[发明专利]具有冷却机构和切削刀片的切削刀具及其刀具夹持器

说明书

发明领域

本发明涉及切削刀具和切削刀片，特别地，涉及包括冷却机构的切削刀具。

发明背景

在切削操作期间向在切削刀具和工件之间的切削界面提供冷却流体在本领域中是已知的。在切削操作期间，冷却流体的提供允许在切削界面处产生的热量降低，且从而防止损坏切削刃和工件。

一般地，切削刀具具有前刀面（rake face）和后刀面（relief face）以及切削刀具的限定在前刀面和后刀面之间的交会处的切削刃。

通常从前刀面的一侧或从后刀面的一侧或从这两侧向切削界面提供冷却流体。

在一些实施例中，在切削刀具中使用的切削刀片预先形成有被配置用于提供冷却流体的孔隙。在其它实施例中，切削刀具和/或切削刀具夹持器设有与切削刀片分离的冷却装置，该冷却装置被配置用于提供冷却流体。

如上所讨论的冷却装置的实施例例如在EP0791420、US5,346,335、US5,775,854、US5,901,623、US6,705,805、US7,634,957、US7,934,891和US7,959,384中公开。

发明概述

根据本申请的主题的一个方面，提供了一种切削元件，该切削元件包括切削部分和冷却部分，所述切削部分具有前刀表面、后刀表面和限定在前刀表面和后刀表面之间的交会处的切削刃，所述冷却部分具有操作表面和与其一体地形成的冷却喷嘴，所述喷嘴与所述切削刃隔开并具有相对于前刀表面成锐角指向切削刃的冷却孔隙，所述操作表面是以下表面中的一种：

-所述前刀表面；以及

-切削元件的除前刀表面以外的表面，其设置在距切削刃比距前刀表面更远的位置处，使得所述前刀表面设置在切削刃和冷却孔隙之间。

根据特定设计，喷嘴可具有横向于所述操作表面延伸的至少一个侧壁和横向于所述侧壁延伸的上部面，使得所述冷却孔隙由所述操作表面、所述侧壁和所述上部面来界定。

该装置可以使得所述上部面被提高在所述操作表面的上方。特别地，可以将所述上部面定向成与所述操作表面成锐角，使得从所述喷嘴喷射出的冷却流体射向所述操作表面。

可以由上述设计产生的一个优点是，上部表面的角度定向为喷射出的冷却流体提供了更多的压力，并从而增加了其在冷却切削元件和工件之间的切削界面方面的效率。

切削元件可以具有顶面和底面以及在顶面和底面之间延伸的至少一个侧面，所述喷嘴位于所述顶面和所述底面中的至少一个面上，所述切削元件还形成有在所述底面和所述顶面之间延伸并与所述喷嘴流体连通以向其提供冷却流体的冷却通道。

冷却通道可以形成有在所述顶面处的顶部开口和在所述底面处的底部开口，这些开口中的一个与所述喷嘴相关联并具有第一横截面区域，且这些开口中的另一个具有大于第一横截面区域的第二横截面区域。

特别地，冷却通道可具有锥体构形，其中锥体的宽端与喷嘴隔开。因此，上述设计可能产生的至少一个优点是，当冷却流体被推动穿过逐渐减小的横截面区域时增加了冷却流体的压力。

冷却通道的设计可能产生的一个附加优点在于以下事实，即，当经过通道，甚至在穿过喷嘴喷射之前，冷却流体可能已经从内部吸收了切削刀片的热量中的一些，从而有助于切削刃的冷却。

切削元件可以形成有两个或更多个切削部分和具有与所述切削部分中的一些相关联的各自的喷嘴的两个或更多个冷却部分。特别地，该切削元件可以具有数目为n的切削部分和相应数目的切削刃，每个切削部分都与至少一个冷却部分及其相应的喷嘴相关联。

根据特定的实施例，切削元件可以形成有四个切削刃和四个相应的喷嘴，所有的切削部分都在切削元件的相同面上形成。

切削元件可以以被配置用于安装到切削刀具夹持器上以形成切削刀具的切削刀片的形式。

根据特定的设计，切削刀片可以是可转位的和/或可反转的。

根据一个实施例，切削刀片可以形成有与其顶面相关联的至少一个切削部分和与其底面相关联的至少一个切削部分，切削部分中的每一个都设有其各自的冷却部分和相应的喷嘴。

在上述实施例中，切削刀片可以具有第一喷嘴和第二喷嘴，第一喷嘴在切削刀片的顶面上形成并具有在所述底面和所述顶面之间延伸的相应的冷却通道，第二喷嘴在切削刀片的底面处形成并具有在顶面和底面之间延伸的相应的冷却通道。

特别地，切削刀片可以具有在其顶面处的四个切削部分和在其底面处的四个切削部分，切削部分中的每一个都设有其各自的冷却部分和喷嘴。

切削元件可以被配置用于以下切削操作中的至少一种：铣削、车削、锯削和切削。