CN103097057B - 具有内部冷却剂递送的切削镶片和使用其的切削组件 - Google Patents

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Abstract

一种可用于从工件上形成切屑并且去除材料的金属切削镶片（150）。该金属切削镶片（150）包括金属切削镶片本体（152，154），该本体包括切削刃（160），该切削刃具有至少一个分立的切削位置（161A-161F）。该金属切削镶片本体（152，154）进一步包括与该分立切削位置（161A-161F）相连通的独特的内部冷却剂通道（300）。该独特的内部冷却剂通道（300）具有限定了冷却剂通道入口（304）截面积的冷却剂通道入口（304）、限定了冷却剂通道排放口（302）截面积的冷却剂通道排放口（302）、以及轴向冷却剂通道长度。该独特的内部冷却剂通道（300）沿着其轴向冷却剂通道长度限定了冷却剂流动截面积。该冷却剂通道入口（304）截面积是与该冷却剂通道排放口（302）截面积基本上相同的。该冷却剂流动面积的几何形状沿着该轴向冷却剂通道长度而变化。

Description

具有内部冷却剂递送的切削镶片和使用其的切削组件
相关申请
本专利申请是由PaulD.Prichard和LinnR.Andras的在2007年11月15日提交的题为“带有芯部和冷却剂递送的铣刀和铣削镶片（MILLINGCUTTERANDMILLINGINSERTWITHCOREANDCOOLANTDELIVERY）”的未决的美国专利申请序列号11/940,394的继续部分申请，该未决的美国专利申请是由PaulD.Prichard和LinnR.Andras在2007年1月18日提交的的题为“带有冷却剂递送的铣刀和铣削镶片（MILLINGCUTTERANDMILLINGINSERTWITHCOOLANTDELIVERY）”的未决的美国专利申请序列号11/654,833的继续部分申请。诸位申请人特此要求以上两个上述未决的美国专利申请，即，于2007年11月15日提交的美国专利申请序列号11/940,394和2007年1月18日提交的美国专利申请序列号11/654,833的优先权的权益。诸位申请人另外特此将所述两个提及的未决的美国专利申请，即，于2007年11月15日提交的美国专利申请序列号11/940,394和于2007年1月18日提交的美国专利申请序列号11/654,833，的优先权的权益，其各自的全部内容通过引用结合在此。
技术领域
本发明涉及一种用于从工件上形成切屑和去除材料的、具有内部冷却剂递送的切削镶片、以及使用该切削镶片的组件。更确切地说，本发明涉及用于形成切屑的材料去除操作的一种切削镶片、连同使用该切削镶片的组件，其中在切削镶片与工件之间的界面（即，镶片-切屑界面）附近存在增强的冷却剂递送，以减少在镶片-切屑界面处的过度热量。
背景技术
在形成切屑的材料去除操作中（例如，铣削操作、车削操作，等等），在切削镶片与从工件上去除切屑的位置之间的界面（即，镶片-切屑界面）处产生热量。众所周知，在镶片-切屑界面处的过度热量可能负面影响（即，减小或缩短）切削镶片的有效刀具寿命。正如可以认识到的，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。因此，与减小镶片-切屑界面处的热量相关，存在很明显的优点。
关于授予Lagerberg的题为“带有内部冷却的切屑形成式切削镶片（CHIPFORMINGCUTTINGINSERTWITHINTERNALCOOLING）”的美国申请号6,053,669讨论了减少镶片-切屑界面处的热量的重要性。Lagerberg提到当由烧结碳化物制成的切削镶片达到一定温度时，其对塑性变形的抵抗性减小。塑性变形抵抗性的减小增大了切削镶片破裂的风险。授予Wertheim的关于“金属切削刀具（METALCUTTINGTOOL）”的美国专利号5,775,854指出了工作温度的上升导致切削镶片的硬度减少。该结果是增加了切削镶片的磨损。
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Prichard等人的题为“带有冷却剂递送的铣刀和铣削镶片（MILLINGCUTTERANDMILLINGINSERTWITHCOOLANTDELIVERY）”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分流器。该分流器具有一个冷却剂槽，该冷却剂槽将冷却剂递送到一个特定的切削位置。授予Prichard等人的题为“用于有效的冷却剂递送的金属切削系统（METALCUTTINGSYSTEMFOREFFECTIVECOOLANTDELIVERY）”的美国专利申请公开号US2008-0175678A1涉及一种切削镶片，其与一个顶部件和/或一个垫片联合起作用来协助将冷却剂递送到切削位置。
进一步地，授予Antoun的题为“带有一体式冷却剂通道和可更换喷嘴的刀夹具（TOOLHOLDERWITHINTEGRALCOOLANTPASSAGEANDREPLACEABLENOZZLE）”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Kraemer的题为“带有冷却剂系统的刀夹具（TOOLHOLDERWITHCOOLANTSYSTEM）”的美国专利号6,652,200披露了在切削镶片与顶板之间的多个凹槽。冷却剂流经这些沟槽来解决镶片-切屑界面之间的热量问题。授予Hong的题为“低温机加工（CRYOGENICMACHINING）”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。
易于了解的是，在形成切屑并且去除材料的操作中，镶片-切屑界面处的较高操作温度可能通过过早破裂和/或过度磨损而对有效刀具寿命造成有害影响。往往高度希望的是提供一种用于形成切屑的材料去除操作的切削镶片，其中存在向切削镶片与工件之间的界面（即，镶片-切屑界面，是在工件上产生切屑的位置）上的改进的冷却剂递送。与向镶片-切屑界面上的改进的冷却剂递送相关，往往存在多个优点。
在形成切屑的材料去除操作中，从工件上产生的切屑有时可以粘连（例如，通过熔接）在切削镶片的表面上。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，这会负面影响切削镶片的性能、并且因此影响整个材料去除操作。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镶片，其中存在着向镶片-切屑界面处的增强的冷却剂递送，从而在镶片-切屑界面处产生增强的润滑作用。在镶片-切屑界面处增强的润滑作用的结果是降低了切屑粘在切削镶片上的趋势。
在形成切屑的材料去除操作中，会发生的情况是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。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。不希望该铣削镶片对已经从工件上去除的切屑进行再次切削。向镶片-切屑界面上的冷却剂流动将促进从镶片-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种切削镶片，其中存在着向镶片-切屑界面处的增强的冷却剂递送以便减少对切屑进行再次切削的可能性。向镶片-切屑界面处的增强的冷却剂流动的结果是更好地从该界面附近排出切屑，其结果是降低了再次切削切屑的可能性。
许多因素会影响递送到该镶片-切屑界面上的冷却剂的程度。例如，将该冷却剂递送到该切削镶片上的结构的尺寸可以是供应到该切削镶片上的冷却剂的程度的限制因素。因此，往往高度希望的是提供多个供应孔，这些供应孔是等于或大于该切削镶片中的这些入口以便将冷却剂向切削镶片的流动最大化。往往高度希望的是提供这样一种切削镶片，其中两个或更多个冷却剂通道将冷却剂传送到单个的分立的切削位置中。此外，为了定制冷却剂的递送，在切削镶片中使用不规则的冷却剂通道和入口及排放口的可变面积允许实现此种用户化。一种这样的特征是提供一系列的冷却剂转向角度，该转向角度的范围可以是在约10度与约60度之间。
为了提高冷却剂的递送，有利的是将冷却剂穿过该夹具而提供到切削镶片中。这可以包括使用外部冷却剂供应或内部冷却剂供应。
关于切削镶片的制造，在使用一起形成了切削镶片的多个零件方面可能存在许多优势。例如，在一些实例中，由一个基底（提供了切削刃）以及一个芯部形成的切削镶片可以得到增强的寿命，因为在达到工具使用寿命的终点时只需要更换该基底。在这样一种安排中，该芯部是可分开地连接该基底上的，由此在该基底磨穿时该芯部被再次使用。该基底和芯部可以通过共烧结、硬钎焊和/或胶合而结合在一起。作为一个替代方案，该基底和芯部可以彼此接触而不连接在一起成为一体的构件，而是即便紧密接触仍然是分开的部件。另外，为了增强性能，该基底和芯部根据具体的应用可以是来自相同的或不同的材料。
当该切削镶片的优选实施方案呈现圆形的几何形状时，会存在一定优势。例如，当该切削镶片具有圆形的几何形状时，多个部件（例如，基底和芯部）的组装不需要转位。圆形的切削镶片不是带把手的，因此它可以在左边、右边以及中间使用。在仿形车削中，圆形切削镶片的高达50%可以用作切削刃。圆形切削镶片也可用于接合一个抗旋转的特征。
发明内容
在本发明的一个形式中，本发明是可用于从工件上形成切屑和去除材料中的一种金属切削镶片。该金属切削镶片包括一个金属切削镶片本体，该本体包括具有至少一个分立的切削位置的切削刃。该切削镶片本体进一步包含与分立的切削位置相连通的一个独特的内部冷却剂通道。该独特的内部冷却剂通道具有一个限定了冷却剂通道入口截面积的冷却剂通道入口、一个限定了冷却剂通道排放口截面积的冷却剂通道排放口、以及一个轴向冷却剂通道长度。该独特的内部冷却剂通道沿着其轴向冷却剂通道长度限定了一个冷却剂流动截面积。该冷却剂通道入口截面积是与该冷却剂通道排放口截面积基本上相同的。该冷却剂流动截面积的几何形状沿着该轴向冷却剂通道长度而变化。
在本发明的另一种形式中，本发明是可用于从工件上形成切屑和去除材料中的一种金属切削组件，其中一个冷却剂源将冷却剂供应到金属切削组件上。该金属切削组件包括一个具有凹座的夹具，其中该凹座提供了一个平坦表面，该平坦表面包含与该冷却剂源相连通的一个冷却剂端口，该冷却剂端口具有一个冷却剂端口截面积。该凹座接纳了一个金属切削镶片。该金属切削镶片包括一个金属切削镶片本体，该本体包括具有至少一个分立的切削位置的切削刃。该金属切削镶片本体进一步包含与分立的切削位置相连通的一个独特的内部冷却剂通道。该独特的内部冷却剂通道具有一个限定了冷却剂通道入口截面积的冷却剂通道入口、一个限定了冷却剂通道排放口截面积的冷却剂通道排放口、以及一个轴向冷却剂通道长度。该独特的内部冷却剂通道沿着其轴向冷却剂通道长度限定了一个冷却剂流动截面积。该冷却剂通道入口截面积是与该冷却剂通道排放口截面积基本上相同的。该冷却剂流动截面积的几何形状沿着该轴向冷却剂通道长度而变化。
附图说明
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是一个铣刀组件的一个具体实施方案的等角视图，其中该铣刀组件具有一个携带了多个切削镶片的铣刀本体，在这个具体的实施方案中有五个切削镶片，其中一个凹座携带了这些切削镶片中的单个切削镶片；
图1A是图1的铣刀组件的这些凹座之一的正视图，其中该凹座中没有切削镶片；
图2是夹具本体的具体实施方案的等角视图，该夹具本体在一个凹座中携带了一个切削镶片并且其中该切削镶片不是处于该凹座之中，并且KM是宾夕法尼亚州拉特罗布市（Latrobe,Pennsylvania15650）的肯纳金属公司的注册商标。
图2A是图2的夹具本体的凹座的顶视图，该凹座中没有切削镶片；
图3是拧上式（screw-on）刀夹具本体的具体实施方案的等角视图，该刀夹具本体在一个凹座中携带了一个切削镶片并且其中该切削镶片并不是位于该凹座中，并且其中以示意图形式展示了在冷却剂源与该凹座的平坦表面的冷却剂排放端口之间的连接；
图3A是图3的拧上式刀夹具的凹座的顶视图，该凹座中没有切削镶片；
图4是该切削镶片的基底构件的等角视图，显示了该基底构件的前刀面和侧表面；
图4A是图4的基底构件的一部分的放大图，详细显示了在两个肋之间限定的通道；
图5是该切削镶片的基底构件的等角视图，显示了该切削镶片的底表面和侧表面的；
图6是该切削镶片的芯部构件的等角视图，显示了或芯部构件的顶表面和侧表面；
图7是该切削镶片的芯部构件的等角视图，显示了芯部构件的底表面和侧表面；
图7A是该基底构件和芯部构件的等角视图，其中该芯部构件从基底构件上分解出来；
图8是切削镶片的基底构件和芯部构件的组件的等角视图，显示了切削镶片的底表面和侧表面；
图9是该切削镶片的底表面的等距视图；
图10是该底表面的一部分的放大图，显示了该基底构件和芯部构件的连接位置；
图11是图5的切削镶片的具体实施方案的底视图；
图12是图5的切削镶片的具体实施方案的侧视图；
图13是移开了切削镶片和夹具的一部分之后的等距视图，以便显示向分立的切削位置的冷却剂递送；并且
图14是该切削镶片的一个具体实施方案的顶视图；
图14A是图14B的截面视图的一部分的放大图，其中显示了独特的内部冷却剂通道；
图14B是图14的切削镶片沿着剖面线14B-14B获取的截面视图；
图15是从图14B的剖面线15-15获取的切削镶片的截面视图，示出了该独特的内部冷却剂通道；
图15A是图15中以圈15A指出的截面的一部分的放大图，显示了该内部冷却剂通道的几何形状；
图16是从图14B的剖面线16-16获取的切削镶片的截面视图，显示了独特的内部冷却剂通道；
图16A是图16中以圈16A指出的截面的一部分的放大图，显示了该内部冷却剂通道的几何形状；
图17是沿着图14B的剖面线17-17获取的切削镶片的截面视图，显示了该独特的内部冷却剂通道，其中剖面线17-17是以等于30.18度的角度“M”获得的。
图18是沿着图14B的剖面线18-18获取的切削镶片的截面视图，显示了独特的内部冷却剂通道，其中剖面线18-18是以等于50.10度的角度“N”获得的；
图19A是一个顶视图，展示了处于一个切削位置中时凹座中的切削镶片，其中这些冷却剂入口与该冷却剂源连通并且该支座（abutment）表面接合了该侧表面；
图19B是一个顶视图，展示了处于一个转位后的切削位置中时凹座中的切削镶片，其中这些冷却剂入口与该冷却剂源连通并且该邻接表面接合了该侧表面；
图20是该切削镶片的顶视图，显示了冷却剂的流动；并且
图21是该切削镶片的截面视图，显示了冷却剂穿过该内部冷却剂通道的的。
具体实施方式
参见这些附图，应该存在以下认识：本发明的切削镶片连同本发明的切削组件可以在多种不同的应用中操作。该具有内部冷却剂递送的切削镶片是用于从工件上进行形成切屑的材料去除。在这方面，该切削镶片是用于形成切屑的材料去除操作中，其中在切削镶片与工件之间的界面（即，镶片-切屑界面）附近存在改进的冷却剂递送，以便在该镶片-切屑界面处减少过度的热量。
向镶片-切屑界面上的增强的冷却剂递送产生了某些优点。例如，向镶片-切屑界面上的增强的冷却剂递送在该镶片-切屑界面处产生了增强的润滑作用，这减少了切屑粘到该切削镶片上的趋势。此外，向镶片-切屑界面上的增强的冷却剂流动导致了从该界面附近更好地排出切屑，其结果是降低了再次切削切屑的可能性。
如从下文的说明中将清楚的是，该冷却剂分散体或喷雾的性质是使得它在相邻的所谓被激活的内部冷却剂通道之间是连续的。该冷却剂实际上以冷却剂连续锥体的形式离开这些被激活的冷却剂通道。通过提供这样的冷却剂分散体，该切削镶片实现了向该镶片-切屑界面上的增强的冷却剂递送。
还应该存有以下认识：该内部冷却剂通道排放管具有一种取向，其中该冷却剂撞击在切屑表面下方。该冷却剂的这种取向增强了多种冷却特性，这增强了该切削镶片的总体性能。
在此对具体应用的说明不应是对该切削镶片的用途的范围和程度的限制。
在形成切屑的材料去除操作中，该切削镶片150接合一个工件从而从工件上典型地以切屑形式去除材料。一种典型地将材料以切屑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形成切屑的材料去除操作。Moltrecht的著作《机械工厂实践》（MachineShopPractice）[纽约州纽约市工业出版社有限公司，（(1981）]在199至204页尤其提供了对于形成切屑、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（ASTEToolEngineersHandbook）、纽约州纽约市麦克劳希尔图书公司（McGrawHillBookCo.）（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形成切屑的一个冗长的说明。这个ASTE手册在第303页展示了在形成切屑与机加工操作（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切屑的形成：授予Battaglia等人的美国专利号5,709,907（转让给了肯纳金属公司）、授予Battaglia等人的美国专利号5,722,803（转让给了肯纳金属公司）、以及授予Oles等人的美国专利号6,161,990（转让给了肯纳金属公司）。
参见附图，图1是一个等角视图，显示了总体上指定为40的一个铣刀组件。铣刀组件40具有一个带有中央铣刀本体部分44的铣刀本体42。多个波瓣46以径向向外的方式从该中央铣刀本体部分44延伸。这些波瓣46中的每个具有一个径向内边缘46以及一个径向外边缘48。每个波瓣46进一步具有一个远端47。
在远端47处，这些波瓣46中的每一个包含一个凹座54，该凹座具有一个平坦表面56。该平坦表面56总体上是圆形的并且具有一个圆周边缘57。一个直立壁58位于该平坦表面56的一个末端处，其中该直立壁58围绕该圆周边缘57的一部分延伸。
该平坦表面56进一步包含一个弧形开口（弧形槽口）60，该弧形开口以平行方式关于该圆周边缘57的一部分延伸。存在一个冷却剂排放端口62，它与该弧形开口60相连通。该冷却剂排放端口62是与一个冷却剂通道处于流体连通的，该冷却剂通道具有一个冷却剂进入端口。来自一个冷却剂源的冷却剂通过该冷却剂进入端口而进入该冷却剂通道之中并且行进至在该冷却剂排放端口处离开而进入该弧形开口60。离开而进入该弧形开口60中的冷却剂接着流入切削镶片150中，如将在下文中进行更详细说明的。该弧形开口60延伸了约90度以便与两个相邻的内部冷却剂通道相连通。该冷却剂源、冷却剂通道、以及该冷却剂进入端口的具体结构并没有展示、但是与结合拧上式刀夹具114所展示和讨论的对应结构是基本上相同的。
参见图1A，如以上提及的，该铣刀本体42具有一个凹座54以及一个相邻的直立壁58。该直立壁58包括一个抗旋转式支座70，该支座以径向向内的方式从该直立壁58延伸。该抗旋转式支座70进一步具有一个外围支座边缘72。如在下文中更详细说明的，该外围支座边缘72展示出了一种与该切削镶片150相接合的几何形状，由此该抗旋转式支座70防止该切削镶片150在位于凹座54中时的转动。该抗旋转式支座70以及它与切削镶片的协助是沿着授予DeRoche等人的题为“用于圆形切削镶片的抗旋转式安装机构（ANTI-ROTATIONMOUNTINGMECHANISMFORROUNDCUTTINGINSERT）”的美国专利号6,238,133B1所显示和说明的结构的线。
切削镶片150可以与夹具而非以上说明的铣削组件40结合使用。例如并且参见图2和2A，可以将切削镶片150与夹具80结合使用。该夹具80具有一个远端82以及一个近端84。该夹具80进一步具有在其远端82处的一个凹座86，该凹座具有一个平坦表面88。该平坦表面88具有圆形的几何形状以及一个圆周边缘89。
一个直立壁90与该平坦表面88相邻。该直立壁90关于该平坦表面88的圆周边缘89的一部分延伸。该平坦表面88进一步包含一个弧形开口92，该弧形开口是与一个冷却剂排放端口94相连通的。该平坦表面88进一步具有一个螺纹孔96，该螺纹孔协助将切削镶片150附接到夹具80之中。
尽管没有在这些图中示出，但是该夹具80进一步具有一个冷却剂通道，该冷却剂通道具有一个冷却剂进入端口。该冷却剂进入端口是与一个冷却剂源相连通的。如在下文中更详细说明的，该冷却剂从该冷却剂源穿过该冷却剂进入端口进入到该冷却剂通道中并且经由该冷却剂排放端口94离开该冷却剂通道而进入到该弧形开口92之中。然后冷却剂从该弧形开口92行进到该切削镶片150之中。该弧形开口延伸了约180度以便与三个相邻的内部冷却剂通道相连通。
该夹具80进一步包括一个抗旋转式支座104，该支座以径向向内的方式从该直立壁90延伸。该抗旋转式支座104具有一个外围支座边缘106。将作为下文中讨论的主题，该外围支座边缘106提供了接合该切削镶片150的几何形状，以便防止该切削镶片150在位于凹座86中时转动。
作为适合与切削镶片150一起使用的夹具的又另一个实例，图3和3A展示了一个拧上式刀夹具114，该刀夹具具有一个刀夹具本体116。刀夹具本体116具有一个远端118和一个近端120。该刀夹具本体116具有在其远端118处的一个凹座122。该凹座122提供了一个平坦表面124，该平坦表面呈总体上圆柱形的形状，带有一个外围圆周边缘125。沿着该平坦表面124的外围圆周边缘125的一部分存在一个直立壁126。
该平坦表面124进一步包含一个螺纹孔132，该螺纹孔协助将该切削镶片150附接到拧上式刀夹具114之中。
该平坦表面124包含一个弧形开口128，该弧形开口与一个冷却剂排放端口130相连通。该拧上式刀夹具114进一步具有一个冷却剂通道134，该冷却剂通道具有一个冷却剂进入端口135以及一对冷却剂排放端口136和137。冷却剂排放端口136、137是与一个冷却剂源相连通的。如在下文中更详细说明的，冷却剂从该冷却剂源138穿过该冷却剂进入端口135而进入到该冷却剂通道134中并且经由该冷却剂排放端口136、137离开该冷却剂通道134。冷却剂然后流入该弧形开口128之中，并且如将更详细说明的，进入切削镶片150之中。该弧形开口延伸了约180度以便与三个相邻的内部冷却剂通道相连通。
应该存在以下认识：多种不同的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，包括直馏油（straightoil）和可溶性油的基于油的流体，以及包括合成的和半合成的冷却剂的化学流体。直馏油由基础矿物或石油组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（还被称为乳液流体）由与乳化剂和共混剂相结合的石油或矿物油基础组成。与乳化剂和共混剂相结合的石油或矿物油是可溶性油（还被称为可乳化油）的基本组分。所列组分在其水混合物中的浓度通常是在30%-85%之间。通常，皂类、湿润剂、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，它们可以引起流体的发泡趋势。另外，可溶性油可以包含油性试剂，诸如酯类、极压添加剂类、提供“储备碱度”的烷醇胺类，抗微生物剂诸如三嗪或噁唑烷（oxazolidene），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亚类：真溶液流体以及表面活性流体。真溶液流体主要由碱性的无机和有机化合物组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的无机和有机腐蚀抑制剂组成、结合阴离子的非离子湿润剂以便提供润滑作用并且改进润湿能力。基于氯、硫、以及磷的极压润滑剂，连同最近开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之中。半合成流体（还被称为半化学品）在其浓缩物中包含更低量的精炼基础油（5%-30%）。它们另外混合有多种乳化剂、连同30%-50%的水。因为，它们包括合成油和可溶性油两种组分，呈现了合成油和水溶性油共有的特征特性。
该刀夹具本体116进一步包括一个抗旋转式支座140，该支座以径向向内的方式从该直立壁126延伸。该抗旋转式支座140具有一个外围支座边缘142。该外围支座边缘142具有接合该切削镶片150的几何形状以便防止该切削镶片150当位于凹座122中时旋转。
参见其余的图，以下是对切削镶片150的优选的具体实施方案的说明（参见图8和图9），该切削镶片适合于与这些夹具中的任何一个一起使用，这些夹具是：铣刀本体42、夹具80、以及拧上式刀夹具114。切削镶片150在从工件上进行形成切屑的材料去除中是有用的，其中一个冷却剂源为该切削镶片提供冷却剂。该切削镶片150包括一个切削镶片本体151（参见图8），该切削镶片本体包括一个基底构件152以及一个芯部构件154。如将在下文中更详细说明的，该基底构件152和芯部构件154一起形成了该切削镶片本体151。如将从下文的讨论中变得清楚的是，该基底构件和芯部构件可以连接在一起以形成一个整体件或者可以一起被压紧从而维持它们各自分开的且独特的性质。
切削镶片150的这些部件，即，基底构件152和芯部构件154，可以由适合用作切削镶片的任何数目的材料之一来制造。以下材料是对于切削镶片有用的示例性材料：工具钢类、烧结碳化物类、金属陶瓷类或陶瓷类。具体的材料和材料的组合取决于切削镶片的具体应用。诸位申请人考虑到该基底构件和该芯部构件可以由不同的材料制成。
关于工具钢类，以下专利文献披露了适合于用作切削镶片的工具钢：题为“高速钢（HighspeedSteel）”的美国专利号4,276,085、题为“超硬高速工具钢（Superhardhigh-speedtoolsteel）”的美国专利号4,880,461、以及题为“由烧结粉末生产的高速工具钢及其生产方法（HighSpeedToolSteelProducedbySinteredPowderandMethodofProducingtheSame）”的美国专利号5,252,119。关于烧结碳化物类，以下专利文献披露了适合用作切削镶片的烧结碳化物：题为“含有锆和铌的烧结碳化物体及其制造方法（CementedCarbideBodyContainingZirconiumandNiobiumandMethodofMakingtheSame）”的美国专利申请公开号US2006/0171837A1、题为“优选粘合物富集烧结的碳化物体及其制造方法（PreferentiallyBinderEnrichedCementedCarbideBodiesandMethodofManufacture）”的美国再公告专利号34,180、以及题为“具有不分层的表面粘合物富集的AC多孔基体的带涂层切削镶片（CoatedCuttingInsertwithACPorositySubstrateHavingNon-StratifiedSurfaceBinderEnrichment）”的美国专利号5,955,186。关于金属陶瓷类，以下专利文献披露了适合于用作切削镶片的金属陶瓷：题为“复合物及其生产过程（CompositeandProcessfortheProductionThereof）”的美国专利号6,124,040，以及题为“具有Co-Ni-Fe粘合剂的金属陶瓷的切削镶片（CuttingInsertofaCermetHavingaCo-Ni-FeBinder）”的美国专利号6,010,283。关于陶瓷类，以下专利文献披露了适合于用作切削镶片的陶瓷：题为“氧化铝-氧化锆-碳化硅-氧化镁陶瓷切削刀具（Alumina-zirconia-siliconcarbide-magnesiaCeramicCuttingTools）”的美国专利号5,024,976、题为“塞隆切削工具组合物（SiAlONCuttingToolComposition）”的美国专利号4,880,755、题为“氮化硅陶瓷和由其制成的切削工具（siliconNitrideCeramicandCuttingToolmadeThereof）”的美国专利号5,525,134、题为“由粗碳化硅晶须增强的陶瓷体及其制造方法（CeramicBodyReinforcedwithCoarseSiliconCarbideWhiskersandMethodforMakingtheSame）”的美国专利号6,905,992、以及题为“含镱的塞隆及其制造方法(SiAlONContainingYtterbiumandMethodofMaking)”的美国专利号7,094,717。
提及基底构件152，如尤其是在图4、图4A和图5中展示出的基底构件152，该基底构件152包括一个前刀面156以及一个侧表面158。因为芯部构件154装配在该基底构件52之内而形成切削镶片150，所以该基底构件152的侧表面158就是该切削镶片150的侧表面。以类似的方式，由于该芯部构件154相对于该基底构件152的尺寸和定位，该基底构件152的前刀面156提供了该切削镶片150的可操作的前刀面。
该前刀面156和侧表面158的相交形成了切削刃160，在这个实施方案中该切削刃是总体上圆形的切削刃。如将在下文中更详细说明的，该切削刃160提供了多个分立的切削位置。在这个实施方案中，存在六个分立的切削位置161A到161F。这些切削位置（161A-161F）分别间隔开约60度。此外，每个分立的切削位置（161A-161F）是在每对相邻肋170之间的中途。
该基底构件152的前刀面156具有一个径向向外的表面162，该表面是从切削刃160径向向内的并且围绕该前刀面156的整个圆周延伸。在该径向向外的表面162的径向向内处定位了一个第一过渡表面164，而在第一过渡表面164的径向向内处定位了一个第二过渡表面166。该第一和第二过渡表面中的每个当在径向向内的方向上移动时向着该切削镶片的底部移动。该第二过渡表面166汇入一个通道168或者一个肋170之中。
应该存在以下认识：这些表面，即，径向向外的表面162、第一过渡表面164、以及第二过渡表面166，可以展示出多种不同的几何形状或表面构型中的任一种。这些表面的目的是在该切削刃160与该基底构件152的内部部分之间提供一种过渡，该内部部分包括通道168以及肋170。此外，一种尤其特别的几何形状可以有效提高该切削镶片的断屑特征。一种尤其特别的几何形状还可以有效增强向该镶片切屑界面上的冷却剂递送，因为冷却剂会碰撞在切削镶片的这个区域上。
参见图4A，它是图4的一个区段的放大，这些通道168中的每个具有一对相反的通道外围表面，即，通道外围表面172以及通道外围表面174。每个通道168进一步具有一个中央槽176。每个相邻的肋170具有一个径向向内的挡板180以及一个相反的径向向内的挡板181，这些限定了通道168的横向边界。这些肋170的每一个还具有一个外围接触表面182。
该基底构件152进一步限定了一个中央芯部接纳孔186。该中央芯部接纳孔186接纳了该芯部构件154。下文是对该基底构件152和芯部构件154的组件的讨论。
该基底构件152还具有一个侧表面158。该侧表面158具有一个与该前刀面156相邻的圆柱形的侧表面部分200。该圆柱形的侧表面部分200向着该底表面延伸了一个选定的距离，在这个点上它过渡为一个总体上截头圆锥形的表面部分（参见括号202）。
该总体上截头圆锥形的表面部分202提供了正弦波形状的几何形状，其中存在多个正弦波形状的波谷或凹口206。这些正弦波形状的波谷206中的每个具有一个相反的侧面208、另一个相反的侧面210、以及一个弧形中间部分212。对于每个正弦波形状的波谷206，其圆周宽度从该基底构件152的顶部向底部增加。在各个正弦波形状的波谷206之间，有多个正弦波形状的凸台220。每个正弦波形状的凸台220具有相反的侧面221，222以及一个弧形中间部分223。对于每个正弦波形状的凸台220，其圆周宽度从该基底构件152的顶部向底部增加。
每个正弦波形状的波谷206限定了一个凹陷，该凹陷提供了一个弧形表面。如将在下文中讨论的，该正弦波形状的波谷206可以与一个抗旋转式支座协助，由此该支座接合了该正弦波形状的波谷206的凹陷以便防止切削镶片150在位于该夹具的凹座中时转动。应该存在以下认识：该侧表面的几何形状不必提供这些正弦波形状的凹口。该侧表面可以呈现其他几何形状，例如像没有凹口或凹陷的平滑表面。
该基底构件152进一步具有一个底表面226。该底表面226提供了一个正弦波形状的圆周边缘228。该正弦波形状的圆周边缘228具有多个波峰230A到230F以及多个波谷232A到232F。
该基底构件152的底表面226进一步包含多个槽口238A到238F以及多个凸台240A到240F。这些槽口（238A到238F）以及凸台（240A到240F）限定了在中央芯部接纳孔186终点处该边缘的轮廓。
参见芯部构件154的结构，并且尤其是图6和7，该芯部构件154包括一个顶部末端244以及一个底部末端246。与该顶部末端244相邻的是一个总体上圆形的区段248，而与该底部末端246相邻的是一个一体的、总体上截头圆锥形的区段250，该截头圆锥形的区段从总体上圆形的区段248经由弧形过渡部251延伸。在该顶部末端244有一个径向外部顶表面252，该顶表面具有一个圆周外部边缘254。在该径向外部顶表面252的径向向内处定位了一个径向内边缘256。
参见该一体的、总体上截头圆锥形的区段250的内表面，在向着底部末端246的方向上移动，有一个内部过渡表面258汇入一个内部圆柱形表面262中。参见该一体的、总体上截头圆锥形的区段250的外表面，存在一个弧形外表面264以及一个截头圆锥形的外表面266。存在一个底部圆柱形表面268，该底部圆柱形表面具有在底部末端246处的一个径向外部圆周边缘270。
如从以下说明中将变得清楚的是，该切削镶片本体151包含在该基底构件152与该芯部构件154之间形成的多个独特的内部冷却剂通道300（参见图14）。如更详细说明的，当附接到一个夹具的凹座上时，相邻的一对独特的内部冷却剂通道300对应于这些分立的切削位置中的每一个。
为了形成完整的切削镶片150，例如像在图8中展示的，该基底构件152和芯部构件154结合在一起。图8A展示了从基底构件152上分解出并且与其对齐的芯部构件154。该基底构件152的中央芯部接纳孔186接纳了该芯部构件154，这样该芯部构件154的外表面与该基底构件152的选定区域相接触。更确切地说，该弧形外表面264和该截头圆锥形的外表面266的这些部分与每个肋168的弧形接触表面182相接触。在这些图中，该接触表面182以交叉阴影线示出。
在该基底构件152与该芯部构件154之间的接触点是非常牢固的。在该基底构件152与该芯部构件154之间的这种非常牢固的接触在图10和图15中进行了展示。接触的程度是足够牢固的、在接触位置处是不漏流体的。接触程度是足够牢固的而使得这些部件在使用过程中不会分开。
在该基底构件与该芯部构件之间的接触可以通过这些部件一起的实际连接。可以通过多种方式中的任何一种来完成该基底构件152与该芯部构件154之间的连接。例如，诸如共烧结、硬钎焊和/或胶合等技术是适合的。具体的技术可以是特别适用于某些材料的。例如，共烧结可以适用于以下情形：该基底构件和芯部构件是同一种材料的（例如，碳化钨-钴材料）。胶合可以适用于以下情形：用于该基底构件和该芯部构件的材料是不相似的（例如，一个钢质的芯部构件和一个碳化钨-钴的基底构件）。该接触还可以如下完成：将部件压紧在一起而仍然保持主题是彼此分开且独特的。例如，该切削镶片可以牢固地螺纹式连接到该夹具上，由此在该基底构件与该芯部构件之间存在一个非常强的表面与表面的接触，这是由于在切削镶片与夹具之间的非常紧密的连接。当这些部件通过将该切削镶片紧固到该夹具上时而压在一起时，这些部件在从夹具上拆卸该切削镶片时被分开。
这些部件的具体材料的选择是取决于该切削镶片的特殊应用。这些部件使用陶瓷-陶瓷或碳化物-碳化物或钢-碳化物组合以多种材料选择来提供切削镶片。通过这样做，该切削镶片具有扩大的材料选择特征，这允许从材料角度实现的切削镶片的优化定制。
如将清楚的是，这些部件并且因此这些切削镶片呈现圆形的几何形状。通过使用圆形的几何形状，多个部件（一个基底和一个芯部）的组装不需要转位就可实现。与要求特殊对齐的部件相比较，不存在转位或特殊的对齐减少了制造成本并且使得组装更容易。这对于芯部构件尤其是如此。该芯部构件具有总体上圆柱形/圆锥形的几何形状。它不具有要求在组装至基底上时进行特殊对齐或定向的外部特征。因此，与各自具有复杂几何形状特征的多个部件的组装相比较，该芯部与基底的组装是容易的并且是廉价的。
如以上提及的，该切削镶片150具有多个独特的内部冷却剂通道300。以下对一个内部冷却剂通道300的说明就足以说明所有这样的内部冷却剂通道300。
关于这些内部冷却剂通道300中的每一个，该基底构件152上的和该芯部构件154上的选定表面限定了该内部冷却剂通道300的边界。更确切地说，该基底构件152的选定表面中的一些是限定了通道168的那些表面，即，通道外围表面172、174、以及中央槽176。该基底构件152的其他选定表面包括一个肋170的径向向内的挡板178以及一个相邻肋170的径向向内的挡板180。关于芯部构件154，其外表面帮助限定了内部冷却剂通道300。
该内部冷却剂通道300具有一个内部冷却剂通道排放口302以及一个内部冷却剂通道入口304。如清楚的是，冷却剂穿过该内部冷却剂通道入口304而进入该内部冷却剂通道300、行进穿过该内部冷却剂通道300、并且然后经由该内部冷却剂通道排放口302而离开。在离开该内部冷却剂通道300时，冷却剂向着与工件接合的该分立的切削位置喷洒。
图14是的切削镶片150的顶视图，为该内部冷却剂通道300的讨论提供了一个参考点，尤其是对于在切削镶片150的优选的具体实施方案中的内部冷却剂通道300的几何形状。图14B是图14的切削镶片150沿着图14的剖面线14B-14B获取的截面视图。图14A是图14B的圈14A中的区段的放大视图，显示了内部冷却剂通道300。如图14B中所示，这些截面视图15、15A、16、16A、17和18是以总体上垂直于冷却剂流动的总体方向的一个取向来获取的。该截面积可以被认为是沿着该内部冷却剂通道在特定位置上的冷却剂流动面积。
在这个优选的具体实施方案中，清楚的是该内部冷却剂通道300的冷却剂流动截面积的几何形状沿着该内部冷却剂通道300的轴向长度（即，轴向冷却剂通道长度）而发生变化。此外，应该存在以下认识：该冷却剂流动截面积可以改变以便在该镶片-切屑界面处的实特别希望的流动构型或者喷洒图案。在这个具体的实施方案中，该喷洒图案具有连续性而在分立的切削位置附近呈现冷却剂的连续锥体。在此方面，图20以示意图形式展示了在材料去除操作过程中当两个相邻的内部冷却剂通道被激活（即，与该冷却剂源连通）时冷却剂的喷洒图案（指定为“CF”的箭头）。
下表I列出了针对切削镶片的具体实施方案在图14B中的截面15-15到18-18所示的位置处的冷却剂流动面积。这个表中的具体的值仅仅是对于一个优选的具体实施方案而言并且无意对本发明的如由所附权利要求书限定的范围进行限制。表I还提供了每个截面距内部冷却剂通道入口304的距离。如表I中指出的，参考字母“W”、“X”、“Y”、和“Z”对应于截面的位置。更确切地说，距离“W”、“X”、“Y”、和“Z”是在截面线穿过该内部冷却剂通道300的径向向内的表面的位置处。
表I
内部冷却剂流动通道中的冷却剂流动面积的值
基于表I中的数据，该冷却剂通道入口面积与冷却剂通道排放口面积是基本上相同的，该冷却剂流动面积沿着该轴向冷却剂通道长度发生变化，并且该冷却剂通道入口是小于该冷却剂端口面积。关于后一个特征，在切削镶片的这个优选的具体实施方案中，与其连通的冷却剂端口具有等于7.06平方毫米的冷却剂端口面积。
参见图15A和16A，该内部冷却剂通道在截面上可以由弧形的径向向内的表面600、一对侧面602、604（以总体上径向向外的方向移动）以及一对会聚的径向向外的表面606、608（在顶点610处相连）被限定。从图15A和图16A的冷却剂流动面积之间的对比中清楚的是，该内部冷却剂通道300的从该内部冷却剂通道入口304到获取截面16-16之处的点的冷却剂流动面积增大了。该弧形的径向向内的表面600在一定程度上变宽，如同这对会聚的径向向外的表面606，608的长度那样，这对表面在顶点610处彼此相连。以总体上径向向外的方向移动的这对侧面602、604在该内部冷却剂通道300的这个区域中在一定程度上保持恒定。冷却剂流动面积的增加是由于该弧形的径向向内的表面600的宽度的增加以及这对会聚的径向向外的606、608（它们彼此在顶点610处相连）的尺寸的必然增加而发生的。
该冷却剂流动面积从截面16-16和截面17-17的点在更小的程度上增加。在通过截面16-16和截面17-17所示的内部冷却剂通道300中的这些点处，冷却剂流动面积之间的对比显示了该内部冷却剂通道的进一步变宽。图18中所示的冷却剂流动面积代表该内部冷却剂通道排放口302的冷却剂流动面积。清楚的是，总体上，该内部冷却剂通道在从入口移动到排放口时存在横向扩大和径向减小。
图15A表示了该内部冷却剂通道入口304的几何形状。图18表示了该内部冷却剂通道排放口302的几何形状。这些几何形状的对比显示了该内部冷却剂通道入口304的几何形状与该内部冷却剂通道排放口302的几何形状是不同的。即使该冷却剂通道入口面积与该冷却剂通道排放口面积基本上相同时也是如此。
参见图19和图19A，在操作中，该切削镶片被固持在一个夹具的凹座之中，例如像铣刀40。在夹具中，像铣刀40中，该切削镶片150由一个穿过该切削镶片并且进入到该凹座中的螺纹孔中的螺钉被保持在该凹座之中。为了将该切削镶片固定在该凹座中，该切削镶片具有一种取向，使得该抗旋转式支座70与该切削镶片的侧表面相接合。在此方面，该外围支座边缘72提供了的几何形状对应于正弦波形状的波谷206的几何形状。这种接合产生了一个支座，该支座限制了该切削镶片在位于该凹座中时的旋转移动。
为了在切削（即，材料去除）中进行接合，该切削镶片150是处于某种条件下，其中该多个分立的切削位置中的选定的一个与该工件是接合的。图19A中箭头“DCL1”总体上显示了所选定的分立的切削位置。当在这个条件下时，相应的一对独特的内部冷却剂通道300A和300B通过冷却剂通道入口304A和304B而与弧形孔相连通，冷却剂通道入口304A和304B进而通过一个冷却剂端口与冷却剂源相连通。
参见图19A，在切削镶片与该凹座之间的相对定位显示了该弧形孔是与相邻的这对内部冷却剂通道入口304A和304B处于流体连通的。存在以下认识：来自该冷却剂源的冷却剂同时流入内部冷却剂通道300A和300B两者之中，由此该内部冷却剂通道300A和300B可以被认为是被激活的。应该理解的是，该凹座可以包括一个弧形孔（或一个类似特征），该弧形孔允许三个一组的内部冷却剂通道同时与该冷却剂源相连通。
参见图21，如人们可以认识到的，该冷却剂是沿着限定了该内部冷却剂通道300的这些表面。当冷却剂沿着该芯部的弧形表面时，该冷却剂向着该内部冷却剂通道排放口302以径向向外的方向来前行。因此，该冷却剂在离开该内部冷却剂通道排放口302时在切削刃处流动。通过在径向向外的方向上流动，该冷却剂更好地发挥功能而冲刷与该工件接合的切削刃。该冷却剂喷洒图案显示了一个分散角度DA1，该分散角度是相对于这条平行于该切削镶片的前刀面的轴线的一个角度。应该存在以下认识：该分散角度的范围可以是在大约10度与大约60度之间。对图13的回顾显示了相同的特征：冷却剂在离开该内部冷却剂通道排放口时分散开。
由于该内部冷却剂通道的几何形状的性质，该冷却剂的分散导致了冷却剂的连续喷洒。图20是表示这种冷却剂连续喷洒的示意图。这种冷却剂连续喷洒确保了在分立的切削位置处镶片-切屑界面经历足够的冷却剂冲刷、并且因此经历足够的冷却剂引起的冷却。如上文中提及的，由于足够的冷却剂递送到该镶片-切屑界面上而存在许多优点。
一旦该分立的切削位置已经磨损到必须进行改变的点，操作者可以将该切削镶片转位至下一个切削位置中。图19B显示了下一个切削位置。图19B中箭头“DCL2”总体上显示下一个选定的分立的切削位置。当处于新位置中时，对应的一对独特的内部冷却剂通道（300B和300C）与该冷却剂源通过该冷却剂通道入口304B和304C相连通以便将冷却剂递送至该切削镶片150的选定分立切削位置处。因此，冷却剂被供应到与新的分立切削位置相对应的镶片切屑界面上。
进行测试以便将本发明切削镶片的一个具体实施方案（贯穿冷却剂）与由宾夕法尼亚州拉特罗布市（15650）的肯纳金属公司制造和出售的商业切削镶片（标准切削镶片）进行比较。两种切削镶片都是由相同等级的烧结（钴）碳化物、相同的镶片类型（除了本发明的切削镶片的贯穿冷却剂特征之外）以及相同的边缘制备来制成的，其中关于含边缘制备的切削镶片的ISO命名为RCGX64SFG。下表II中根据该切削镶片磨损到以下点之前的道次数列出了测试结果，在这个点，失效指标是或者0.015英寸的最大侧向磨损或者0.030英寸的最大前刀面切屑，无论哪个先发生。
表II
切削测试的测试结果（根据道次数）
以下列出了其他测试参数。工件材料：Ti6Al4V。镶片边缘类型=圆形，其中iC=0.750英寸；刀具直径是3.00英寸；每个刀具的镶片数目为一并且道次的长度是12英寸。切削速度为Vc=150英尺/分钟；RPM=202；真实切屑负载=0.006英寸/齿；计划切屑负载=0.010英寸/齿；切口的轴向深度=0.15英寸；切口的径向深度=2.000英寸；给进速率=2.020英寸/分钟。机器是MazakFJV；冷却剂是湿的；冷却剂类型是[Syntilo是英国威尔特郡的嘉实多有限公司（CastrolLimited,WiltshireEngland）的注册商标]；冷却剂压力=1000psi；浓度=12.0%；并且MMR（英寸2/分钟）=0.606。
从测试结果清楚的是，本发明的切削镶片经历了超过商业切削镶片的实质性改进。改变之前的道次数必然从4.33的平均值增加到11.33的平均值。这是道次数的约百分之261百分比的增加，大于百分之250。
容易清楚的是本发明的切削镶片和切削组件为铣削镶片与工件之间的界面（即，镶片-切屑界面，是工件上产生切屑的位置）提供了改进的冷却剂递送。通过这样做，本发明的切削镶片和切削组件为镶片-切屑界面提供了增强的冷却剂递送，从而在镶片-切屑界面上产生了增强的润滑作用。在镶片-切屑界面处增强的润滑作用的结果是降低了切屑粘附到切削镶片上的趋势，并且从该界面附近更好地排除切屑，其结果是减少了再次切削切屑的可能性。
本发明的切削镶片和切削组件实现了对递送到该镶片-切屑界面上的冷却剂程度产生影响的因素。例如，将该冷却剂递送到该切削镶片上的结构的尺寸可能是被供应到该切削镶片上的冷却剂的程度的限制因素。本发明的切削镶片和切削组件提供了多个供应孔（冷却剂端口），这些供应孔是与切削镶片中的这些入口相等的或更大的以便使冷却剂到该切削镶片的流动最大化。本发明的切削镶片和切削组件提供了一种安排，在该安排中，两个或更多个冷却剂通道将冷却剂递送到单个的分立的切削位置上。本发明的切削镶片和切削组件在切削镶片中提供了不规则的冷却剂通道和可变的入口和排放口面积，这允许实现冷却剂递送的用户化。通过这样做，可以提供一系列的冷却剂转向角度，该转向角度的范围可以是在约10度与约60度之间。
本发明的切削镶片和切削组件提供了制造和性能的优点。在使用一起形成了该切削镶片的多个零件方面，存在着许多优势。例如，在一些情况下，由一个基底（提供了切削刃）和芯部形成的切削镶片可以得到增强的寿命，因为在达到工具使用寿命的终点之后，只需要更换该基底。在这样一种安排中，该芯部可分开地连接到该基底上（或与该基底一起起作用），由此在该基底磨穿时该芯部被再次使用。该基底和芯部可以通过共烧结、硬钎焊和/或胶合而结合在一起。此外，该基底和芯部可以紧密地压靠在彼此上而仍然保持它们的分开的和独特的特征。另外，为了增强性能，该基底和芯部可以根据具体的应用而来自相同的或不同的材料。
当该切削镶片的优选的具体实施方案在一个或多个位置上呈现圆形的几何形状时，会存在一定优势。例如，当该切削镶片在对多个部件进行组装的位置处具有圆形的几何形状时，多个部件（例如，基底和芯部）的组装并不需要转位。当该切削镶片在切削刃处为圆形时，圆形的切削镶片不是带把手的，因此它可以用在左边、右边或中间。在仿形车削中，切削镶片的高达50%可以用作切削刃。
该切削镶片也是可用于接合一个抗旋转式特征。
在此提及的这些专利以及其他文献通过引用结合在此。通过考虑本说明书或通过实施在此披露的发明，本发明的其他实施方案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。本发明的真实范围和精神由以下的权利要求表明。

Claims (13)

1.一种用于从工件上形成切屑并且去除材料的金属切削镶片，该金属切削镶片包括：
金属切削镶片本体，该金属切削镶片本体包括具有至少一个分立的切削位置的切削刃；
该金属切削镶片本体包括基底构件和芯部构件，并且该基底构件具有基底前刀面和基底侧表面，并且这些分立的切削位置中的每一个均包括在该基底前刀面与该基底侧表面的相交处形成的切削刃的分立部分，所述基底构件具有内部部分，所述内部部分具有多个通道(168)和多个肋(170)，每个通道(168)均具有一个中央槽(176)，每个肋(170)均具有一个外围接触表面(182)；
该金属切削镶片本体进一步包含与该分立的切削位置相连通的独特的内部冷却剂通道；
该独特的内部冷却剂通道具有限定了冷却剂通道入口截面积的冷却剂通道入口、限定了冷却剂通道排放口截面积的冷却剂通道排放口、以及轴向冷却剂通道长度；
该独特的内部冷却剂通道沿着其轴向冷却剂通道长度限定了冷却剂流动截面积；
该冷却剂通道入口截面积是与该冷却剂通道排放口截面积基本上相同的；并且
该冷却剂流动截面积的几何形状沿着该轴向冷却剂通道长度而变化。
2.根据权利要求1所述的金属切削镶片，其中，该基底构件是由选自下组的材料中的一种制成的，该组由以下各项组成：工具钢、烧结碳化物、金属陶瓷、以及通过粉末冶金技术生产的陶瓷，并且该芯部构件是由选自下组的材料中的一种制成的，该组由以下各项组成：工具钢、烧结碳化物、金属陶瓷、以及通过粉末冶金技术生产的陶瓷。
3.根据权利要求2所述的金属切削镶片，其中，该基底构件是由与该芯部构件相同的材料制成的。
4.根据权利要求2所述的金属切削镶片，其中，该基底构件是由与该芯部构件不同的材料制成的。
5.根据权利要求1所述的金属切削镶片，其中，该基底构件是可分开地连接到该芯部构件上的。
6.根据权利要求1所述的金属切削镶片，其中，该冷却剂通道入口截面积的几何形状与该冷却剂通道排放口截面积的几何形状是不同的。
7.根据权利要求1所述的金属切削镶片，其中，该切削镶片被接收在夹具的凹座之中，其中该凹座中具有冷却剂端口，该冷却剂端口具有冷却剂端口截面积，并且该冷却剂入口截面积是小于该凹座中的冷却剂端口截面积的。
8.一种用于从工件上形成切屑并且去除材料的金属切削组件，其中冷却剂源为该金属切削组件供应冷却剂，该金属切削组件包括：
夹具，该夹具包括凹座，并且该凹座包括平坦表面，该平坦表面包含与该冷却剂源连通的冷却剂端口，其中该冷却剂端口具有冷却剂端口截面积；
该凹座接收了切削镶片；
该金属切削镶片包括：
切削镶片本体，该切削镶片本体包括具有至少一个分立的切削位置的切削刃；
该金属切削镶片本体包括基底构件和芯部构件，并且该基底构件具有基底前刀面和基底侧表面，并且这些分立的切削位置中的每一个均包括在该基底前刀面与该基底侧表面的相交处形成的切削刃的分立部分，所述基底构件具有内部部分，所述内部部分具有多个通道(168)和多个肋(170)，每个通道(168)均具有一个中央槽(176)，每个肋(170)均具有一个外围接触表面(182)；
该切削镶片本体进一步包含与该分立的切削位置相连通的独特的内部冷却剂通道；
该独特的内部冷却剂通道具有限定了冷却剂通道入口截面积的冷却剂通道入口、限定了冷却剂通道排放口截面积的冷却剂通道排放口、以及轴向冷却剂通道长度；
该独特的内部冷却剂通道沿着其轴向冷却剂通道长度限定了冷却剂流动截面积；
该冷却剂通道入口截面积是与该冷却剂通道排放口截面积基本上相同的；并且
该冷却剂流动截面积的几何形状沿着该轴向冷却剂通道长度而变化。
9.根据权利要求8所述的金属切削组件，其中，该冷却剂通道入口截面积是小于该凹座中的冷却剂端口截面积的。
10.根据权利要求8所述的金属切削组件，其中，该金属切削镶片本体进一步包含与该分立的切削位置相连通的第二独特的内部冷却剂通道。
11.根据权利要求10所述的金属切削组件，其中，该第二独特的内部冷却剂通道具有限定了第二冷却剂通道入口截面积的第二冷却剂通道入口、限定了第二冷却剂通道排放口截面积的第二冷却剂通道排放口、以及第二轴向冷却剂通道长度；该第二独特的内部冷却剂通道沿着其第二轴向冷却剂通道长度限定了第二冷却剂流动截面积；该第二冷却剂通道入口截面积是与该第二冷却剂通道排放口截面积基本上相同的；并且该第二冷却剂流动截面积的几何形状是沿着该第二轴向冷却剂通道长度而变化的。
12.根据权利要求10所述的金属切削组件，其中，该金属切削镶片本体进一步包含与该分立的切削位置相连通的第三独特的内部冷却剂通道。
13.根据权利要求12所述的金属切削组件，其中，该第三独特的内部冷却剂通道具有限定了第三冷却剂通道入口截面积的第三冷却剂通道入口、限定了第三冷却剂通道排放口截面积的第三冷却剂通道排放口、以及第三轴向冷却剂通道长度；该第三独特的内部冷却剂通道沿着其第三轴向冷却剂通道长度限定了第三冷却剂流动截面积；该第三冷却剂通道入口截面积是与该第三冷却剂通道排放口截面积基本上相同的；并且该第三冷却剂流动截面积的几何形状是沿着该第三轴向冷却剂通道长度而变化的。
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