CN102355974B - 具有用于以扇状形式提供切削流体的冷却剂输送系统的切削刀具 - Google Patents

Abstract

一种切削刀具(10)包括具有一个前端(14)和一个后端(16)的一个本体(12)。该前端包括一个镶片接收凹座(20a，20b)。该本体进一步包括一个冷却剂输送系统(70)，该冷却剂输送系统包括一个主冷却剂通道(72)、一个初级冷却剂通道(76)、以及一个次级冷却剂通道(80)，该主冷却剂通道具有从该后端向该前端延伸的一个主冷却剂入口(74)，该初级冷却剂通道与该主冷却剂通道处于流体连通并且具有一个从该镶片接收凹座离开的初级冷却剂出口(78)，并且该次级冷却剂通道与初级冷却剂通道处于流体连通并且具有一个次级冷却剂出口(82)。该初级冷却剂出口与该次级冷却剂出口相交而形成一个具有基本上非圆形形状的出口(84)。其结果是，离开该出口(84)的流体是处于一种扇状形式并且被均匀分布在这些切削刃(54，56，58，60)上。

Description

具有用于以扇状形式提供切削流体的冷却剂输送系统的切削刀具

技术领域

本发明总体上涉及一种具有冷却剂输送系统的切削刀具，并且更具体地涉及一种具有初级和次级送料孔的冷却剂输送系统的切削刀具，这些初级和次级送料孔产生了一个三角形的几何形状，该几何形状致使该切削流体以一种扇状形式离开该刀具本体。

背景技术

典型地，切削刀具通过位于切削刀具的切屑缝中的一个单一的孔亦或一个喷嘴来输送冷却剂。通过这两种供应方法，切削流体被引导在向切削镶片上的一个特定点处。尽管该流体流在它流出刀体时会稍微变宽，但是镶片的整个切削刃可能不与切削流体相接触。而在切削中，这可以对切削镶片造成热损害，从而导致减小的镶片寿命或者该切削镶片的灾难性失效。因此，将希望使用标准的机加工规程并且在该刀体没有额外部件的情况下为该切削镶片的整个切削刃供应切削流体。

发明内容

简言之，根据本发明的另一个方面，在此提供了一种切削刀具，该切削刀具包括具有一个前端和一个后端的一个本体。该前端包括一个镶片接收凹座。该本体进一步包括一个冷却剂输送系统，该冷却剂输送系统包括：一个主冷却剂通道，它具有延伸进入该后端而朝向该前端的一个主冷却剂入口；一个初级冷却剂通道，它与该主冷却剂通道处于流体连通并且具有一个排放进入该镶片接收凹座中的初级冷却剂出口；以及一个次级冷却剂通道，它与该初级冷却剂通道处于流体连通并且具有一个排放进入该镶片接收凹座中的次级冷却剂出口。

附图说明

本发明的这些和其他特征、方面、以及优点在参考附图阅读以下详细说明时将变得更好理解，其中贯穿这些附图的类似字符表示类似的部件，在附图中：

图1是根据本发明的一个实施方案的一种具有冷却剂输送系统的切削刀具(如一个球头立铣刀)的透视图；

图2是图1的球头立铣刀的本体的俯视图；

图3是图1的球头立铣刀的一个分解的部分切开的透视图；

图4是根据本发明的一个实施方案的冷却剂输送系统的一个透视的局部截面视图；并且

图5是用于图1的切削刀具的一个切削镶片的透视图。

具体实施方式

现参见图1至图4，总体上以10标示出了根据本发明的一个实施方案的一种切削刀具。仅仅为了展示的目的，切削刀具10包括一种球头立铣刀。然而，本发明并且不受切削刀具的类型所限制。球头立铣刀10包括一个总体上圆柱形的本体12，该本体具有一个总体上半球状的前端14和一个后端16，该后端被适配为牢固地固定至一个机器转轴(未示出)上这样使得本体12可以围绕一条穿过其中的纵向轴线18进行旋转。

该总体上半球状的前端14可以与两个凹陷相交，每个凹陷包括一个镶片接收凹座20a、20b以及一个切屑凹座22a、22b。在所展示的实施方案中，镶片接收凹座20a、20b以及切屑凹座22a、22b的构造是基本上相同的。因此，在此仅仅对镶片接收凹座20a和切屑凹座22a进行说明。镶片接收凹座20a包括一个底部支撑表面24、一个轴向侧支撑表面26、以及一个径向侧支撑表面28。一个拐角离隙30在底部支撑表面24与轴向和径向支撑表面26、28之间形成。在轴向和径向支撑表面26、28之间提供了一个自由表面32。

应该理解的是本发明不受镶片接收凹座20a的数目限制，并且可以使用任何希望数目的镶片接收凹座20a来实践本发明。例如，可以使用一种具有仅一个镶片接收凹座20a的球头立铣刀、或者具有多于两个的镶片接收凹座20a的球头立铣刀来实践本发明。

在底部支撑表面24的中央区域内提供了一个螺纹孔34，用于容纳一个螺钉36，该螺钉提供了一种用于将一个切削镶片(总体上以40示出)夹紧到镶片接收凹座20a、20b之中的手段。螺纹孔34可以是通孔或者盲孔。图3中，带螺纹的孔34是作为一个通孔示出。应该理解，本发明不受该用于将切削镶片40夹紧到凹座20a上的手段所限制，并且可以使用本领域普通技术人员所熟知的、用于将切削镶片40安装到凹座20a上的任何手段来实践本发明。

如图5中所示，切削镶片40包括一个第一基本上平面的表面42、一个第二相反的基本上平面的表面44。第一表面42的平面与由第二表面44形成的平面是基本上平行的。切削镶片40包括一个第一曲线的侧表面46和一个第二曲线的侧表面48、以及在第一与第二曲线的侧表面46、48之间的一个拐角半径50、52。这些第一和第二侧表面46、48的形状是基本上椭圆形的。第一和第二曲线侧表面46、48是以相对于第一和第二表面42、44成约九十(90)度的角而形成的。

在第一表面42与第一和第二侧表面46、48之间的相交处形成了第一对切削刃54、56，并且在第二表面44与第一和第二侧表面46、48之间的相交处形成了第二对切削刃58，60。一个埋头孔62从第一表面42延伸到第二表面44，该埋头孔使得切削镶片40能够被安装在镶片接收凹座20a中，使得在机加工操作过程中所有四个切削刃54、56、58以及60都可以被使用。

切削镶片40是关于所有三条中央轴线x轴、y轴、以及z轴成镜面对称的。确切地说，x轴和y轴基本上平行于第一和第二表面42、44，z轴是基本上垂直于第一和第二表面42、44。因为这种对称，切削镶片40可以被安装在镶片接收凹座20a中使得第一表面42变成顶表面并且第二表面44变成底表面且接合该底部支撑表面24，并且第一和第二侧表面46、48接合该镶片接收凹座20a。在以此方式安装切削镶片40时，切削刃54、56可以通过使切削镶片40围绕z轴旋转180°而在机加工操作中被使用。此外，切削镶片40可以被安装在镶片接收凹座20a中使得第二表面44变成顶表面并且第一表面42变成底表面且接合该底部支撑表面24，并且第一和第二侧表面46、48接合该镶片接收凹座20a的接触区域27、29。在以此方式安装切削镶片40时，切削刃58、60可以通过使切削镶片40围绕z轴旋转180°而在机加工操作中被使用。因此，与在用于球头立铣刀的常规切削镶片中所提供仅两个或者更少的切削刃相比，本发明的切削镶片40提供了四(4)个可以在机加工操作中被使用的切削刃。

回到图1至图4，本发明的一个方面在于切削刀具10包括一个冷却剂输送系统，总体上以70示出(以虚线表示)，该系统将切削流体以一种扇状形式提供给切削镶片40。不同于常规的冷却剂输送系统，该冷却剂输送系统70具有如下一种几何形状：该几何形状致使切削流体离开邻近切削镶片40的前端14，使得在机加工操作中切削流体被基本上均匀地分布在切削镶片40的适当的切削刃54、56、58、60上。

冷却剂输送系统70包括一个内部的主冷却剂通道72，该主冷却剂通道具有一个主冷却剂入口74，该主冷却剂入口延伸进入后端16而朝向切削刀具10的前端14。主冷却剂入口74使得加压的切削流体(未示出)的一个供应能够被引入切削刀具10的本体12中。冷却剂输送系统70进一步包括与主冷却剂通道72流体连通的一个内部的初级冷却剂通道76。该初级冷却剂通道76从主冷却剂通道72延伸到一个初级冷却剂出口78、排放进入镶片接收凹座20a中。冷却剂输送系统70进一步包括与初级冷却剂通道76流体连通的一个内部的次级冷却剂通道80。该次级冷却剂通道80从初级冷却剂通道76延伸到次级冷却剂出口82、排放进入镶片接收凹座20a中。尽管示出了初级冷却剂出口78和次级冷却剂出口82排放进入镶片接收凹座20a之中，但应理解这些出口78、82形成了一个出口84，该出口经由另外的初级和次级冷却剂通道76、80而排放进入镶片接收凹座20b中，以及切削刀具10可能具有的任何其他镶片接收凹座中。

主冷却剂通道72、初级冷却剂通道76、以及次级冷却剂通道80的几何形状可以根据几个设计指标而变化，如切削刀具的几何形状、切削镶片的几何形状以及类似因素。在所展示的实施方案中，主冷却剂通道72、初级冷却剂通道76、以及次级冷却剂通道80的截面形状是基本上圆形的。然而，本发明不受冷却剂通道72、76、80的截面形状的限制，并且可以使用多边形的形状诸如矩形、三角、菱形以及类似形状来实践本发明。

在所展示的实施方案中，主冷却剂通道72具有比初级冷却剂通道76和次级冷却剂通道80(它们具有大致相同的直径)大的直径。然而，应理解本发明不受通道72、76、80的对应直径的限制，并且可以使用这些通道72、76、80各自的任何所希望的直径来实践本发明。例如，可以使用所有三个都具有大致相同直径的通道72、76、80来实践本发明。

还应理解本发明不受通道的数目的限制，只要存在至少一个主冷却剂通道、至少一个初级冷却剂通道、以及至少一个次级冷却剂通道。而且，初级和次级冷却剂通道各自的出口在轴向和径向支撑表面26、28以及自由表面32中的一个或多个之处或其附近与另一个通道相交。例如，可以使用一个单一的主冷却剂通道72、一个单一的初级冷却剂通道76、以及多个次级冷却剂通道80来实践本发明，其中这些通道各自具有同样的直径或者这些通道中的某些具有不同的直径。在此实例中，来自次级冷却剂通道的出口各自与来自一个相邻的次级冷却剂通道的一个出口相交，并且来自这些次级冷却剂通道之一的一个出口与该初级冷却剂通道相交。应理解的是这些冷却剂通道的数目和几何形状的许多变体是处于本发明的范围之内。

如图1、图3、图4所示，初级冷却剂出口78和次级冷却剂出口82在这些侧支撑表面26、28以及镶片接收凹座20a的自由表面32之一或者两者处相交，从而形成了形状为基本上非圆形的一个出口84。初级冷却剂出口78与次级冷却剂出口82之间相交的结果是，出口84包括上部和下部的尖头86、88，这些尖头辅助将切削流体分布在初级与次级冷却剂通道76、80之间。在一个机加工操作中，出口84的非圆形形状致使切削流体以一种扇状形式离开该出口84，由此将切削流体分布到切削镶片40的全部切削刃54、56、58、60上。其结果是，与具有常规的冷却剂输送系统的切削刀具相比，对切削镶片40的热损害被最小化。

在此提及的这些文件、专利以及专利申请通过引用而结合在此。

虽然已经联系某些特定实施方案对本发明进行了具体描述，但应该理解这是作为说明而不是作为限制，并且应当如现有技术所允许的宽泛地解释所附权利要求的范围。

Claims (14)

1.一种切削刀具（10），包括一个本体（12），该本体具有一个前端（14）和一个后端（16），该前端包括一个镶片接收凹座（20a，20b），该本体进一步包括一个冷却剂输送系统（70），该冷却剂输送系统包括一个主冷却剂通道（72）、一个初级冷却剂通道（76）、以及一个次级冷却剂通道（80），该主冷却剂通道具有一个从该后端向该前端延伸的主冷却剂入口（74），该初级冷却剂通道与该主冷却剂通道处于流体连通并且具有一个排放进入该镶片接收凹座中的初级冷却剂出口（78），并且该次级冷却剂通道与该初级冷却剂通道处于流体连通并且具有一个排放进入该镶片接收凹座中的次级冷却剂出口（82）；其中该初级冷却剂出口与该次级冷却剂出口相交而形成一个具有基本上非圆形形状的出口（84）。

2.根据权利要求1所述的切削刀具，其中该主冷却剂通道具有一个第一直径，并且其中该初级冷却剂通道具有一个第二直径，并且其中该次级冷却剂通道具有一个第三直径。

3.根据权利要求2所述的切削刀具，其中该第一直径是大于该第二直径和该第三直径。

4.根据权利要求2所述的切削刀具，其中该第二直径是大于该第三直径。

5.根据权利要求1所述的切削刀具，其中该主冷却剂通道是相对于该本体的一条纵向轴线（18）以一个第一角度形成的，并且其中该初级冷却剂通道是相对于该本体的纵向轴线以一个第二角度形成的，并且其中该次级冷却剂通道是对于该本体的纵向轴线以一个第三角度形成的。

6.根据权利要求5所述的切削刀具，其中该第一角度是约等于零的。

7.根据权利要求5所述的切削刀具，其中该第二角度是非零的，并且其中该第三角度是非零的。

8.根据权利要求5所述的切削刀具，其中该第二角度是约等于该第三角度的。

9.根据权利要求1所述的切削刀具，其中该切削刀具包括一个球头立铣刀。

10.根据权利要求1所述的切削刀具，进一步包括安装于该镶片接收凹座内的一个切削镶片（40），该切削镶片包括一个第一基本上平面的表面（42）、一个第二基本上平面的表面（44）、一个第一曲线的侧表面（46）、一个第二曲线的侧表面（48）、在该第一基本上平面的表面与这些第一和第二曲线的侧表面之间的相交处形成的第一对切削刃（54，56）、以及在该第二基本上平面的表面与这些第一和第二曲线的侧表面之间的相交处形成的第二对切削刃（58，60）。

11.根据权利要求10所述的切削刀具，其中该第一基本上平面的表面与该第二基本上平面的表面是基本上平行的。

12.根据权利要求10所述的切削刀具，其中该切削镶片是关于所有三条中央的x轴、y轴、以及z轴成镜像对称的。

13.根据权利要求10所述的切削刀具，进一步包括在该第一和第二曲线的侧表面之间的一个拐角半径（50，52）。

14.根据权利要求10所述的切削刀具，其中该镶片接收凹座包括一个底部支撑表面（24）、一个轴向支撑表面（26）、一个径向支撑表面（28）、以及在该轴向支撑表面与该径向支撑表面之间的一个自由表面（32）。

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