有一个平行于该径向冷却剂沟槽560延伸的倾斜的横向面584，并且该倾斜的横向面的面积从与该面向前的倾斜面582的相交处和其在外围边缘550处的向前终止点开始减小。参见图42至46，精加工镶片424具有一个带有菱形几何形状的精加工镶片本体630，该精加工镶片本体具有八个分立的拐角切削区域632。该精加工镶片本体630具有一对相反的入座表面634、636以及一个侧面638，该侧面围绕该精加工镶片本体630的外围延伸。如在下文中详细说明的，当该精加工镶片424被组装到切削刀具夹持器上时，这些入座表面之一与垫片相接触并且另一个入座表面与该换向器板相接触从而与之产生一种密封。该侧面638与该中央外围边缘区域652和这一对横向外围边缘区域654、656相交从而在这些拐角切削区域632处形成切削刃640。一对相对的拐角切削区域632 (图43中所见，右上侧拐角和左下侧拐角)具有一个等于约80°的夹角“EEE”。另一对相对的拐角切削区域632 (图43中所见，左上侧拐角和右下侧拐角)具有一个等于约100°的夹角“FFF”。包括这些表面在内的结构特征对于每个拐角切削区域632是相同的。在这个具体的实施例中，如通过图43中的尺寸“00”测量的，一侧的长度(和其相对的侧面)是等于12. 90mm。在这个具体的实施例中，如通过图43中的尺寸“PP”测量的，另一侧的长度(和其相对的侧面)是等于 12. 70mm。该精加工镶片本体632包含一个穿过该精加工镶片本体632的中央开口 644，其中该中央开口 644与这两个入座表面(634，636)相交。该中央开口 644在与入座表面(634，636 )的每一个相交处具有一个口缘(646，648 )。该中央开口 644在口缘646、648之间具有一个总体上圆柱形的区段。参见图43A，在这个具体实施例中，具有总体上截头圆锥形状的这个口缘具有一个夹角“SS”。在这个具体的实施例中，角度SS是等于84° 12’。参见图43，在这个具体实施例中，该中间圆柱形区段的直径QQ是等于约7. 68mm。
存在一个外围边缘650，它围绕该拐角切削区域632而延伸。该外围边缘650是在入座表面平面之下的。图46展示了该外围边缘650是在该入座表面平面之下一个距离“F”处。该外围边缘650具有一个中央外围边缘区域652和一对横向外围边缘区域654、656，这一对横向外围边缘区域远离该中央外围边缘区域652而延伸。在每个拐角切削区域632处有一个径向冷却剂沟槽660。该径向冷却剂沟槽660具有一个开放进入该中央开口 644中的径向内端662。在这个实施例中，该径向冷却剂沟槽660不与该中央开口 644的圆柱形区段相交。径向冷却剂沟槽660具有一个弧形底表面664以及在分别在横向侧边缘670、672处终止的横向侧表面666、668。该径向冷却剂沟槽660具有一个径向外端678，该径向外端在中央外围边缘区域652处终止。如图46中所显示的，在这个具体实施例中，该外围边缘区域可以按在约+12度与+15度之间的前角(RR)进行布置。如从这些附图中明显的是，该径向冷却剂沟槽660的弧形底表面664朝向该前刀面在径向向外的方向上移动。换言之，径向冷却剂沟槽660的深度随着沟槽660在径向向外的方向上减小。有一个横向形貌区域沿着该径向冷却剂沟槽的每个横向侧边缘。径向冷却剂沟槽660的每个侧边存在一个横向凹口 680。每个横向凹口 680具有面向前的倾斜面682。外围边缘650在该面向前的倾斜面682处终止。横向凹口 680还具有一个平行于该径向冷却剂沟槽660延伸的横向面684，并且该横向面的面积从与该面向前的倾斜面682的相交处以及其在外围边缘650处的向前终止点开始减小。在横向面684上存在一对小凸起688，它们从与径向冷却剂沟槽660的接点处延伸。这些小凸起688帮助防止切屑进入该径向冷却剂沟槽中。此外，这些小凸起有助于切屑的破裂。这些凸起的尺寸和取向以及数目可以变化以便适应不同的应用。对于每个切削镶片，清楚的是，该径向冷却剂沟槽具有一个与该切削镶片中央开口邻近的起点以及一个与该拐角切削刃区域邻近并且径向向内间隔开的终点。该径向冷却剂沟槽具有一个从该起点到终点逐渐减小的深度。该冷却剂当离开该径向冷却剂沟槽时在远离该前刀面的向上方向上前行。参见图28至图30连同其他合适的图，密封构件118具有一个总体上圆形的本体250，该本体具有一个中央开口 252和一个圆周边缘254。该总体上圆形的本体250的顶表面256是总体上扁平的并且底表面258的形状是总体上呈截头圆锥形的。总体上圆柱形的顶部直立套环262远离该总体上圆形的本体250的扁平顶表面256上伸出。该顶部直立套环262具有一个远端圆形边缘264。在该套环中存在一个开口 266，并且在该总体上圆形的本体250中存在一个相应的开口 268。这些开口(266，268)的组合允许冷却剂流动(参见图28中的箭头CF)到切削镶片上，如将在下文中描述的。该截头圆锥形的底表面258具有一个总体上圆形的终端边缘276。由圆形终端边缘276限定的该圆形开口的直径(图30中的X)是大于由直立套环262的远端圆形边缘264限定的该圆形开口的直径(图30中的Y)。作为一个替代方案，密封件118是由一种为可压缩的以便形成一种不漏流体的密封作用的弹性材料制成的，诸如塑料材料。可以存在其他替代材料，这些材料不必是塑料、但是在压缩时提供必要的弹性或可压缩性以便产生密封。如在下文中将描述的，密封件118与换向器板116、锁销106、以及切削镶片108中的每一个产生了密封。
参见图23-24连同其他合适的图，该夹紧组件110包括螺钉112，该螺钉具有一个上端280以及一个下端282。该螺钉112具有一个头部部分284以及一个螺纹部分286。该夹紧组件110进一步包括一个臂114。臂114具有一个近端300以及一个远端302。臂114还具有一个基础区段304，该基础区段包含一个与近端300相邻的开口 306。该基础区段304还具有一个圆柱形区段305。该螺钉112在该基础区段304的开口 306内是可转动的。头部部分284和一个C形弹性开口环(或夹子)287将该螺钉112保留在开口 306之中。臂114进一步具有一个指状区段312，该指状区段与该基础区段304是一体的，当这些部件处于组装状态下时该指状区段朝向切削镶片延伸。指状物312在该夹紧臂114的远端302处终止。该夹紧臂114具有一个底表面314，该底表面限定了一个中央肩台316以及一对相反的横向凹陷318、320。参见图25至图27连同其他合适的图，附接到夹持器上并且与该切削镶片接合的夹紧组件110进一步具有一个换向器板116，该换向器板具有一个与臂114距离最近的近端330以及一个与该臂114距离最远的远端332。该换向器板116还具有一个顶表面334。该顶表面334具有一个扁平表面部分336，该扁平表面部分中包括一个中央凹槽338。该顶表面334进一步具有一个倾斜表面部分342，其中一个通道340将该扁平表面部分336与该倾斜表面部分342分开。倾斜表面部分342包含一对横向表面346、348以及一个中央表面350。该换向器板116在远端332处在中央表面350中包含一个中央凹口 352。该换向器板116具有一对相反的侧表面354、356。每个侧表面(354、356)具有一个扁平表面部分360以及一个凹口部分362。每个凹口部分362具有一个扁平部分364以及一个倾斜部分366。该换向器板116具有一个底表面370，该底表面包含一个总体上圆形的凹陷或凹窝372以及一个长形通道376，该长形通道从该凹陷370向该中央凹口 352延伸。该头部部分284具有一对间隔开的叉状物288，当这些部件处于组装状态下时这些叉状物朝向该切削镶片向外延伸。这些叉状物288具有总体上向内的偏斜。这些叉状物与该换向器板116相接合以便将该换向器板116固位到夹紧臂114上。更确切地说，为了将该换向器板116组装到夹紧臂114上，该换向器板116被定位成与这些叉状物288相对齐。在近端330处的倾斜表面336与这些叉状物相接合以便在该换向器板116朝向该圆柱形构件305移动时使它们展开。这些叉状物288朝向该换向器板116向内偏斜并且位于这些凹口 362之内。这些叉状物288的向内偏斜牢固地将该换向器板固定在夹紧臂114上。如人们可以认识到的，可以通过将该换向器板116拉离该基础304而使换向器板116与该夹紧臂114分开。通过提供一个容易地附接到该夹紧组件的剩余部分上的换向器板，制成该换向器板的材料可以根据切削应用而改变。例如，取决于具体的应用，换向器板116可以由钢或碳化物制成。仅改变该换向器板的材料而不改变该夹紧组件的其余部分的能力是一种优势。图26A展示了 一个替代的换向器板116 ’，该换向器板具有一个底表面370 ’，其取向是使得该底表面370’远离该换向器板本体以一个角度“H”倾斜，该角度是等于约7度。然而，应该存在一种认识，即，角度“H”可以根据具体的应用或环境而变化。因为底表面370’的取向，在夹紧过程中，在接触该切削镶片的该板平衡之前，近端331首先接触该切削镶片。这种接触有助于使该密封件坐在该切削镶片上并且有助于该切削镶片与该密封件之间的密封。
图27A展示了换向器板116A的另一个具体是实施例。该换向器板116A的结构是与该分离器板116的结构是相同的，除了帮助限定该凹窝的这些表面是与该凹窝的相邻表面成一个等于约90°的角度“I”进行布置的。这与换向器116不同，其中的帮助限定该凹窝的这些表面是与该凹窝的相邻表面成一个等于约10度的角度“J”进行布置的。然而，应该存在一种认识，即，角度“J”可以根据具体的应用或环境而改变。另一个具体实施例将该换向器板与该密封件组合成一件式整体换向器板。更确切地说，经修改的换向器板的这个实施例具有与该换向器板116相同的结构特征以及一个具有与该密封件118相同结构的整体性凸起。该整体性凸起上具有一个涂层。该涂层具有弹性特性，因此在压缩时，该涂层与它所接触的一个或多个表面产生了一种不漏流体的密封。关于这些部分的组装，图17为这些部分的组装提供了一个可视的引导。初始地，垫片104被定位在夹持器102中的座136的入座表面138上。该垫片104的与该直立壁140相邻的这些侧表面158与壁140的表面相接触。箭头AA代表了组装过程中的这个步骤。作为下一个步骤，锁销106被插入该入座表面138中冷却剂递送通道142的出口146之中。锁销106的螺纹部分200与该冷却剂递送通道142的螺纹部分148螺纹式相接合。锁销106是带螺纹的直到它被紧密地固定在该冷却剂递送通道142之中。明显的是，锁销106的至少一部分是位于该冷却剂递送通道142之中。锁销106将垫片104紧密地固定到该座的入座表面上。箭头BB代表了组装过程中的这个步骤。应该认识到，一旦锁销106被牢固地固定在冷却剂递送通道142之中，则肩台182的后表面就将该O形环188压靠在垫片104的唇缘162上。该O形环188在锁销106与垫片104之间产生了一种不漏流体的密封。在操作过程中，冷却剂不能在垫片与锁销之间逃逸。作为下一个步骤，该切削镶片108被定位在垫片104的顶部上。当处于这个位置中时，锁销106的上部分是至少位于该切削镶片108的中央开口的一部分之内的。截头圆锥形的口缘220 (围绕该切削镶片中央开口 219)紧密地靠在锁销106的前部环形肩台202上以便形成一种不漏流体的密封。箭头CC代表了组装过程中的这个步骤。该组装过程中的下一个步骤包括将该夹紧组件110附接到夹持器102之上。该螺钉112的螺纹区段286与该夹持器102中的螺纹夹紧孔153螺纹式地相接合。将夹紧组件110向下紧固在位，此处它将该切削镶片108在垫片104顶部固定在位。如之前提及的，使用一个带有倾斜表面的换向器板有助于使该密封件相对于该切削镶片就坐并且进行密封。在此方面，图26A展示了一个带有倾斜后表面370’的换向器板116’。当该夹紧组件被附接到夹持器102上时后表面370’向着该切削镶片倾斜。在处于牢固紧密的位置中时，密封件118压靠在切削镶片108上以便与该切削镶片形成不漏流体的密封。密封件118还压靠在换向器板116的底表面上以便与该换向器板形成不漏流体的密封。如人们可以认识到的，该密封件(密封构件)118是介于该切削镶片与该换向器板之间的。该密封件118在该切削镶片与该换向器板之间提供了一种不漏流体的密封，并且该密封构件进一步在该切削镶片与该锁销之间提供了一种不漏流体的密封。在该组装过程中的这个阶段，这个切削组件准备好用于从工件上形成切屑的材料去除操作中。在操作中，典型地处于压力下的冷却剂经由该一个末端144进入该冷却剂递送通道142中。冷却剂朝向该入座表面138流经该冷却剂递送通道142。锁销106完全拧入与其另一个末端144相邻的冷却剂递送通道142中。当处于这种状态下，锁销106的轴向底端174被定位在该冷却剂递送通道142之中。冷却剂穿过入口 178进入到该锁销106的纵向孔176之中。冷却剂流通穿过纵向孔176并且穿过出口 180离开而进入该换向器板的凹窝之中。换言之，纵向锁销孔朝该换向器板开放，由此冷却剂流动进入该换向器凹窝之中。应该认识到，当锁销106完全拧入到冷却剂递送通道142之中时，有若干位置提供了有助于容纳该冷却剂的不漏流体的密封。这些螺纹与该螺纹部分相接合以便产生一种不漏流体的密封从而至少提供一种接合状态，该接合状态限制了在该冷却剂递送通道142的螺纹部分处的冷却剂泄露。锁销本体170被稳固地压靠在与它另一端146相邻的冷却剂递送通道142的平滑的截头圆锥形表面上。这种表面对表面的接合是紧密的从而在锁销106与限定了冷却剂递送通道142的平滑的截头圆锥形表面之间产生一种不漏流体的密封。该垫片的底表面被紧密压靠在该座的表面上以便提供一种紧密的表面对表面的接合，这种接合提供了一种不漏流体的密封。最后，在被压在该垫片与锁销之间时，该弹性的O形环188在该垫片与该锁销之间提供了一种不漏流体的密封，因此冷却剂不能逃逸。因此清楚的是，有多个密封点提供了不漏流体的密封作用。这些密封作用包括位于该螺纹部分处的锁销-冷却剂递送通道密封作用、位于该截头圆锥形平滑表面处的锁销-冷却剂递送通道密封作用、垫片-入座表面密封作用、以及由于该O形环形成的锁销-垫片密封作用。这多个密封作用提供了密封完整性，因此很少或基本没有冷却剂在从该冷却剂递送通道进入并且穿过该锁销的时候逃逸。如以上提及的，冷却剂流动穿过锁销106的纵向孔176而进入换向器板116的凹窝(或凹陷)372之中。凹窝372 (具有总体上圆形的几何形状)接收了该密封件118的直立套环262。凹窝372和直立套环262的尺寸是使得处于压力下时，该密封件118提供了与换向器板116在实际接触位置处的不漏流体的连接。如上文中说明的，在该密封件不与该换向器板相接触的地方在该直立套环中存在一个开口，并且因此在这个位置上不存在不漏流体的密封。冷却剂从该密封件开口(266，268)中流出而到达换向器通道并且然后朝向该拐角切削区域流到该切削镶片的径向冷却剂沟槽中。当处于压缩下时，密封件118提供了与该切削镶片的一种不漏流体的密封。更确切地说，该密封件118的截头圆锥形表面258压缩性地接触该中央开口的口缘以便产生一种不漏流体的密封。此外，当处于压缩下时，该截头圆锥形表面258的终端圆形边缘276压靠在该锁销106的轴向前端上。在该密封件的终端圆形边缘276与该锁销的轴向前端之间的这种压缩关系在该锁销与该密封件之间产生了一种不漏流体的密封。应该认识到，在冷却剂离开该锁销时的包容(containment)方面存在高度的完整性。在该密封件与该换向器板之间存在一种不漏流体的密封，除了在该密封件中存在开口的地方之外。在该密封件与该切削镶片之间存在一种不漏流体的密封。最后，在该密封件与该锁销之间存在一种不漏流体的密封。总之，明显的是在冷却剂从该冷却剂递送通道完全行进直到它到达该换向器板中的凹窝的整个过程中在冷却剂的包容方面存在高度的完整性。这多个不漏流体的密封作用点包括位于螺纹部分处的锁销-冷却剂递送通道密封作用、位于该截头圆锥形平滑表面处的锁销-冷却剂递送通道密封作用、垫片-入座表面密封作用、由于该O形环形成的锁销-垫片密封作用、经由该直立套环的密封件-换向器板密封作用、与围绕该切削镶片中央开口的这个口缘相邻的密封件-切削镶片密封作用、以及与该锁销的轴向前端相邻的密封件-锁销密封作用。冷却剂从密封件118经由开口 266、268流入该换向器板的通道376之中。该冷却剂在径向向外的方向上流经该通道376到达它离开与凹口 350相邻的通道376之处。该切削镶片具有一种相对于该冷却剂通道376和凹口 350的取向，使得冷却剂在离开通道376时进入该径向冷却剂沟槽中。应该认识到，对于上文中说明的这三种切削镶片中的任何一种，即，粗加工镶片、中级粗加工镶片、以及精加工镶片，情况都是如此。然后冷却剂流动穿过该径向长形通道而在其终点离开，从而向着该拐角切削刃区域喷出或喷射。该冷却剂喷雾从该切削镶片的前刀面中的径向冷却剂沟槽在向上且向外的方向上行进。该冷却剂喷雾撞击到在切削操作过程中从该工件上形成的切屑的下表面。图31是适合于接收该切削镶片组件的一个夹持器的另一个具体实施例的等距视图。这个夹持器390具有一个夹持器本体391，该夹持器本体具有相反的轴线前端392以及轴向后端393。 个柄396与后端393相邻，并且个头部395与如端392相邻。在头部395的入座部分中存在一个冷却剂端口 397。图31A显示了冷却剂递送通道398，它从该夹持器本体的后端进入并且沿着其全部长度延伸。图31B是类似于图31的夹持器的一个夹持器390A的等距视图，但是其中内部冷却剂通道398A是穿过该夹持器的底部而进入。图31C是类似于图31的夹持器的一个的夹持器390B的等距视图，但是其中内部冷却剂通道398B是穿过该夹持器的底表面而进入。存在一种认识，S卩，该冷却剂递送通道可以在多个位置中的任何一个位置中进入到该夹持器中，例如，在后部、侧面、以及底部。清楚的是本发明提供了一种切削组件、连同一种切削镶片组件，用于帮助增强在该切削镶片与工件之间的界面(即，镶片-切屑界面)附近的冷却剂递送。通过这样做，在从工件上形成切屑的材料去除过程中在该镶片-切屑界面处的过度热量减少。通过提供冷却剂流动，在该镶片-切屑界面处的过度热量减少从而消除或减少了切屑材料的累积。通过提供冷却剂到镶片-切屑界面上的流动，将有助于切屑从该镶片-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，本发明提供了与减少镶片-切屑界面处的热量有关的多个优点。在此提及的这些专利以及其他文献均通过引用结合在此。通过考虑本说明书或通过实施在此披露的发明，本发明的其他实施例对于本领域技术人员将是清楚的。本说明书和这些实例旨在仅是说明性的而无意限制本发明的范围。本发明的真正的范围和精神由以下的权利要求表明。
权利要求
1.一种用在形成切屑的材料去除操作中的粗加工切削镶片，该切削镶片包括: 一个切削镶片本体，该切削镶片本体具有一个入座表面和一个侧面、在外围边缘与该侧面之间的在其相应拐角附近的相交处的一个拐角切削区域； 该切削镶片本体包含一个中央开口； 该入座表面包含一个冷却剂递送沟槽，该冷却剂递送沟槽具有朝向相应拐角切削区域的径向取向，该冷却剂递送沟槽具有一个在该外围边缘处终止的径向外端以及一个开放进入该中央开口中的径向内端；以及 一对横向形貌区域，其中该一个横向形貌区域是沿着该冷却剂递送沟槽的一侧，而另一个横向形貌区域是沿着该冷却剂递送沟槽的另一侧，并且这些形貌区域中的每一个包括一个外围凹口。
2.根据权利要求1所述的粗加工切削镶片，其中该外围边缘具有一个等于约O度与+5度之间的前角。
3.根据权利要求1所述的粗加工切削镶片，其中该切削镶片本体具有一个相反的入座表面，并且该中央开口在这些入座表面之间延伸，该中央开口具有一个中间圆柱形区段以及与这些前刀面中的每一个相邻的截头圆锥形口缘。
4.根据权利要求3所述的切削镶片，其中该截头圆锥形口缘具有等于约84度的夹角，并且该中间圆柱形区段具有等于约7.68毫米的直径。
5.—种用在形成切屑的材料去除操作中的中级粗加工切削镶片，该切削镶片包括: 一个切削镶片本体，该切削镶片本体具有一个入座表面和一个侧面、在外围边缘与该侧面之间的在其相应拐角附 近的相交处的一个拐角切削区域； 该切削镶片本体包含一个中央开口； 该入座表面包含一个冷却剂递送沟槽，该冷却剂递送沟槽具有朝向相应拐角切削区域的径向取向，该冷却剂递送沟槽具有在该外围边缘处终止的一个径向外端以及开放进入该中央开口中的一个径向内端； 一对横向形貌区域，其中该一个横向形貌区域是沿着该冷却剂递送沟槽的一侧，而另一个横向形貌区域是沿着该冷却剂递送沟槽的另一侧；并且 这些形貌区域中的每一个包括一个横向凹口，该横向凹口具有一个面向前的倾斜面、以及总体上平行于该冷却剂递送沟槽的一个倾斜的横向面，并且其中该倾斜的横向面的面积从与该面向前的倾斜面的相交处以及相对于该外围边缘的终止处开始减小。
6.根据权利要求5所述的中级粗加工切削镶片，其中该外围边缘具有等于约+12度与+15度之间的前角。
7.根据权利要求5所述的中级粗加工切削镶片，其中该切削镶片本体具有一个相反的入座表面，并且该中央开口在这些入座表面之间延伸，该中央开口具有一个中间圆柱形区段以及与这些前刀面中的每一个相邻的截头圆锥形口缘。
8.根据权利要求7所述的中级粗加工切削镶片，其中该截头圆锥形口缘具有等于约84度的夹角，并且该中间圆柱形区段具有等于约7.68毫米的直径。
9.一种用在形成切屑的材料去除操作中的精加工切削镶片，该切削镶片包括: 一个切削镶片本体，该切削镶片本体具有一个入座表面和一个侧面、在外围边缘与该侧面之间的在其相应拐角附近的相交处的一个拐角切削区域；该切削镶片本体包含一个中央开口； 该入座表面包含一个冷却剂递送沟槽，该冷却剂递送沟槽具有朝向相应拐角切削区域的径向取向，该冷却剂递送沟槽具有在该外围边缘处终止的一个径向外端以及开放进入该中央开口中的一个径向内端； 一对横向形貌区域，其中该一个横向形貌区域是沿着该冷却剂递送沟槽的一侧，而另一个横向形貌区域是沿着该冷却剂递送沟槽的另一侧；并且 其中这些形貌区域中的每一个包括一个横向凹口，该横向凹口具有一个面向前的倾斜面以及总体上平行于该冷却剂递送沟槽的一个倾斜的横向面，并且其中该倾斜的横向面的面积从与该面向前的倾斜面的相交处以及相对于该外围边缘的终止处开始减小，并且多个凸起位于该倾斜的横向面上。
10.根据权利要求8所述的切削镶片，其中该外围边缘具有一个等于约+10度与+14度之间的前角。
11.根据权利要求8所述的切削镶片，其中该切削镶片本体具有一个相反的入座表面，并且该中央开口在这些入座表面之间延伸，该中央开口具有一个中间圆柱形区段以及与这些前刀面中的每一个相邻的截头圆锥形口缘。
12.根据权利要求11所述的切削镶片，其中该截头圆锥形口缘具有等于约84度的夹角，并且该中间圆柱形区段具有等于约7.68毫米的直径。
13.一种用在形成切屑的材料去除操作中的切削镶片，该切削镶片包括: 一个切削镶片本体，该切削镶片本体具有一个入座表面和一个侧面、在外围边缘与该侧面之间的在其相应拐角附近的相交处的一个拐角切削区域； 该切削镶片本体包含一个中央开口； 该入座表面包含一个冷却剂递送沟槽，该冷却剂递送沟槽具有朝向相应拐角切削区域的径向取向，该冷却剂递送沟槽具有在该外围边缘处终止的一个径向外端以及开放进入该中央开口中的一个径向内端；以及 一对横向形貌区域，其中该一个横向形貌区域是沿着该冷却剂递送沟槽的一侧，而另一个横向形貌区域是沿着该冷却剂递送沟槽的另一侧。
全文摘要
一种切削镶片(420，422，424)具有一个切削镶片本体(430，530，630)，该切削镶片本体包含一个中央开口(444，544，644)，并且具有一个入座表面(434，436，534，536，634，636)、一个侧面(438，538，638)、以及一个拐角切削区域(432，532，632)。该入座表面(434，436，534，536，634，636)包含一个径向冷却剂递送沟槽(460，560，660)，该径向冷却剂递送沟槽具有一个径向外端(478，578，678)以及一个径向内端(462，562，662)。一个横向形貌区域(480，580，680)是沿着该冷却剂递送沟槽(460，560，660)的一侧(466，566，666)，而另一个横向形貌区域(482，582，682)是沿着该冷却剂递送沟槽(460，560，660)的另一侧(468，568，668)。
文档编号B23C5/20GK103079733SQ201180042215
公开日2013年5月1日 申请日期2011年8月9日 优先权日2010年9月9日
发明者N·J·亨利, K·P·米兹加利斯基, 陈实 申请人:钴碳化钨硬质合金公司