[发明专利]用于冷却剂有效传送的金属切削系统

说明书

技术领域

本主题发明是针对金属切削系统，并且具体地，是针对被 适配为允许对金属切削刀具与工件之间的一个界面有效地传送冷却剂 的一种金属切削系统。

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，该切削镶片具有终结在一个切削刃处的一个表面；以及一个 刀夹具，该刀夹具形成为带有适配为用于容纳该镶片的一个座。切削 镶片接合一个工件并且从其上去除切屑。显而易见，人们希望延长切 削镶片在金属切削操作中的寿命。较长的镶片寿命导致较低的操作成 本以及更好的机器效率。切削镶片的寿命中的一个因素是在切削操作 过程中镶片的温度。较高的镶片温度将导致一个镶片的较短的使用寿 命。

已经设计了许多系统以降低在切削过程中的镶片温度。例 如，一般可以通过指向镶片的切削刃的喷口来施加冷却剂。冷却剂不 仅用来降低镶片的温度还用来从切削区域移除切屑。这些喷口通常距 离切削刃1至12英寸。这对于有效冷却是一个太远的距离。必须喷出 的冷却剂越远，就有更多的冷却剂将要与空气混合并且它实际接触刀 具-切屑界面的可能性就可越小。

一些方案已经通过将高压以及高流量的冷却剂指向切削刃 来改善冷却效果，如在授予Antoun的美国专利号6,045,300中所示。 其他方案已经在镶片与一个顶板之间设计了多个凹槽，该顶板将镶片 紧固在夹具中以减少冷却剂必须要喷出的距离。这在Kraemer的美国 专利申请序列号2003/00820118中示出。一些方案已经在镶片的切削 刃的相当近的地方传送液氮作为冷却剂，如在授予Hong的美国专利 号5,901,623中所示。每个变体已经示出了有限的效果。许多仍然位于 远离刀具-工件界面的地方。在顶板与镶片之间带有多个凹槽的那些方 案使流体更接近刀具-工件界面，但接近得还不够。Kraemer的设计也 是有局限性的，这在于流体流动的方向几乎是完全地限制在一个平面 上。像在Hong的方案中的液氮系统已经显示了一些益处，但是对大 多数应用来说是成本过高的。很清楚，对在金属切削操作过程中的用 于镶片冷却的一个简单并且有效的组件仍存在一种需要。

发明内容

诸位发明人已经认识到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，该镶片组件用一种常规的冷却剂 系统一起工作以便将冷却剂传送到一个切削镶片上，这解决了现有技 术的这些问题。

在本发明的一个实施方案中，该组件包括一个刀夹具，该 刀夹具具有接受一个镶片的一个凹座以及用于传送冷却剂的一个通 道；一个垫片，该垫片具有能够将冷却剂传送到一个镶片的一个侧刀 面或切削刃上的一个冷却通道；一个切削镶片，该切削镶片具有在该 镶片中心的一个截头圆锥形凹陷以及与该刀夹具的冷却剂通路对齐的 一个孔口；一个顶部件，该顶部件具有在一个顶部表面内的一个凹陷 以及与该切削镶片的截头圆锥形凹陷对齐的一个截头圆锥形的底部， 以便在该镶片与该顶部件之间形成除一个前刀面冷却通道以外的一个 流体严密封口，该前刀面冷却通道从该镶片孔口跨越到一个排放缝隙， 该排放缝隙紧密邻近该镶片的切削刃或拐角；以及一个夹具，该夹具 能够密封这些冷却通道并且使该切削镶片以及这些顶部件入座。该顶 部件-镶片的界面与该镶片的前刀面的平面之间的倾斜关系使得冷却 剂能够从该前刀面的平面之下以一个角度来传送。以此方式，冷却剂 冲击一个切屑的下侧。在此描述的冷却剂到镶片的侧面的传送与前刀 面冷却相结合已经示出是冷却镶片并且移除切屑的一种有效的手段。 其后果是，通过使用本发明显著提高了镶片的寿命。

附图说明

从以下参见附图做出的详细说明中，本发明的其他特征连 同从中衍生的优点将变得清楚，在附图中：

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刀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是具有高容量侧刀面冷却、前刀面冷却以及多个喷口 的本发明的优选实施方案的一个透视图；

图5是具有前刀面以及侧刀面冷却的本发明的一个透视 图的一个截面；

图6是具有前刀面以及高容量侧刀面冷却的本发明的一 个透视图的一个截面；

图7是接合一个工件并形成一个切屑的本发明的一个截 面透视图；