[发明专利]具有包括夹具和冷却剂板的夹具组件的切削刀具组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用夹具组件来将切削镶片固定到夹持器上的切削刀具组件。更确切地说，本发明涉及这样一种切削刀具组件、并尤其是夹具组件，其中该夹具组件包括一个夹具和一个冷却剂板，该组件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。

背景技术

用于执行金属加工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接纳该镶片的一个座。该切削镶片与工件相接合以便去除材料、并在该过程中形成该材料的切屑。镶片-切屑界面处的过度热量可能对切削镶片的有效刀具使用寿命造成负面影响(即，减小或缩短)。

例如，从该工件所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。切屑材料以此方式在该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、并因此对整个材料去除操作造成负面影响。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，将会希望减少在该镶片-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，可能发生当切屑粘到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，存在切屑可能被再切削的可能性。所不希望的是车削镶片对已经从工件上去除的切屑再切削。冷却剂流动到镶片-切屑界面上将有助于切屑从镶片-切屑界面的排出，由此来最小化切屑被再切削的可能性。

存在这样一种认识，即，较短有效刀具使用寿命增加了操作成本并降低了总生产效率。镶片-切屑界面上的过度热量促成切屑材料的焊接和切屑的再切削，这两者对生产效率是不利的。存在与减少该镶片-切屑界面上的热量相关联的多个易明白的优点，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。

所不希望的是切屑变长。在材料去除操作过程中，使切屑断裂成较小的块是所希望的事件。冷却剂流可以撞击切屑以便由此使切屑断裂成较小的块。

迄今为止，多个系统运行以降低切削过程中该切削镶片的温度。例如，一些系统使用多个外部喷嘴以便将冷却剂引导在该镶片的切削刃处。该冷却剂不仅用来降低镶片温度，而且还用来从切削区域中去除切屑。这些喷嘴通常距离切削刃一至十二英寸的距离。这对有效冷却而言是一个太远的距离。该冷却剂必须要行进的距离越远，将与空气混合的冷却剂就更多并且它将接触刀具-切屑界面的可能性就越小。

存在利用包括一个夹具和一个冷却剂板的一种夹紧组件的切削组件。例如，在普理查德(Prichard)等人的名称为“用于有效冷却剂递送的金属切削系统(Metal Cutting System for Effective Coolant Delivery)”的美国专利第7,883,299号[K-2379USUS1]中，示出一种金属切削系统，这种金属切削系统包括一个垫片和一个切削镶片以及接合该切削镶片的顶部上的一个板的一个夹具。冷却剂朝切削镶片与工件之间的界面流动。

作为另一实例，在陈(Chen)等人的名称为“切削镶片组件和其部件(Cutting Insert Assembly and Components Thereof)”的美国专利公开第US 2011/0020073 A1号[K-3049USUS1/美国序列号12/874,591]中，示出一种金属切削组件，这种金属切削组件包括接纳一个垫片和一个切削镶片的一个夹持器。该组件还包括一个夹具和一个冷却剂板。冷却剂朝切削镶片与工件的界面流动。

另外，在亨利(Henry)等人的名称为“切削镶片组件和其部件(Cutting Insert Assembly and Components Thereof)”的[K-4080USUS1]共同待审的美国申请序列号13/664,568中，存在另一种切削组件，这种切削组件包括了一个夹具和一个冷却剂板，一对臂或插脚从该夹具延伸以便接触该冷却剂板的相对的侧表面并且由此将该冷却剂板固定到位。这种安排要求该夹具和该冷却剂板是处于平行关系，即，该夹具的中心纵向轴线与该冷却剂板的中心纵向轴线是平行于彼此的。应当存在这样一种认识，即，在尝试适应各种尺寸的切削镶片以及其中切削镶片具有处于不同角度的取向的各种夹持器的上下文中，夹具与冷却剂板平行的一种安排呈现某些限制。