CN103817356A - 切削镶片组件及其部件 - Google Patents

Abstract

一种适用于在切削镶片-工件界面处从工件上进行形成切屑的材料去除的切削组件。该切削组件具有一个夹持器，该夹持器具有一个冷却剂通道和一个座。作为一个选项，一个短柱背离该座延伸并且促进冷却剂流向附接在该短柱上的一个镶片锁定帽。该镶片锁定帽将冷却剂导向该切削镶片-工件界面。作为另一个选项，一个换向器板具有一个底表面以及一个弧形前表面，该底表面具有一个凹钵，而该弧形前表面具有一个或多个开口。冷却剂从该冷却剂通道流进凹钵中、接着穿过该弧形前表面中的至少一个开口离开而朝向该前切削镶片-工件界面。

Description

切削镶片组件及其部件

在先专利申请的交叉引用

本专利申请是由陈（Chen）等人于2010年9月2日提交的关于“切削镶片组件及其部件（CUTTING INSERT ASSEMBLY ANDCOMPONENTS THEREOF）”的未决美国专利申请序列号12/874,591的部分继续申请。诸位申请人特此基于由陈（Chen）等人于2010年9月2日提交的关于“切削镶片组件及其部件（CUTTING INSERTASSEMBLY AND COMPONENTS THEREOF）”的所述美国专利申请序列号12/874,591要求优先权。进一步，诸位申请人特此将由陈（Chen）等人于2010年9月2日提交的关于“切削镶片组件及其部件（CUTTING INSERT ASSEMBLY AND COMPONENTSTHEREOF）”的所述美国专利申请序列号12/874,591以其全部内容结合在此。

发明背景

本发明是针对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、以及切削镶片。

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-切屑界面处的过度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切屑从镶片-切屑界面上排出，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越多并且它将接触刀具-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（CHIP FORMING CUTTING INSERT WITHINTERNAL 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（MILLING CUTTER AND MILLINGINSERT 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“带有一体式冷却剂通道和可更换喷嘴的刀具夹持器（TOOL HOLDER WITH INTEGRAL COOLANTPASSAGE 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 WITH COOLANT 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。

发明概述

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于在切削镶片-工件界面处从工件上进行形成切屑的材料去除的切削组件。该切削组件包括一个夹持器，该夹持器包含一个冷却剂通道和一个座。存在一个短柱，该短柱被接收在该冷却剂通道内，其中该短柱背离该座而延伸。该组件进一步包括一个切削镶片，该切削镶片具有一个前刀面和一个中央孔，其中该短柱延伸穿过该切削镶片的中央孔。该组件包括一个镶片锁定帽，该镶片锁定帽与该短柱接合并且对该切削镶片的前刀面施加一个偏置力以便将该切削镶片牢固地保持在该座中。该镶片锁定帽包含一个与该切削镶片的中央孔相连通的一个侧开口。该短柱包含一个外部纵向沟槽，该外部纵向沟槽具有在该冷却剂通道中的一个入口以及与该侧开口相邻的一个出口，由此冷却剂从该冷却剂通道流入该外部纵向沟槽中、离开而进入该切削镶片的中央孔、并且流入该侧开口并且朝该切削镶片-工件界面喷出。

本发明在其另一种形式中是一种用于在切削镶片-工件界面处从工件上进行形成切屑的材料去除的切削组件。该切削组件包括一个夹持器，该夹持器包含一个冷却剂通道和一个座。该组件包括一个螺纹短柱，该螺纹短柱在其下部螺纹区段处以螺纹方式被接收在该冷却剂通道内并且背离该座而延伸。该组件包括一个切削镶片，该切削镶片具有一个前刀面和一个中央孔，其中该螺纹短柱的上部螺纹区段延伸穿过该切削镶片的中央孔。存在一个镶片锁定帽，该镶片锁定帽与该螺纹短柱的上部螺纹区段接合，由此该镶片锁定帽对该切削镶片的前刀面施加一个偏置力以便将该切削镶片牢固地保持在该座中。该镶片锁定帽包含一个横向锁定帽孔以及与该横向锁定帽孔相连通的一个外部出口。该镶片锁定帽包含一个通过该外部出口与该横向锁定帽孔相连通的一个外部环状凹槽。一个可调节的冷却剂环被接收在该镶片锁定帽上以便包围该外部环状凹槽。该冷却剂环包含一个内部凹槽，该内部凹槽与该外部环状凹槽一起形成了一个冷却剂通路。该冷却剂环包含与该冷却剂通路相连通的一个开口。该螺纹短柱包含一个中央纵向孔，该中央纵向孔具有在该冷却剂通道中的一个入口以及与该横向锁定帽孔相邻的一个出口，由此冷却剂从该冷却剂通道流入该中央纵向孔中、离开而进入该横向锁定帽孔、并且流入该冷却剂通路，由此冷却剂从该开口中朝该切削镶片-工件界面喷出。

本发明在其又一种形式中是一种与在切削镶片-工件界面处从工件上进行形成切屑的材料去除的切削组件一起使用的换向器板，该切削组件具有一个夹持器，该夹持器包含一个冷却剂通道。该换向器板包括一个底表面，其中该底表面包含一个凹钵。该换向器板进一步包含一个弧形前表面，该弧形前表面包含一个开口（380，452）。冷却剂从该冷却剂通道流进该凹钵中、接着穿过该弧形前表面中的开口离开而朝向该切削镶片-工件界面。

附图的简要说明

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是一个切削单元组件的第一具体实施例的等距视图；

图2是图1的切削单元组件的顶视图，其中该切削镶片和垫片被移除；

图3是沿图2的剖面线3-3截取的图1的切削单元组件的截面视图，其中切削镶片和垫片被移除；

图4是沿图2的剖面线4-4截取的图1的切削单元组件的截面视图，其中切削镶片和垫片被移除；

图5是垫片的顶视图，该垫片是图1的切削单元组件的一部分；

图6是沿图5的剖面线6-6截取的图5的垫片的截面视图；

图7是圆形切削镶片的顶视图，该圆形切削镶片是图1的切削单元组件的一部分；

图8是图7的圆形切削镶片的等距视图；

图9是沿图7的剖面线9-9截取的图7的圆形切削镶片的截面视图；

图10是镶片锁定帽的等距视图，该镶片锁定帽是图1的切削单元组件的一部分；

图11是图10的镶片锁定帽的侧视图；

图12是沿图11的剖面线12-12截取的图10的镶片锁定帽的截面视图；

图13是短柱的等距视图，该短柱是图1的切削单元组件的一部分；

图14是图13的短柱的顶视图；

图15是沿着图14的剖面线15-15截取的短柱的截面视图；

图16是图1的切削单元组件的等距视图，示出了在一个方向上的切削单元组件；

图17是图1的切削单元组件的一个具体实施例的示意性截面图，示出了冷却剂的行进；

图18是镶片锁定帽的等距视图，该镶片锁定帽是切削单元组件的第二具体实施例的一部分；

图19是图18的镶片锁定帽的侧视图；

图20是图18的镶片锁定帽的顶视图；

图21是沿图19的剖面线21-21截取的图18的镶片锁定帽的截面视图；

图22是冷却剂环的侧视图，该冷却剂环是切削单元组件的第二具体实施例的一部分；

图23是该冷却剂环的顶视图；

图24是沿图23的剖面线24-24截取的图22的冷却剂环的截面视图；

图25是螺纹短柱的一个具体实施例的的等距视图，该螺纹短柱是切削单元组件的第二具体实施例的一部分；

图26是图25的螺纹短柱的顶视图；

图27是沿图26的剖面线27-27截取的图25的螺纹短柱的截面视图；

图28是切削单元组件的第二具体实施例的等距视图，示出了处于关于冷却剂朝向该切削镶片-工件界面喷出的一种取向中的切削单元组件；

图28A是切削单元组件的第二具体实施例的等距视图，示出了处于关于冷却剂朝向该切削镶片-工件界面喷出的另一种取向中的切削单元组件；

图29是图28的切削单元组件的第二具体实施例的示意性截面图，示出了冷却剂穿过该切削单元组件的行进；

图30是切削单元组件的第三具体实施例的等距视图；

图31是图30的切削单元组件的顶视图；

图32是朝向换向器板的一个具体实施例的顶表面的等距视图，该换向器板是用在图30的切削单元组件的第三具体实施例中；

图33是朝向图32的换向器板的具体实施例的底表面的等距视图；

图34是图30的第三具体实施例的夹紧组件的等距视图，其中图32的换向器板与该螺钉-夹紧臂组件是分离开的；

图35是图32的换向器板的顶视图；

图36是沿图35的剖面线36-36截取的图32的换向器板的截面视图；

图37是图32的换向器板的底视图；

图38是在图30的切削单元组件的第三具体实施例中使用的换向器板的一个第二具体实施例的顶视图；

图39是沿图38的剖面线39-39截取的图38的换向器板的截面视图；

图40是图38的换向器板的底视图；

图41是朝向图38的换向器板的顶表面的等距视图；

图42是朝向图38的换向器板的具体实施例的底表面的等距视图；

图43是使用了图38的换向器板的一个切削组件的第三具体实施例的示意性截面图，并且示出了冷却剂穿过该切削单元组件的行进；

图43A是该切削组件的第三具体实施例的垫片保持螺钉的截面图；

图44是在图30的切削单元组件的第三具体实施例中使用的圆形切削镶片的顶视图；并且

图45是沿图44的剖面线45-45截取的图44的圆形切削镶片的截面视图。

详细说明

在一种形成切屑的材料去除操作中，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》（MachineShop 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，它在切削刃前方挤压该金属。当刀具前进时，切削刃前方的金属被压到它将在内部进行剪切的这个点，从而引起该金属的晶粒变形并且沿着一个称为剪切平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 Engineers Handbook）,纽约州纽约市麦克劳希尔图书公司（McGraw Hill Book Co.,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（转让给肯纳金属公司（Kennametal Inc.））的美国专利号5,709,907、授予巴塔利亚（Battaglia）等人（转让给肯纳金属公司（Kennametal Inc.））的美国专利号5,722,803、以及授予欧乐斯（Oles）等人（转让给肯纳金属公司（Kennametal Inc.））的美国专利号6,161,990。

参见附图，包括但不限于图1-4，一个切削单元组件的第一具体实施例总体上表示为50。切削单元组件50包括一个夹持器52，该夹持器具有一个前工作端54和一个后端56。该夹持器52具有与该前工作端54相邻的一个扩大的头部58，该前工作端呈现了被适配成用于接收垫片74和切削镶片75的一个入座表面或座60，其中该垫片74和切削镶片75被固定到座60上，如将在下文中描述的。座60被一个直立的半圆形壁62围绕，该壁是相对于座60的表面以90度的角度布置的，其中该壁62在垫片74和切削镶片75被定位在并且固定到座60上时在一个方向上对其提供支撑。该夹持器52进一步包括与其后端56相邻的一个柄部64。该切削单元组件在该柄部64处附接到一个较大机床上。

该夹持器52进一步包含一个冷却剂通道66，该冷却剂通道具有与柄部64相邻的一个入口68以及在座60处的一个出口70。如将在下文中描述的，冷却剂（处于压力下）穿过入口68进入该冷却剂通道66并且通过座60处的出口70离开而直接进入由多个部件构成的组件中，这些部件包括：镶片锁定帽80、短柱120、垫片74和切削镶片75。冷却剂从这个切削单元组件中流出而撞击在该切削镶片与工件之间的界面（即，切削镶片-工件界面）上。该夹持器52包括一个紧定螺钉孔78，该紧定螺钉孔接收一个紧定螺钉76，其中该紧定螺钉76有助于将短柱120固定在位，如将在下文中描述的。

参见附图，包括但不限于图5和6，切削单元组件50的垫片74进一步包括一个垫片本体158，其中该垫片本体158具有一个上表面160和一个下表面162。垫片本体158进一步包括一个中央垫片孔164，该中央垫片孔具有一个入口168和一个出口166。该中央垫片孔164具有与出口166相邻的一个直径扩大的区段170以及与入口168相邻的一个直径减小的区段172。该直径扩大的区段70和该直径减小的区段172通过一个截头圆锥形区段174结合在一起。

参见附图，包括但不限于图7-9，该切削单元组件50的切削镶片75包括一个圆形切削镶片本体180，该圆形切削镶片本体具有一个前刀面182、一个侧表面184和一个底表面186。在该前刀面182与该侧表面184的交界处具有一个切削刃187。圆形切削镶片本体180包含一个中央孔188，该中央孔包括一个入口190和一个出口192。该中央孔188还具有一个上部194和一个下部196，该上部与出口192相邻并且具有一个扩大的直径，该下部与该入口190相邻并且具有一个减小的直径。

将变得清楚的是，该切削单元组件50包括一个镶片锁定帽80和该短柱120，该镶片锁定帽和该短柱一起将该垫片74和切削镶片75固定到该夹持器52上。该镶片锁定帽80和该螺纹短柱120的组件还提供了使冷却剂行进至该切削镶片-工件界面的一种手段。参见附图，包括但不限于图10-12，镶片锁定帽80具有一个轴向前端82以及一个轴向后端84。该镶片锁定帽80具有一个与该轴向前端82相邻的头部86，其中该头部86包括多个（即，六个）平坦部88。这些平坦部88有助于将该镶片锁定帽80紧固在位。该镶片锁定帽80具有与该轴向后端84相邻的一个柄部92。该柄部92包括一个肩台94，该肩台连接该头部86与该柄部92。该柄部92进一步具有一个圆柱形表面96和一个截头圆锥形表面98。该镶片锁定帽80包含一个中央锁定帽孔100，该中央锁定帽孔具有一个入口102和一个出口104。该中央锁定帽孔100的一部分呈现了螺纹106。该镶片锁定帽80进一步包括一个切口部分108，该切口部分限定了一个一体式开口110以及一个弧形凸耳112。该一体式开口110与该锁定帽孔100相连通。

参见附图，包括但不限于图13-15，该螺纹短柱120具有一个轴向前端122以及一个轴向后端124。短柱120具有一个与该轴向前端122相邻的上部减小直径部分126以及一个与该轴向后端124相邻的下部扩大直径部分128。该短柱120的外表面呈现了一个螺纹区域130和一个光滑表面区域132。该光滑表面区域132包括三个一组的纵向沟槽134。每个纵向沟槽134具有一个入口142和一个出口144。该螺纹区域130在肩台136处连接该光滑区域132，如图13和15所示。这些纵向沟槽134各自具有一个弧形沟槽表面136。该光滑表面区域132中的一个弧形表面或台面140使这些纵向沟槽134各自彼此分离。螺纹短柱120包括在该轴向前端122处的一个六边形闭合孔148。六边形闭合孔148包括一个开口150以及一个终止表面或末端152。

参见附图，包括但不限于图16-17，以下描述了该切削单元组件50的第一具体实施例的组件和操作。

图17是该组件的示意性截面图，示出了冷却剂从该冷却剂通道66流动（如箭头所示）穿过以下各项的组件：中央锁定帽100-短柱120-垫片74-切削镶片75。冷却剂（典型地处于压力下）在向上方向上从该冷却剂通道66流动穿过该螺纹短柱120的这些外部纵向沟槽134，如图17的箭头所示。冷却剂离开这些外部纵向沟槽134的出口144（在图17所示的上端处）而进入该中央垫片孔164的体积中和该切削镶片75的中央孔188的至少一部分体积中。冷却剂继续流进该镶片锁定帽80的切口部分108中、在压力下离开该侧开口110从而朝向该切削镶片-工件界面喷出。

通过将冷却剂通道66中的短柱120旋转到所希望的位置，可以将该螺纹短柱120的位置旋转至一个预选位置。接着可以通过将该紧定螺钉76紧固到使得该紧定螺钉76牢固抵靠该螺纹短柱120的地方，来将该短柱120固定在位。该镶片锁定帽80按以下方式在螺纹106处拧到该短柱120的螺纹区域130上，即，使得当该镶片锁定帽80被紧固时，在该切削镶片75上存在显著的压缩偏置，由此将该切削镶片75和垫片74在该夹持器52的座60上强力固定在位。更具体而言，该切削镶片75被夹在该镶片锁定帽80与垫片74之间，该垫片被夹在该切削镶片75与该座或入座表面60之间。

图16示出了在一个方向上的冷却剂喷洒（CS）。如以上所述，应了解的是，冷却剂的喷出方向可以取决于该冷却剂通道66中的短柱120的位置而改变。冷却剂喷出方向的变化可以适应不同的切削应用。

参见附图，包括但不限于图17-29，展示了一个切削单元组件的第二具体实施例（在图29中总体上表示为200），该切削单元组件包括一个夹持器201，该夹持器包含一个冷却剂通道202，其中该冷却剂通道202具有与座205相邻的一个螺纹区段203。螺纹短柱278与该冷却剂通道202在其出口附近以螺纹方式接合。该螺纹短柱278穿过垫片74和切削镶片75。镶片锁定帽224附接到该螺纹短柱278上并且一个冷却剂环204包围该镶片锁定帽224。该切削单元组件200的细节将在下文中阐述。

该切削单元组件包含一个螺纹短柱278，该螺纹短柱具有一个轴向前端280和一个轴向后端282。螺纹短柱278具有一个下部直径扩大的区段286以及一个一体式凸缘288并且具有一个面向前的肩台300以及一个面向后的肩台302。该螺纹短柱278进一步具有一个上部减小直径部分304，该部分呈现了一个下部螺纹区段306。该螺纹短柱278具有一个中央纵向孔312，该中央纵向孔具有一个入口314和一个出口316。该中央纵向孔312具有一个圆形区段318和一个六边形区段320。

该切削单元组件200还包括一个镶片锁定帽224，该镶片锁定帽具有一个轴向前端226和一个轴向后端228。该镶片锁定帽224进一步具有一个头部230和一个柄部232。该头部230具有一个直径减小的圆柱形部分234以及一个直径扩大的圆柱形部分236，通过一个截头圆锥形肩台238将两者连接在一起。该头部230进一步包含一个环状凹槽240。该头部230进一步具有螺纹231。该柄部232包括一个圆柱形区段246，该圆柱形区段与一个截头圆锥形区段248是连续的。该镶片锁定帽224包含一个纵向锁定帽孔252，该纵向锁定帽孔包括一个入口254和一个内终止表面256。该镶片锁定帽224进一步具有一个横向锁定帽孔260，该横向锁定帽孔具有一个内部入口262和一个外部出口264。该镶片锁定帽224具有一个上部闭合正弦波式孔268，该孔具有一个入口270和一个终止表面272。

该切削单元组件200还包括一个冷却剂环204，该环具有一个顶端206和一个底端208。冷却剂环204进一步具有一个外表面210以及一个内部体积212，其中该冷却剂环204中具有一个开口214。冷却剂环204进一步包括一个内部凹槽216。应了解的是，该冷却剂环204的内部凹槽216与该镶片锁定帽224的环状凹槽240协作以便形成一个冷却剂通道222。该冷却剂环204在螺纹231处通过非常细的内部螺纹拧到该镶片锁定帽224上。

参见附图并且不限于图29，图29是一个示意性截面图，示出了冷却剂通道202中的冷却剂流动穿过以下各项的组件：冷却剂环204-镶片锁定帽224-螺纹短柱278-切削镶片75-垫片74。在这种组件中，冷却剂是典型地处于压力下的，这样使得冷却剂流入和流出该冷却剂通道202而进入该螺纹短柱278的中央纵向孔312的入口314中。冷却剂在该中央纵向孔312的出口316处离开该中央纵向孔、并且接着经该横向锁定帽孔260的入口262流入其中。接着冷却剂离开而进入该横向锁定帽孔260中并且流进该冷却剂通路222中，由此冷却剂朝向该切削镶片-工件界面从开口214中喷出。

镶片锁定帽224拧接到该螺纹短柱278的螺纹区段306中到达以下程度：将对该切削镶片75施加一个偏置力，由此将该切削镶片75和垫片74两者固定到座60上。该螺纹短柱278拧接到该冷却剂通道202中。通过改变冷却剂环204被拧接到该镶片锁定帽224上的程度，该冷却剂环204可以改变其相对于该镶片锁定帽224的位置从而改变开口214的取向并且因此改变冷却剂喷出的方向。

参见图30，总体上表示为322的切削单元组件的第三具体实施例包括一个夹持器329，该夹持器具有一个前端323和一个后端324。该夹持器329呈现了一个座325并且包含一个冷却剂通道326，该冷却剂通道具有一个出口327和一个入口328。该冷却剂通道326的出口327位于座325处。

该切削单元组件进一步包括一个换向器板330，该换向器板具有一个顶表面332、一个底表面334、一个后端336、一个前端338、一个侧表面340以及一个相反的侧表面342。该换向器板330在顶表面332中包含一个纵向凹槽346和一个横向凹槽348。该换向器板330进一步具有一个中央倾斜表面350、一个侧向倾斜表面352、一个侧向倾斜表面354、以及一个弧形前表面356。侧表面340包括一个侧向凹槽358，该侧向凹槽包含一个倾斜表面362和一个笔直表面364。侧表面342包括一个侧向凹槽360，该侧向凹槽包含一个倾斜表面366和一个笔直表面368。该换向器板330的底表面334限定了一个凹钵372，该凹钵部分地被一个半圆形壁374以及一对相反的喇叭形壁376、378限定。凹钵372进一步具有一个开口380。

该切削单元组件322还包括一个圆形切削镶片本体384，该本体具有一个前刀面386、一个侧表面388以及和一个底表面390。该圆形切削镶片本体384包含一个中央孔392，该中央孔具有一个入口394和一个出口396。该中央孔392具有一个总体上恒定的直径。该切削单元组件322还使用了垫片74，类似于前文描述的垫片74。参照图43A，该切削镶片组件322还具有一个垫片保持螺钉456。垫片保持螺钉456具有一个中央纵向孔458、一个凸缘460、以及一个螺纹部分462。

通过多个叉状物400将该换向器板330附接到该夹紧组件398上，这些叉状物在这些侧向凹槽358、360处与该换向器板330接合。这种连接允许根据具体应用而改变该换向器板330。

参照图43，垫片74被定位在座325上并且该垫片保持螺钉456以螺纹方式被接收在该冷却剂通道326的螺纹部分中。该垫片保持螺钉456的凸缘460与该垫片74的截头圆锥形区段174接合以便将垫片74保持在座325上。该切削镶片384位于垫片74的顶部。通过该该夹紧组件398在切削镶片384的前刀面上进行偏置而将该换向器板330压下，从而将该切削镶片384保持在位。接着冷却剂流经该冷却剂通道326并且进入该垫片保持螺钉456的中央纵向孔458中。然后冷却剂流经该切削镶片384的中央孔392。冷却剂撞击该换向器板330的凹钵372的表面，其中冷却剂穿过开口380离开凹钵372而朝向该切削镶片-工件界面。

参见图38-42，换向器板402的另一个具体实施例包括一个顶表面404、一个底表面406、一个后端408、一个前端410、以及一对相反的侧表面412、414。该换向器板402的顶表面404包含一个纵向凹槽418和一个横向凹槽420。顶表面404进一步包括一个中央倾斜表面422、以及一对相反的侧向倾斜表面424、426。另外，该换向器板402包括一个弧形前表面428。侧表面412包括一个侧向凹槽430，该侧向凹槽包括一个倾斜表面434和一个笔直表面436。侧表面414包含一个侧向凹槽432，该侧向凹槽包括一个倾斜表面438和一个笔直表面440。该换向器板402的底表面406包含一个凹钵444，该凹钵至少部分地被一个半圆形壁446以及这一对相反的喇叭形壁448、450限定。存在多个开口452，这些开口提供了从凹钵444中出来的连通。

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。

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。

在此指明的这些专利以及其他文件通过引用结合在此。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。本发明的真实范围和精神是由以下的权利要求表明的。

Claims (13)

1.一种用于在切削镶片-工件界面处从工件上进行形成切屑的材料去除的切削组件，该切削组件包括：

一个夹持器，该夹持器包含一个冷却剂通道和一个座；

一个短柱，该短柱被接收在该冷却剂通道内并且背离该座而延伸；

一个切削镶片，该切削镶片具有一个前刀面和一个中央孔，其中该短柱延伸穿过该切削镶片的该中央孔；

一个镶片锁定帽，该镶片锁定帽与该短柱接合并且对该切削镶片的前刀面施加一个偏置力以便将该切削镶片牢固地保持在该座（60）中，该镶片锁定帽包含与该切削镶片的该中央孔（188）相连通的一个侧开口；并且

该短柱包含一个外部纵向沟槽，该外部纵向沟槽具有在该冷却剂通道中的一个入口以及与该侧开口相邻的一个出口，由此冷却剂从该冷却剂通道流入该外部纵向沟槽中、离开而进入该切削镶片的该中央孔、并且流入该侧开口并且朝该切削镶片-工件界面喷出。

2.根据权利要求1所述的切削组件，其中，该短柱具有一个光滑区域，其中该光滑区域包含该外部纵向沟槽，并且该短柱的该光滑区域的一部分位于该冷却剂通道内。

3.根据权利要求2所述的切削组件，其中，该该光滑区域包含多个纵向沟槽。

4.根据权利要求1所述的切削组件，其中，该短柱可以被选择性地旋转地定位在该冷却剂通道中的一个预选位置上。

5.根据权利要求4所述的切削组件，其中，该夹持器进一步包含一个紧定螺钉孔，该紧定螺钉孔接收一个紧定螺钉，并且该紧定螺钉在一个紧固位置与一个解开位置之间是可移动的，在该紧固位置中该紧定螺钉牢固地抵靠在该短柱上以便将该短柱保持在该冷却剂通道中的该预选位置中，而在该解开位置中该紧定螺钉不接触该短柱，由此该短柱自由地被选择性地旋转定位在该冷却剂通道中。

6.根据权利要求1所述的切削组件，进一步包括一个具有中央垫片孔的垫片，并且该短柱穿过该中央垫片孔，并且该垫片被夹在该切削镶片与该座之间。

7.根据权利要求6所述的切削组件，其中，该中央垫片孔是与该切削镶片的该中央孔相连通的，并且该外部纵向沟槽是与该中央垫片孔相连通的。

8.根据权利要求1所述的切削组件，其中，该短柱具有一个螺纹区域，并且该镶片锁定帽在该螺纹区域（130）处与该短柱以螺纹方式接合。

9.一种用于在切削镶片-工件界面处从工件上进行形成切屑的材料去除的切削组件，该切削组件包括：

一个夹持器，该夹持器包含一个冷却剂通道和一个座；

一个螺纹短柱，该螺纹短柱在其一个下部螺纹区段处以螺纹方式被接收在该冷却剂通道内并且背离该座而延伸；

一个切削镶片，该切削镶片具有一个前刀面和一个中央孔，其中该螺纹短柱的一个上部螺纹区段延伸穿过该切削镶片的该中央孔；

一个镶片锁定帽，该镶片锁定帽与该螺纹短柱的该上部螺纹区段接合，并且该镶片锁定帽对该切削镶片的前刀面施加一个偏置力以便将该切削镶片牢固地保持在该座中，该镶片锁定帽包含一个横向锁定帽孔以及与该横向锁定帽孔相连通的一个外部出口，并且该镶片锁定帽包含通过该外部出口与该横向锁定帽孔相连通的一个外部环状凹槽；

一个冷却剂环，该冷却剂环被可调节地接收在该镶片锁定帽上以便包围该外部环状凹槽，该冷却剂环包含一个内部凹槽，该内部凹槽与该外部环状凹槽一起形成了一个冷却剂通路，并且该冷却剂环包含与该冷却剂通路相连通的一个开口；并且

该螺纹短柱包含一个中央纵向孔，该中央纵向孔具有在该冷却剂通道中的一个入口以及与该横向锁定帽孔相邻的一个出口，由此冷却剂从该冷却剂通道流入该中央纵向孔中、离开而进入该横向锁定帽孔、并且流入该冷却剂通路，由此冷却剂从该开口中朝该切削镶片-工件界面喷出。

10.根据权利要求9所述的切削组件，其中，该冷却剂环是可调节的以便选择该冷却剂从该开口中朝向该切削镶片-工件界面喷出的方向。

11.根据权利要求9所述的切削组件，进一步包括一个具有中央垫片孔的垫片，并且该螺纹短柱穿过该中央垫片孔，并且该垫片被夹在该切削镶片与该座之间。

12.一种与在切削镶片-工件界面处从工件上进行形成切屑的材料去除的切削组件一起使用的换向器板，该切削组件具有一个包含冷却剂通道的夹持器，该换向器板包括一个底表面以及一个弧形前表面，其中该底表面包含一个凹钵，而该弧形前表面包含一个开口；并且冷却剂从该冷却剂通道流入该凹钵中、接着穿过该弧形前表面中的该开口离开而朝向该切削镶片-工件界面。

13.根据权利要求12所述的切削组件，其中，该弧形前表面包含多个开口。

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