(57)【要約】切削インサートを切削工具ホルダへと固定するように適合された切削インサート締結具（２５０）。締結具（２５０）は、締結具頭部（２５２）を含む。締結具頭部（２５２）は、少なくとも１つのフィーチャ（２５４、２５６）を含む。少なくとも１つのフィーチャ（２５４、２５６）は、切削インサートが切削インサート締結具（２５０）によって切削工具ホルダへと固定されたとき、クーラント流体を前記切削インサートのインサート刃先へと方向付けるように、適合される。内部クーラントシステムを含みかつこのような切削インサート締結具（２５０）によって締結された切削工具も開示される。【選択図】図１３
2013538703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削インサートを器具ホルダへと固定するように適合された締結具であって、前記締結具は、少なくとも１つのフィーチャを含む頭部を含み、前記少なくとも１つのフィーチャは、前記締結具によって器具ホルダへと固定された切削インサートの刃先へとクーラント流体を方向付けるように、適合される、締結具。
【請求項２】
前記頭部の前記少なくとも１つのフィーチャは凹所を含み、前記凹所は、前記締結具によって器具ホルダへと固定された切削インサートの刃先へとクーラント流体を方向付けるように適合される、請求項１の締結具。
【請求項３】
前記頭部の前記少なくとも１つのフィーチャはリップ部を含み、前記リップ部は、前記締結具によって器具ホルダへと固定された切削インサートの刃先へとクーラント流体を方向付けるように適合される、請求項１の締結具。
【請求項４】
前記凹所は、前記頭部上において３０度〜１８０度で周囲に延びる、請求項１の締結具。
【請求項５】
前記凹所は、前記頭部上において４５度〜１２０度で周囲に延びる、請求項１の締結具。
【請求項６】
前記締結具が切削インサートを前記器具ホルダへと固定すると、前記凹所は、器具ホルダのクーラントボアと流体連通する、請求項１の締結具。
【請求項７】
軸方向締結部、
をさらに含み、
前記切削インサートの締結ボアを通じて前記締結具を固定することにより器具ホルダへと固定された切削インサートの軸方向締結部および締結ボアは、前記凹所と流体連通するキャビティを規定する、
請求項１の締結具。
【請求項８】
前記凹所は、前記切削インサートの締結ボアおよび前記器具ホルダの少なくとも１つのクーラントボアと流体連通する、
請求項７の締結具。
【請求項９】
少なくとも前記軸方向締結部の遠位部分は、前記締結具を前記器具ホルダへとねじ式に固定するように適合されたねじ山を含む、請求項７の締結具。
【請求項１０】
前記頭部は凹所およびリップ部を含み、前記凹所およびリップ部は、前記締結具によって器具ホルダへと固定された切削インサートの刃先へとクーラント流体を方向付けるように協働するように適合される、請求項１の締結具。
【請求項１１】
切削工具であって、
クーラントボアを含む器具ホルダと、
刃先および締結ボアを含む切削インサートと、
前記切削インサートを前記器具ホルダへと固定するように適合された締結具であって、前記締結具は頭部を含む、締結具と、
を含み、
前記締結具を前記締結ボアを通じて固定することにより前記切削インサートが前記器具ホルダへと固定されると、前記締結ボアおよび前記締結具は、前記クーラントボアと流体連通するキャビティを規定し、前記キャビティはクーラントを前記切削インサートを通じて前記頭部へと方向付けるように適合され、
前記頭部は、クーラント流体を前記切削インサートの刃先へと方向付けるように適合された少なくとも１つのフィーチャを含む、
切削工具。
【請求項１２】
前記頭部の前記少なくとも１つのフィーチャは凹所を含み、前記凹所は、クーラントを前記キャビティから前記刃先へと方向付けるように適合される、請求項１１の切削工具。
【請求項１３】
前記頭部の前記少なくとも１つのフィーチャはリップ部を含み、前記締結具を前記締結ボアを通じて固定することにより前記切削インサートが前記器具ホルダへと固定されると、前記リップ部は、クーラントを前記キャビティから前記刃先へと方向付けるように適合される、請求項１１の切削工具。
【請求項１４】
前記切削インサートは基板を含み、前記基板は、高速度鋼、コバルト合金、超硬合金、サーメット、セラミックおよびダイヤモンドのうち１つ以上を含む、請求項１１の切削工具。
【請求項１５】
前記凹所は、前記頭部上において３０度〜１８０度で周囲に延びる、請求項１１の切削工具。
【請求項１６】
前記凹所は、前記頭部上において４５度〜１２０度で周囲に延びる、請求項１１の切削工具。
【請求項１７】
前記切削インサートは、摩耗被覆を含む、請求項１１の切削工具。
【請求項１８】
前記摩耗被覆は、窒化チタン、炭化チタン、酸化アルミニウム、窒化ケイ素および酸化ジルコニウムのうち少なくとも１つを含む、請求項１７の切削工具。
【請求項１９】
前記切削工具は、ミリング器具、ボーリング器具、旋削器具、穿孔器具および一般的な機械加工器具のうち１つである、請求項１１の切削工具。
【請求項２０】
前記切削インサートの締結ボアは凹所を含み、前記締結ボアおよび前記締結具は、前記クーラントボアと流体連通するキャビティを規定し、前記切削インサートが前記締結具によって前記器具ホルダへと固定されると、前記キャビティはクーラントを前記切削インサートを通じて前記頭部へと方向付けるように適合される、請求項１１の切削工具。
【請求項２１】
前記頭部は凹所およびリップ部を含み、前記凹所およびリップ部は、前記締結具によって前記器具ホルダへと固定された前記切削インサートの刃先へとクーラント流体を方向付けるように協働するように適合される、請求項１１の切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、同時係属中の米国特許出願シリアル番号第１２／９００，５４４号（出願日：２０１０年１０月８日、名称「Ｃｕｔｔｉｎｇ  Ｔｏｏｌｓ  ａｎｄ  Ｃｕｔｔｉｎｇ  Ｉｎｓｅｒｔｓ  ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｃｏｏｌｉｎｇ」）の部分継続として、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．＄１２０下の優先を主張する。同文献の内容全体を本明細書中援用する。
【背景技術】
【０００２】
本開示は、金属材料の機械加工するためのインサートを切断するための切削工具および締結具に関する。
【０００３】
本明細書中用いられる「金属切削」という用語は、機械加工、旋削、ミリング、穿孔、ボーリング、平削り、形削り、リーミング（例えば、金属（すなわち、金属および合金）材料に行われる材料除去動作）を広範囲に指す。金属切削において用いられる切削工具は典型的には、高負荷および高温を受けることが多い。金属切削時において、切削工具から高負荷が金属ワークピースに付加されると、ワークピースは変形する。ワークピースと切削工具の刃先との間の相対運動に起因して、せん断変形が金属ワークピース中に発生し、その結果ワークピースから金属チップが発生する。切削工具先端または切削インサートは一般的には、工具すくい面を含む。工具すくい面は、先端またはインサートの一部であり、先端またはインサートの刃先においてチップ形成された後、チップと遭遇してさらに変形する。切削インサートはまた、チップのサイズおよび形状を制御するさらなるフィーチャを含み得る。金属切削において得られたチップは、変形および摩擦力に起因して高温になっており、切断先または切削インサートと一定時間にわたって密接する。
【０００４】
切削インサートは、ワークピースおよび機械加工されたチップとの高負荷および摩擦接触を受けるため、切削インサートおよび特にインサート刃先が極めて高温になる。例えば、超硬合金切削インサートは、硬鋼の切断時において華氏１，８００度（摂氏９８２度）を超える温度まで加熱される場合がある。切削インサート時における高温に起因して、金属切削時における摩耗が増加し、その結果切削インサートの寿命が低減する。工作機械技師は、工具速度を低減することにより、高温に起因する切削インサートの摩耗を少なくとも部分的に低減することができる。しかし、工具速度を低減した場合、金属ワークピース上において得られた機械加工表面の仕上げ品質に悪影響が出る場合がある。これを回避するため、金属切削時に切削インサート刃先を冷却するために、クーラントが用いられることが多い。
【０００５】
金属切削クーラントは切削液とも呼ばれ、ワークピースの潤滑と、低切削速度時の摩擦力の低減とを提供するように機能する。切削速度が高くなると、クーラントは、ワークピースおよび切削インサートを冷却する機能を主に担い、切削インサートからチップをフラッシュ洗浄する作業を支援する。金属切削においてクーラントを用いることにより、切削インサート寿命が大幅に伸び、ワークピースの意図しない変形が低減し、表面仕上げ品質が向上し、チップ除去およびハンドリングが向上する。
【０００６】
従来、外部供給源からのクーラントは、切削インサート刃先とワークピースとの間の界面領域へと送られる。例えば、外部クーラント源からの配管を通じてクーラントを流して、ワークピースおよび切削インサート上にクーラントをフラッドさせることができる。刃先／ワークピース界面領域へクーラントを付加するための別の方法として、クーラントを界面領域にジェット噴射する方法がある。クーラントを付加するためのさらに別の方法においては、クーラントを空気ジェットによってミスト噴射し、このミストを刃先／ワークピース界面領域へと方向付ける方法がある。
【０００７】
クーラントを刃先／ワークピース界面領域に付加するための従来の方法は、非効率である。例えば、クーラントを界面領域とを接触させて切削インサート刃先からの熱除去をより確実に行うために、過量の高価なクーラントを金属切削時において付加する場合が多い。しかし、過量のクーラントが付加された場合でも、界面領域における高公差および界面における継続的チップ生成に起因して、切削インサート刃先の温度を効率的かつ有効に低下させるために必要な最適量よりも低い量のクーラントが界面領域へと送達される、その結果、切削インサート刃先の動作温度が極めて高温のまま放置され、切削インサート寿命の低下に繋がる。
【０００８】
よって、切削動作時における金属切削インサート刃先の温度を低下させるための向上した配置構成が、必要とされている。詳細には、切削動作時における刃先／ワークピース界面へのクーラント送達のための向上したシステムが、必要とされている。
【発明の概要】
【０００９】
本開示による態様は、切削インサートに関する。切削インサートは、少なくとも１つの刃先と、少なくとも１つの締結具ボアとを含む。少なくとも１つの締結具ボアは、切削インサートを取り外し可能に器具ホルダへと固定するための締結具を受容するように適合される。締結具ボアは、少なくとも１つのクーラント流動凹部を含む。少なくとも１つのクーラント流動凹部は、切削インサートが締結具によって器具ホルダへと固定されたとき、クーラントをクーラント流動凹部を通じて少なくとも１つの刃先へと方向付けるように、適合される。
【００１０】
本開示によるさらなる態様は、切削工具に関する。切削工具は、切削インサートと、器具ホルダと、締結具とを含む。切削インサートは、少なくとも１つの刃先と、少なくとも１つの締結具ボアとを含む。少なくとも１つの締結具ボアは、切削インサートを取り外し可能に器具ホルダへと固定するための締結具を受容するように適合される。少なくとも１つの締結具ボアは、少なくとも１つのクーラント流動凹部を含む。少なくとも１つのクーラント流動凹部は、切削インサートが締結具によって器具ホルダへと固定されたとき、クーラントをクーラント流動凹部を通じて締結具の頭部へと方向付けるように適合される。器具ホルダは、少なくとも１つのインサートポケットを含む。少なくとも１つのインサートポケットは、切削インサートを受容しかつ切削インサートを締結具によって器具ホルダへと固定できるように、適合される。器具ホルダは、少なくとも１つのクーラントボアをさらに含む。少なくとも１つのクーラントボアは、クーラントを器具ホルダから締結具ボアの少なくとも１つのクーラント流動凹部へと方向付けるように、適合される。締結具の頭部と、締結具ボアのクーラント流動凹部とにより、クーラントを切削インサートの刃先へと方向付ける隙間が規定される。
【００１１】
本開示によるさらなる態様は、内部クーラントシステムを含む切削インサートに関する。切削インサートは、少なくとも１つの刃先と、切削インサートを取り外し可能に器具ホルダへと締結する締結具を受容するように適合された少なくとも１つの締結具ボアと、締結具ボアに隣接して配置された少なくとも１つのスルーキャビティとを含む。少なくとも１つのスルーキャビティは、切削インサートの上面から切削インサートの下面へと延びる。少なくとも１つのスルーキャビティは、切削インサートが締結具によって器具ホルダへと締結されると、クーラント流体を切削インサートを通じて少なくとも１つの刃先へと方向付けるように、適合される。
【００１２】
本開示によるさらなる態様は、切削工具に関する。切削工具は、切削インサートと、器具ホルダと、締結具とを含む。切削インサートは、少なくとも１つの刃先と、切削インサートを取り外し可能に器具ホルダへと締結する締結具を受容するように適合された少なくとも１つの締結具ボアと、少なくとも１つのスルーキャビティとを含む。少なくとも１つのスルーキャビティは、切削インサートが締結具によって器具ホルダへと固定されたとき、クーラントを切削インサートを通じて締結具の頭部へと方向付けるように、適合される。器具ホルダは、少なくとも１つのクーラントボアを含む。少なくとも１つのクーラントボアは、クーラントを器具ホルダから切削インサートの少なくとも１つのスルーキャビティへと方向付けるように、適合される。締結具の頭部と、切削インサートの少なくとも１つのスルーキャビティとにより、クーラントを切削インサートの少なくとも１つの刃先へと方向付ける隙間が規定される。
【００１３】
本開示によるさらに別の態様は、締結具に関する。締結具は、切削インサートを器具ホルダへと固定するように適合される。締結具は、頭部を含む。頭部は、少なくとも１つのフィーチャを含む。少なくとも１つのフィーチャは、締結具によって器具ホルダへと固定された切削インサートの刃先へとクーラント流体を方向付けるように、適合される。非限定的実施形態において、頭部の少なくとも１つのフィーチャは、少なくとも１つの凹所を含む。少なくとも１つの凹所は、締結具によって器具ホルダへと固定された切削インサートの刃先へとクーラント流体を方向付けるように、適合される。別の非限定的実施形態において、頭部の少なくとも１つのフィーチャは、リップ部を含む。リップ部は、締結具によって器具ホルダへと固定された切削インサートの刃先へとクーラント流体を方向付けるように、適合される。
【００１４】
本開示によるさらに別の態様は、切削工具に関する。切削工具は、器具ホルダと、切削インサートと、締結具とを含む。器具ホルダは、クーラントボアを含む。切削インサートは、刃先と、締結ボアとを含む。締結具は、切削インサートを器具ホルダへと固定するように適合され、締結具は、頭部を含む。締結具を締結ボアを通イじて固定することにより切削インサートが器具ホルダへと固定されると、締結ボアおよび締結具は、クーラントボアと流体連通するキャビティを協働して規定する。キャビティは、クーラントを切削インサートを通じて頭部へと方向付けるように、適合される。締結具の頭部は、少なくとも１つのフィーチャを含む。少なくとも１つのフィーチャは、クーラントを切削インサートの刃先へと方向付けるように、適合される。非限定的実施形態において、頭部の少なくとも１つのフィーチャは、少なくとも１つの凹所を含む。少なくとも１つの凹所は、クーラントを切削インサートの刃先へと方向付けるように、適合される。別の非限定的実施形態において、頭部の少なくとも１つのフィーチャは、リップ部を含む。リップ部は、締結具によって器具ホルダへと固定された切削インサートの刃先へとクーラントを方向付けるように、適合される。
【００１５】
本明細書中に記載の方法の特徴および利点は、添付図面を参照すれば、より深く理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１（ａ）は４つのクーラント流動凹部を含む本開示による両面ミリング切削インサートの非限定的実施形態の模式的上面図である。図１（ｂ）は本開示による図１（ａ）の両面ミリング切削インサートおよび締結具の非限定的実施形態の模式的上面図である。図１（ｃ）は本開示による、切削インサートと、締結具と、器具ホルダの一部の非限定的実施形態の模式的断面図であり、切削インサートの締結具ボア中のクーラント流動凹部と、締結具の頭部によって誘導されるクーラント流れとを示す。
【図２（ａ）】本開示による切削（ミリング）器具の非限定的実施形態の模式的側面図であり、複数の締結具によって切削工具のホルダ内に固定された複数の切削インサートを示す。
【図２（ｂ）】本開示による切削（ミリング）器具の非限定的実施形態の模式的端面図であり、複数の締結具によって切削工具のホルダ内に固定された複数の切削インサートを示す。
【図３】図３（ａ）は本開示による、３つのクーラント流動凹部を含む両面ミリング切削インサートの非限定的実施形態の模式的上面図である。図３（ｂ）は図３（ａ）の両面ミリング切削インサートおよび本開示による締結具の模式的上面図である。図３（ｃ）は切削インサート、締結具の非限定的実施形態の模式的断面図であり、切削インサートの締結具ボア内のクーラント流動凹部と、締結具の頭部によって誘導されたクーラント流れとを示す。
【図４】図４（ａ）は本開示による両面ミリング切削インサートの非限定的実施形態の模式的上面図である。両面ミリング切削インサートは、３つのクーラント流動凹部を含み、複数のクーラント流動凹部セグメントを含む。図４（ｂ）は本開示による図４（ａ）の両面ミリング切削インサートおよび締結具の模式的上面図である。図４（ｃ）は切削インサートおよび締結具の非限定的実施形態の模式的断面図であり、切削インサートの締結具ボア中のクーラント流動凹部と、頭部によって誘導されるクーラント流れとを示す。
【図５】図５（ａ）は本開示による、４つのクーラント流動凹部を含む片側ミリング切削インサートの非限定的実施形態の模式的上面図である。図５（ｂ）は本開示による、図５（ａ）の片側ミリング切削インサートおよび締結具の模式的上面図である。図５（ｃ）は切削インサートおよび締結具の非限定的実施形態の模式的断面図であり、切削インサートの締結具ボア中のクーラント流動凹部および頭部によって誘導されるクーラント流れを示す。
【図６】図６（ａ）は本開示による、４つのクーラント流動凹部を含むボーリング動作のための片側切削インサートの非限定的実施形態の模式的上面図である。図６（ｂ）は本開示による図６（ａ）の片側切削インサートおよび締結具の模式的上面図である。図６（ｃ）はボーリング動作のための切削インサートおよび締結具の非限定的実施形態の模式的折り畳み断面図であり、切削インサートの締結具ボア中のクーラント流動凹部と、締結具の頭部によって誘導されるクーラント流れを示す。
【図７（ａ）】切削工具システムの模式図である。切削工具システムは、ボーリング器具ホルダと、ボーリング切削インサートと、図６（ａ）〜図６（ｃ）に記載の締結具とを含む。
【図７（ｂ）】切削工具システムの模式図である。切削工具システムは、ボーリング器具ホルダと、ボーリング切削インサートと、図６（ａ）〜図６（ｃ）に記載の締結具とを含む。
【図７（ｃ）】切削工具システムの模式図である。切削工具システムは、ボーリング器具ホルダと、ボーリング切削インサートと、図６（ａ）〜図６（ｃ）に記載の締結具とを含む。
【図７（ｄ）】切削工具システムの模式図である。切削工具システムは、ボーリング器具ホルダと、ボーリング切削インサートと、図６（ａ）〜図６（ｃ）に記載の締結具とを含む。
【図８】図８（ａ）は本開示による、４つのクーラント流動凹部を含む旋削動作のための両面旋削切削インサートの非限定的実施形態の模式的上面図である。図８（ｂ）は本開示による図８（ａ）の両面旋削切削インサートおよび締結具の非限定的実施形態の模式的上面図である。図８（ｃ）は旋削動作のための切削インサートおよび締結具の非限定的実施形態の模式的折り畳み断面図であり、切削インサートの締結具ボア中のクーラント流動凹部と、締結具の頭部によって誘導されるクーラント流れとを示す。
【図９（ａ）】図８（ａ）〜図８（ｃ）の切削工具システムの非限定的実施形態の模式図である。切削工具システムは、旋削器具ホルダと、旋削切削インサートと、締結具とを含む。
【図９（ｂ）】図８（ａ）〜図８（ｃ）の切削工具システムの非限定的実施形態の模式図である。切削工具システムは、旋削器具ホルダと、旋削切削インサートと、締結具とを含む。
【図９（ｃ）】図８（ａ）〜図８（ｃ）の切削工具システムの非限定的実施形態の模式図である。切削工具システムは、旋削器具ホルダと、旋削切削インサートと、締結具とを含む。
【図９（ｄ）】図８（ａ）〜図８（ｃ）の切削工具システムの非限定的実施形態の模式図である。切削工具システムは、旋削器具ホルダと、旋削切削インサートと、締結具とを含む。
【図１０】図１０（ａ）は４つのクーラント流動凹部を含む本開示による穿孔動作のための両面穿孔切削インサートの非限定的実施形態の模式的上面図である。図１０（ｂ）は本開示による、図１０（ａ）の穿孔動作のための両面穿孔切削インサートおよび締結具の模式的上面図である。図１０（ｃ）は穿孔動作のための切削インサートおよび締結具の非限定的実施形態の模式的折り畳み断面図であり、切削インサートの締結具ボア中のクーラント流動凹部と、締結具の頭部によって誘導されるクーラント流れとを示す。
【図１１（ａ）】本開示による内部クーラントシステムの非限定的実施形態の模式図である。内部クーラントシステムは、一般的な機械加工動作に適合される。
【図１１（ｂ）】本開示による内部クーラントシステムの非限定的実施形態の模式図である。内部クーラントシステムは、一般的な機械加工動作に適合される。
【図１１（ｃ）】本開示による内部クーラントシステムの非限定的実施形態の模式図である。内部クーラントシステムは、一般的な機械加工動作に適合される。
【図１１（ｄ）】本開示による内部クーラントシステムの非限定的実施形態の模式図である。内部クーラントシステムは、一般的な機械加工動作に適合される。
【図１２】図１２（ａ）は本開示による切削インサートの非限定的実施形態の模式的上面図である。切削インサートは、一般的な機械加工動作に適合され、４つのスルーキャビティを含む。図１２（ｂ）は図１２（ａ）の切削インサートおよび本開示による締結具の模式的上面図である。図１２（ｃ）は本開示による、一般的な機械加工動作のための切削インサートと、締結具と、器具ホルダの一部との非限定的実施形態の模式的折り畳み断面図であり、切削インサート中のスルーキャビティと、締結具の頭部によって誘導されるクーラント流れとを示す。
【図１３】本開示による締結具の非限定的実施形態の斜視図である。締結具は、締結具の頭部上の凹所を含む。凹所は、クーラントを切削インサートの刃先へと方向付けるように、適合される。
【図１４（ａ）】本開示による締結具の非限定的実施形態の斜視図である。締結具の頭部の上に、凹所が設けられる。
【図１４（ｂ）】図１４（ａ）に示される締結具の上面図である。
【図１５】図１５（ａ）は本開示による締結具の非限定的実施形態の側面図である。締結具は、締結具の頭部上の凹所を含む。図１５（ｂ）は図１５（ａ）に示す締結具を図１５（ａ）中の線Ｖ-Ｖにおいて切断した場合の断面図である。
【図１６】図１６（ａ）は先行技術のインデックス可能な切削インサートの斜視図である。図１６（ｂ）は図１６（ａ）に示される切削インサートの上面図である。図１６（ｃ）は図１６（ａ）および図１６（ｂ）に示される切削インサートを図１６（ｂ）中の線Ｕ−Ｕにおいて切断した場合の断面図である。
【図１７】図１７（ａ）は本開示による切削工具の非限定的実施形態の領域の２つの断面図である。切削工具は、切削インサートと、締結具とを含む。締結具は、頭部を含む。頭部は、凹所およびリップ部を含む。図１７（ｂ）は図１７（ａ）中の２つの断面図に示される切削工具の上面図である。
【００１７】
本開示による切削工具、器具ホルダおよび切削インサートの特定の非限定的実施形態の以下の詳細な説明を鑑みれば、上記の詳細などが理解される。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
非限定的実施形態の本記載において、動作例以外の実施形態においてまたは他に明記無き限り、数量または特性を示す数値は全て、あらゆる場合において「約」という用語によって修飾されるものであることが理解されるべきである。よって、明記無き限り、以下の記載に示される数値パラメータは全て概算であり、本開示による切削工具、器具ホルダおよび切削インサートにおいて望ましい特性に応じて異なり得る。最低限でも、均等論を特許請求の範囲に限定することなく、各数値パラメータは、少なくとも記載の有効桁数を鑑みて解釈されるべきであり、また通常のまるめ技術が適用されるべきである。
【００１９】
任意の特許、公開文献または他の援用される開示文献については、当該援用文献が既存の定義、記載または本開示に記載の他の開示文献と抵触しない範囲のみにおいて、全体的または部分的に本明細書中において参考のため援用される。よって、必要な範囲内において、本明細書中に記載のような開示文献は、本明細書中参考のため援用される任意の抵触する文献に優先する。本明細書中参考のため援用される全ての文献またはその一部が、既存の定義、記載または本明細書中に記載の他の文献に抵触する場合、当該援用文献と既存の開示文献との間に抵触が発生しない範囲のみにおいて、当該文献を援用する。
【００２０】
本開示による非限定的態様は、向上した切削インサートに関する。切削インサートは、クーラント（すなわち、切削液）を切削インサートを通じて切削インサートの刃先へと内部的に通過させるか、方向転換させるかかつ／または方向付けるように適合される。クーラントを刃先へと内部的に方向付けることにより、刃先からの熱除去能力が向上する。刃先からの熱除去能力が本発明によって向上することにより、金属切削時において必要なクーラント量が低減し、切削速度の増加が可能となり得、摩擦加熱が低減し、また切削インサートの寿命が増加する。
【００２１】
図１（ａ）は、本開示による両面ミリング切削インサート１０の非限定的実施形態の模式的上面図である。両面ミリング切削インサート１０は、４つのクーラント流動凹部１を含む。４つのクーラント流動凹部１１は、切削インサート１０の締結具ボア１２の壁部から材料を除去することにより、得られる。締結具ボア１２の中心点を点「Ｏ」とする。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す両面ミリング切削インサート１０の模式的上面図である。両面ミリング切削インサート１０は、締結具１３を備える。締結具１３は、切削インサートの締結具ボア１２内に配置され、切削インサート１０をミリング器具ホルダ上に固定する（図１（ｂ）中図示せず）。図１（ｃ）は、図１（ｂ）中の線Ｅ−Ｅ（中心線１４）においてとられた断面図である。線Ｅ−Ｅ（中心線１４）は、締結具１３の縦軸に沿って通過する。図１（ｃ）は、内部クーラントボア１６を含むミリング器具ホルダ１５上の切削インサート１０を示す。クーラントの流れを一連の矢印１７によって示す。クーラント流れ１７は、器具ホルダ１５を通過し、クーラントボア１６から出現し、切削インサート１０を通過し、締結具１３の頭部１９によって切削インサート１０の刃先２０へと誘導される。刃先２０は、ミリング動作時においてワークピースと接触するように配置される。
【００２２】
図１（ａ）〜図１（ｃ）から分かるように、切削インサート１０は、少なくとも１つの締結具ボア１２を含む。少なくとも１つの締結具ボア１２は、締結具１３を受容するように適合される。締結具１３は、切削インサート１０を取り外し可能に器具ホルダ１５に固定する。締結具ボア１２は、締結具ボア１２中の複数のクーラント流動凹部１１を含む。複数のクーラント流動凹部１１は、締結具ボア１２に沿って軸方向に延びる。クーラント流動凹部１１は、締結具ボア１２を通じて配置された締結具１３によって切削インサート１０が器具ホルダへ固定されたとき、クーラントをクーラント流動凹部１１および締結具１３に沿って切削インサート１０の少なくとも１つの刃先２０へと方向付けるように、適合される。
【００２３】
クーラント流動凹部１１は、元々の壁部または締結具ボア１２の表面２３から材料を切断または除去することにより、形成され得る。あるいは、切削インサート１０を金型内においてプレスするかまたは射出機械内に押し出す場合、クーラント流動凹部１１は、工具ダイ内に構築および作成してもよい。クーラント流動凹部１１は、切削インサート１０の上面２１から切削インサート１０の下面２２へと延びる。締結具１３は、締結具ボア表面２３の残りの領域において切削インサート１０と物理的に接触し、切削インサート１０を器具ホルダ１５へと固定する。非限定的実施形態において、切削インサート１０は、上面２１および／または下面２２において、面取り部２４（図１（ｃ）の詳細部を参照）を含む。非限定的実施形態において、クーラント流動凹部１１の断面形状２５は任意のジオメトリでよい（例を非限定的に挙げると、円形の一部、楕円形の一部、線、曲線、スプライン、多角形、またはこれらのジオメトリの任意の組み合わせ）。
【００２４】
図１（ｃ）に示すように、締結具１３は、切削インサート１０を締結具ボア１２内および器具ホルダ１５へと固定する機能以外の機能を果たす。詳細には、締結具１３は、クーラント流れ１７を活性状態の作動中の刃先２０へと誘導または方向付ける。本明細書中用いられる「活性状態の」刃先は、機械加工動作時において刃先がワークピースと接触するように、器具ホルダ上に方向付けられる。再度図１（ｃ）の詳細部分を参照して、頭部１９の下面２６および締結具ボア１２の上縁２８により、周囲隙間２９が規定される。クーラントは隙間２９を通じて流れ、活性状態の刃先２０へと方向付けられる。周囲隙間２９はクーラント出口として機能し、頭部１９の下面２６と、締結具ボア１２の上部（上縁２８および面取り部２４を含む）との間に定義される。
【００２５】
周囲隙間２９は、切削インサート１０の種類および構成を考慮に入れて、特異的な形状に形成され得る。例えば、頭部１９の下面２６は、切削インサートの上面２１上の平坦隆起部２７に対して平行であり得る。このような設計は、切削インサートの刃先および締結具ボアの上縁が同じ高さにあるとき（切削インサートが図１（ｃ）に示すような方向付けになっているとき）、有利である。あるいは、例えば、刃先が締結具ボアの上縁の下側にある設計（切削インサートが図１（ｃ）に示すような方向付けにある設計）において、頭部１９の下面２６は、切削インサートの上面２１上の平坦隆起部２７に対して下方に角度付けされ得る。別の代替例によれば、刃先が概して締結具ボアの上縁の上方にある設計（この設計は、図１（ｃ）の非限定的実施形態に示す特定の設計である）において、例えば、頭部１９の下面２６は、切削インサートの上面２１上の平坦隆起部２７に対して上方に角度付けされ得る。
【００２６】
本明細書中上述しまた図１（ａ）〜図１（ｃ）に示すように、本開示の非限定的実施形態において、切削インサートのための内部クーラントシステムは、切削インサート１０と、締結具１３と、器具ホルダ１５とを含む。締結具ボア１２の壁部はを部分的に切除することで、複数のクーラント流動凹部１１が形成される。切削インサート１０を締結具ボア１２および器具ホルダ１５内に固定するように締結具１３を配置して隙間２９が得られたとき、締結具１３の頭部１９の下面２６は、締結具ボア１２の上縁２８および面取り部２４と所定のジオメトリ関係を有する。クーラント流動凹部１１および隙間２９により、クーラントを器具ホルダ１５内の１つ以上の内部クーラントボア１６から締結具ボア１２と締結具１３との間の界面へと流動させるための通路が得られる。頭部１９の下面２６は、切削インサート１０の種類および構成を考慮に入れることより、クーラント流れ１７を可能な最短距離に沿って活性状態の刃先２０へと特異的に方向付けるように、特異的に設計され得る。本明細書中に記載の切削インサートのための内部クーラントシステムの非限定的実施形態は独自であり、なおかつ簡潔な設計であり、効果的かつ経済的である。締結具１３は、（ｉ）切削インサート１０を器具ホルダ１５へと固定する機能と、（ｉｉ）クーラントを活性状態の刃先２０へと高精度に誘導、通過および／または方向付ける機能との２つの機能を果たす。
【００２７】
図１（ａ）〜図１（ｃ）中に切削インサート１０として図示される切削インサートの非限定的実施形態において、切削インサート１０は、４つの刃先２０を含む。しかし、本明細書中に記載の向上したクーラント送達フィーチャを備えた任意の数の刃先２０（例えば、単一の刃先を有する円形インサートまたは３つ、５つまたはこれ以上の刃先を有する切削インサー）を有する切削インサート１０を提供することが、本開示の範囲内である。さらに、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示す非限定的実施形態において、少なくとも１つの締結具ボア１２は、切削インサート１０の側部上において中央に配置される。しかし、締結具ボアを中央に配置する代わりに、切削インサート上の他の任意の適切な位置に配置しかつ／または切削インサートが１つよりも多くの締結具ボアを含み得ることが、本開示の範囲内である。非限定的実施形態において、締結具１３は、器具ホルダ１５内にねじ式に受容される。
【００２８】
任意選択的に、切削インサート１０は、本開示による切削インサートの他の実施形態と共に、１つ以上の工具すくい面およびチップ制御フィーチャと、当業者に公知の他の任意の切削インサートフィーチャとを含み得る。このようなフィーチャは従来のものであり、当業者に公知である。よって、このようなフィーチャについては、本明細書中において詳述を控える。
【００２９】
切削インサート１０は、インサート１０に対して行われる切削動作に適した任意の材料から構成され得る。ある非限定的実施形態において、切削インサート１０は、本開示による切削インサートの他の実施形態と共に、高速度鋼、コバルト合金、超硬合金、サーメット、セラミック、ダイヤモンド、および多結晶ダイヤモンドから選択された１つ以上の材料から製造される。本開示による切削インサートの多様な実施形態において、切削インサートは、切削インサート製造のために本明細書中において用いられる、当業者に公知の任意の材料を含む。
【００３０】
ある非限定的実施形態において、切削インサート１０は、本開示による切削インサートの他の実施形態と共に、摩耗被覆を含む。摩耗被覆は、単一の層または複数の層で構成された摩耗被覆であり得る。可能な摩耗被覆の非限定的実施形態の例を挙げると、窒化チタン、炭化チタン、酸化アルミニウム、窒化ケイ素および酸化ジルコニウムのうち１つ以上がある。本開示による切削インサートの多様な実施形態において、切削インサートは、切削インサート上の摩耗被覆のために本明細書中において用いられる、当業者に公知の任意の適切な材料のコーティングを含む。
【００３１】
本開示の非限定的態様によれば、内部クーラントシステムを含む切削工具は、以下を含む：クーラント（すなわち、切削液）を切削インサートの少なくとも１つの活性状態の刃先へと通過させ、方向転換させかつ／または方向付けるように適合された少なくとも１つの内部クーラント流動凹部を含む切削インサートと、クーラントを器具本体内に通過させて切削インサートの内部クーラント流動凹部のうち少なくとも１つ内へと送った後、切削インサートの少なくとも１つの活性状態の刃先へと送るように適合された器具本体。クーラントを内部的に刃先へと方向付けることにより、金属切削に必要なクーラント量の低減が可能になり、切削速度の増加が可能になり、摩擦加熱が低減し、その結果切削インサート寿命が延びる。
【００３２】
図２（ａ）は、本開示による切削工具４０の非限定的実施形態の側面図を示す。図２（ｂ）は、切削工具４０の前端面図である。切削工具４０は、以下を含む：図１（ｃ）に示すシステムと設計が実質的に類似するクーラント送達システムを含むミリング器具ホルダ４１と、上記に示しかつ図１（ａ）〜図１（ｃ）に示す切削インサート１０に実質的に設計が類似する５つのインデックス可能な切削インサート４２ａ〜４２ｅと、上記に示しかつ図１（ｂ）および図１（ｃ）に示す締結具１３と実質的に設計が類似する５つの締結具４３ａ〜４３ｅ。非限定的実施形態において、締結具４３ａ〜４３ｅは、器具ホルダ４１内にねじ式に受容される。
【００３３】
図３（ａ）〜図３（ｃ）は、両面ミリング切削インサート５０の別の非限定的実施形態を示す。両面ミリング切削インサート５０は、本開示による内部クーラントシステムを含む。図３（ａ）は、３つのクーラント流動凹部５１を含む切削インサート５０の上面図を示す。３つのクーラント流動凹部５１は、締結具ボア５２の壁部に沿って形成される。図３（ｂ）は、切削インサート５０の上面図を示し、締結具ボア５２内に設けられた締結具５３をさらに示す。図３（ｃ）は、切削インサート５０および締結具５２の図３（ｂ）中の線Ｐ−Ｐ（線５４としても示す）に沿ってとられた断面図を示す。図３（ｃ）の断面図は、器具ホルダ（図示せず）からクーラント流路５６を通じたクーラント流れ５５を示す。クーラント流路５６は、切削インサート５０のクーラント流動凹部５１と、締結具５３との間に規定される。クーラント出口として機能する周囲隙間６１が、締結具ボア５２の上部６２と、締結具５３の頭部６４の下面６３との間に規定される。下面６３は、切削インサート５０の種類および構成を考慮に入れて特異的な形状に形成され、これによりクーラント流れ５５を高精度に刃先６５へと方向付ける。
【００３４】
図４（ａ）〜図４（ｃ）は、本開示による内部クーラントシステムを含む両面ミリング切削インサートの別の非限定的実施形態を示す。図４（ａ）は、切削インサート７０の上面図を示す。切削インサート７０は、３つのクーラント流動凹部７１を含む。３つのクーラント流動凹部７１は、締結具ボア７２の壁部に沿って規定される。図４（ｂ）は、切削インサート７０の上面図を示し、締結具ボア７２内に配置された締結具７３をさらに示す。図４（ｃ）は、図４（ｂ）中の線Ｒ−Ｒ（線７５としても示す）に沿ってとられた切削インサート７０および締結具７３の断面図である。切削インサート７０は、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示す切削インサート５０と類似しているが、図４（ｃ）に示すように、切削インサート７０の各クーラント流動凹部７１は、複数のセグメント７１ａ、７１ｂおよび７１ｃを含む。図４（ｃ）に示す実施形態において、セグメント７１ａは、９０度未満の角度を締結具７３の軸７７と形成し、セグメント７１ｂは、締結具７３の軸７７に対して実質的に平行であり、セグメント７１ｃもまた、締結具７３の軸７７と９０度未満の角度を形成する。図４（ｃ）はまた、締結具７３の頭部と切削インサート７０との間に規定された隙間により、クーラント流れ７８が切削インサート７０を通じて切削インサート７０の刃先へと方向付けられる様子を示す。
【００３５】
図５（ａ）〜図５（ｃ）は、本開示による内部クーラントシステムを含む片側ミリング切削インサートの非限定的実施形態を示す。図５（ａ）は、切削インサート８０の上面図である。切削インサート８０は、締結具ボア８２の壁部に沿って４つの凹所８１を含む。図５（ｂ）は、切削インサート８０の上面図であり、締結具ボア８２内に設けられた締結具８３をさらに示す。図５（ｃ）は、図５（ｂ）中の線Ａ−Ａ（線８５としても示す）に沿ってとられた切削インサート８０および締結具８３の断面図である。図５（ｃ）の断面図に示すように、クーラント出口として機能する周囲隙間９１が、締結具ボア８２の上部９２と、締結具８３の頭部９４の下面９３との間に規定される。下面９３は、締結具ボア８２の上部９２と相互作用して、クーラント流れ９５を高精度に刃先９６へと方向付けるように、特異的な形状に形成される。
【００３６】
図６（ａ）〜図６（ｃ）は、本開示による内部クーラントシステムを含む片側ボーリング切削インサートの非限定的実施形態を示す。図６（ａ）は、切削インサート１００の上面図を示す。切削インサート１００は、４つのクーラント流動凹部１０１を締結具ボア１０２の壁部に沿って含む。図６（ｂ）は、切削インサート１００の上面図であり、締結具ボア１０２内に設けられた締結具１０３をさらに示す。図６（ｃ）は、図６（ｂ）中のＢ−Ｂ（すなわち、折り畳み断面図線１０５）に沿ってとられた断面図である。図６（ｂ）中のＢ−Ｂ（すなわち、折り畳み断面図線１０５）は、点Ｎ１においてクーラント流動凹部１０１を通過し、切削インサート１００の中心点において方向転換し、点Ｎ２において元々の締結具ボア周囲１０６を通過する（図６（ａ）を参照）。クーラント出口として機能する周囲隙間１１１が、締結具ボア１０２の上部１１２と、締結具１０３の頭部１１４の下面１１３との間に規定される。下面１１３は、クーラント流れ１１５が活性状態の刃先１１６へと高精度に方向付けられるように、特異的な形状に形成される。
【００３７】
図７（ａ）〜図７（ｄ）は、本開示によるボーリング器具の非限定的実施形態を示す。この実施形態において、ボーリング器具１２０は、ボーリング器具ホルダ１２１と、図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すようなボーリング切削インサート１００と、図６（ｂ）および図６（ｃ）に示すような締結具１０３とを含む。図７（ａ）は、切削工具１２０の作業端の斜視図であり、締結具１０３と切削インサート１００との間にクーラント流れ１２５が発生する。図７（ｂ）は、切削工具１２０の作業端の上面図であり、締結具１０３と切削インサート１００との間にクーラント流れ１２５が発生する。図７（ｃ）は、（切削インサート１００および締結具１０３が取り外されている）器具ホルダ１２１の上面図であり、内部クーラントボア１２２、１２３および１２４が器具ホルダ１２１内に形成されている様子を示す。図７（ｄ）は、器具ホルダ１２１および切削インサート１００の上面図であり、クーラント流動凹部１０１と締結具ボア１２２との間の位置関係を示す。図７（ｃ）に示すように、クーラントは、器具ホルダ１２１の長さに沿ってボア１２４を通過し、ボア１２３内へと移動し、ボア１２２から出て行く。ボア１２２は、器具ホルダ１２１のインサートポケットの表面上に配置される。図７（ａ）、図７（ｂ）および図７（ｄ）に示すように、ボア１２２から出現したクーラントは、インサート１００の内部を通過し、切削インサート１２０と締結具１０３との間に規定された隙間からクーラント流れ１２５として出現する。このようにして、クーラントを器具ホルダ１２１を通じて軸方向に送り、切削インサート１００の内部へと流入させ、その後切削インサート１００の刃先へと方向付けることができる。
【００３８】
図８（ａ）〜図８（ｃ）は、本開示による内部クーラントシステムを含む旋削切削インサート１３０の非限定的実施形態を示す。図８（ａ）は、切削インサート１３０の上面図である。切削インサート１３０は、締結具ボア１３２の壁部に沿って形成された４つのクーラント流動凹部１３１を含む。図８（ｂ）は、切削インサート１３０の上面図であり、締結具ボア１３２内に配置された締結具１３３をさらに示す。図８（ｃ）は、図８（ｂ）中のＣ−Ｃ（すなわち、折り畳み断面図線１３５）に沿ってとられた断面図である。図８（ｂ）中のＣ−Ｃ（すなわち、折り畳み断面図線１３５）は、点Ｍ２においてクーラント流動凹部１３１を通過し、切削インサート１３０の中心点において方向転換し、点Ｍ１において元々の締結具ボア周囲１３４を通過する（図８（ａ）を参照）。図８（ｃ）の詳細部に示すように、クーラント出口として機能する周囲隙間１４１が、締結具ボア１３２の上部１４２と、締結具１３３の頭部１４４の下面１４３との間に規定される。下面１４３は、切削インサート１３０の種類および構成を考慮しかつクーラント流れ１４５を切削インサート１３０の活性状態の刃先１４６へと高精度に方向付けるように、特異的な形状に形成される。Ｍ１における元々の締結具ボア周囲１３４と、締結具１３３との間の接触により、締結具が器具ホルダのインサートポケットへと部分的に固定される。
【００３９】
図９（ａ）〜図９（ｄ）は、本開示による切削工具の非限定的実施形態を示す。旋削器具１５０は、旋削器具ホルダ１５１と、図８（ａ）〜図８（ｃ）に示すような旋削切削インサート１３０と、図８（ｂ）および図８（ｃ）に示すような締結具１３３とを含む。図９（ａ）は、切削工具１５０の斜視図である。図９（ｂ）は、切削工具１５０の作業端の上面図である。図９（ａ）および図９（ｂ）はどちらとも、クーラント出口として機能する周囲隙間１４１からクーラント流れ１５９を送る様子を示す。周囲隙間１４１は、締結具１３３のと、切削インサート１３０との間に規定される（図８（ｃ）を参照）。図９（ｃ）は、器具ホルダ１５１の上面図であり、切削インサート１３０および締結具１３３は取り外されており、内部クーラントボア１５２、１５３、１５４、１５５および１５６を示す。図９（ｄ）は、器具ホルダ１５１および切削インサート１５０を示す上面図であり、クーラント流動凹部１３１のうちの１つ（図８を参照）と、クーラントボア１５２との間の位置関係を示す。クーラントボア１５２は、ポケット配置面１５７に対して垂直である。クーラントがボアから流れる事態を回避するため、内部クーラントボア１５３、１５４および１５５の端部を位置決めねじ（図示せず）によって遮断することができる。
【００４０】
図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、穿孔切削インサート１６０の別の非限定的実施形態を示す。穿孔切削インサート１６０は、本開示による内部クーラントシステムを含む。図１０（ａ）は、切削インサート１６０の上面図である。切削インサート１６０は、締結具ボア１６２の壁部に沿って４つのクーラント流動凹部１６１を含む。図１０（ｂ）は、切削インサート１６０の上面図であり、締結具ボア１６２内に配置された締結具１６３をさらに示す。図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）中のＨ−Ｈ（すなわち、折り畳み断面図線１６５）に沿ってとられた断面図である。図１０（ｂ）中のＨ−Ｈ（すなわち、折り畳み断面図線１６５）は、点Ｌ２においてクーラント流動凹部１６１を通過し、切削インサート１６０の中心点において方向転換し、点Ｌ１において元々の締結具ボア周囲１６４を通過する（図１０（ａ）を参照）。図１０（ｃ）の詳細図に示すように、クーラント出口として機能する周囲隙間１７１が、締結具ボア１６２の上部１７２と、締結具１６３の頭部１７４の下面１７３との間に規定される。下面１７３は、切削インサート１６０の種類および構成を考慮して特異的な形状に形成され、これにより、クーラント流れ１７５が活性状態の刃先１７６へ向かって高精度に方向付けられる。
【００４１】
さらに、図１０（ａ）および図１０（ｃ）に示すように、各クーラント流動凹部１６１は、複数のセグメント１６１ａおよび１６１ｂを含む。セグメント１６１ａは、締結具１６３の軸１７７と共に角度を規定し、セグメント１６１ｂは、締結具１６３の軸１７７と共に反対方向において角度を規定する。
【００４２】
図１１（ａ）〜図１１（ｄ）は、本開示による穿孔器具１８０の非限定的実施形態を示す。穿孔器具１８０は、穿孔器具ホルダ１８１と、２つの穿孔切削インサート１８２および１８３（穿孔インサート１８２は周囲インサートとして機能し、穿孔インサート１８３は中心インサートとして機能する）と、図１０（ｃ）に示す締結具１６３と同じ２つの締結具とを含む。穿孔切削インサート１８２および１８３双方のクーラント流動凹部のジオメトリおよび形状は、図１０（ａ）〜図１０（ｃ）を参照して説明した穿孔切削インサート１６０のものと同じである。穿孔切削インサート１８２および１８３はそれぞれ、各切削インサート内の締結具ボア内にねじ式に受容された締結具１６３によって固定される。図１１（ａ）は、穿孔器具１８０の斜視図であり、図１１（ｂ）は、穿孔器具１８０の上面図である。図１１（ｃ）は、器具ホルダ１８１の上面図である（図中、周囲穿孔インサート１８２を配置するためのポケット配置面１９７は、ページから外側に向かう）。図１１（ｃ）は、内部クーラントボア１９０〜１９６が器具ホルダ１８１を通過してポケット配置面上に退出する様子を示す。図１１（ｄ）は、器具ホルダ１８１の下面図である（図中、中心穿孔インサート１８３を配置するためのポケット配置面１９８は、ページから外側に向かう）。図１１（ｄ）は、内部クーラントボア１９０〜１９６が器具ホルダ１８１を通過し、ポケット配置面上に退出する様子を示す。図１１（ｃ）および図１１（ｄ）から分かるように、（器具ホルダ１８１のポケット配置面１９８からクーラントボア１９４によって内部的に接続された）２つのクーラントボア１９５および１９６が、中心穿孔インサート１８３のためのポケット配置部上に退出し、よって、２つのクーラント流れ１８６および１８７が中心穿孔インサートの刃先へと方向付けられる。１つのクーラントボア１９３のみが周囲穿孔インサート１８２を支持するポケット配置部１９７上に他退出し、その結果、単一のクーラント流れ１８５のみが周囲穿孔インサートの刃先へと方向付けられる。しかし、所望であれば、クーラント流れを２つ以上のクーラント出口から周囲穿孔インサート１８２へと提供するように、器具ホルダ１８０を容易に改変することが可能である。
【００４３】
図１２（ａ）〜図１２（ｃ）は、切削インサートの別の非限定的実施形態を示す。切削インサートは、内部クーラントシステムを含み、本開示による一般的な機械加工動作に合わせて適合される。図１２（ａ）は、切削インサート２１０の上面図である。切削インサート２１０は、４つのスルーキャビティ２１１を含む。４つのスルーキャビティ２１１は、上面２１４から締結具ボア２１２に隣接する切削インサート２１０の下面２１６へと延びる。図１２（ｂ）は、切削インサート２１０の上面図である。切削インサート２１０は、締結具ボア２１２を通じて締結具２１３を含む。図１２（ｃ）は、図１２（ｂ）中のＶ−Ｖ（すなわち、折り畳み断面図線２１５）に沿った断面図である。図１２（ｂ）中のＶ−Ｖ（すなわち、折り畳み断面図線２１５）は、スルーキャビティ２１１を通じて送られ、切削インサート２１０の中心点において方向転換し、切削インサート２１０のスルーキャビティ２１１を含まない断面を通過する。さらに、各スルーキャビティ２１１は、一対の側部突起２１７を含む。これらの側部突起２１７は、上面２１４および下面２１６双方の上の各スルーキャビティ２１１の側面に位置し、クーラント流れ２２５を制限する側方ブロックとして機能する。隙間２２１は、クーラント出口２２１として機能し、スルーキャビティ２１１の上部２２２と、締結具２１３の頭部２２４の下面２２３との間に規定される。下面２２３は、クーラント流れ２２５が活性状態の刃先２２６に向かって高精度に方向付けられるように、切削インサート２１０の種類および構成を考慮して特異的な形状に形成される。さらに、頭部２２４の下面２２３が締結具２１３によって器具ホルダ上へ固定されると、切削インサート２１０上の側部突起２１７により小隙間が規定される。ある非限定的実施形態において、スルーキャビティ２１１が（円筒型穴の場合において）穿孔された後、切削インサート２１０を焼結炉へ配置する。あるいは、非限定的に、切削インサート２１０を金型内に押圧するかまたは粉末射出機械中に押し出す場合、スルーキャビティを工具ダイ内に形成してもよい。スルーキャビティ２１１は、任意の適切なジオメトリを持ち得る（例を非限定的に挙げると、円形、楕円形、線、曲線（単数または複数）、スプライン（単数または複数）、多角形、およびこれらのジオメトリのうち任意の組み合わせ。
【００４４】
図１３、図１４（ａ）、図１４（ｂ）、図１５（ａ）および図１５（ｂ）は、締結具２５０のある非限定的に限定的実施形態を示す。締結具２５０は、切削インサート（図示せず）を器具ホルダ（図示せず）へと固定するように適合される。締結具２５０は、頭部２５２（すなわち、端部）を含む。頭部２５２は、少なくとも１つのフィーチャを含む。少なくとも１つのフィーチャは、クーラント流体を切削インサートの刃先へと方向付けるように適合される。本開示による非限定的実施形態において、頭部２５２の少なくとも１つのフィーチャは、凹所２５４を含む。凹所２５４は、締結具２５０によって器具ホルダへと固定された切削インサートの刃先へとクーラント流体を方向付けるように適合される。
【００４５】
非限定的実施形態において、締結具２５０の凹所２５４は、約３０度〜約１８０度の範囲において、頭部２５２上の周囲において延びる。図１５（ｂ）において、凹所が頭部の周囲において延びる距離は、凹所角度θによって示される。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）中の線Ｖ-Ｖにおいて凹所２５４を横方向に通過する位置においてとられた締結具２５４の断面図である。別の非限定的実施形態において、凹所２５４は、凹所角度θに対応する長さにわたって約４５度〜約１２０の範囲において、締結具頭部２５２上の周囲を延びる。頭部２５２の全体を包囲して延びる凹所は、３６０度の凹所角度に対応する。締結具の頭部上の凹所は、締結具によって器具ホルダへと固定された切削インサートの刃先へとクーラント流れを方向付けるのに適したものであれば、任意の深さおよび形状にしてよい。締結具２５４の非限定的実施形態において、例えば、（図１５（ｂ）中の距離ｃである）凹所深さは、約０．１ｍｍであってもよいし、あるいは約０．２７ｍｍであってもよい。本開示による非限定的実施形態において、凹所深さは、約０．０５ｍｍ〜約０．５ｍｍである。当業者であれば、本開示を読めば、過度の実験を必要とすることなく、適切に設計された器具ホルダへと締結具によって固定された切削インサート刃先へと切削液を方向付けるのに適した長さ、深さおよび形状の切削インサート締結具の頭部上に凹所を設計することができる。
【００４６】
切削動作時において、凹所２５４は、切削インサートの活性状態の刃先に隣接して配置される。刃先が「活性状態」となるのは、機械加工動作時においてワークピースと接触してワークピースを機械加工するように刃先が器具ホルダ上に配置されたときである。この点について、本明細書中以下においてより詳細に説明する。締結具２５０の頭部２５２上の凹所２５４の機能は、締結具２５０によって器具ホルダへと固定された切削インサートの活性状態の刃先へとクーラント流体を方向付けることである。よって、締結具の頭部上の凹所の形状、凹所の寸法凹所角度および／または凹所数は、本明細書中および添付図中に記載の無いように応じて変更可能であり、また、当業者であれば、本開示による締結具を過度の実験の必要無く特定の切削インサートおよび器具ホルダと共に用いることが可能なように、凹所の多様な属性を変更することができることが理解される。図１３、図１４（ａ）および図１５（ａ）の非限定的実施形態に示す凹所２５４は、概して多角形の周囲を有する。しかし、例えば、周囲が他の形状（例えば、矩形、□、楕円、不規則形状および円形）をしている凹所も用いられ得ることが認識される。より一般的には、締結具によって器具ホルダへと固定された切削インサートの刃先へとクーラントを方向付けるのに有用な任意の周囲形状を有する凹所を含む締結具が、本開示の範囲内である。
【００４７】
再度図面を参照して、切削インサート刃先へとクーラント流体を方向付けるように適合された頭部２５２の少なくとも１つのフィーチャは、リップ部２５６を任意選択的に含む。ある非限定的実施形態において、リップ部２５６もまた、頭部２５２およびリップ部２５６を含む締結具によって器具ホルダへと固定された切削インサートの刃先へとクーラント流れを方向付けるように、適合される。ある非限定的実施形態において、本開示による締結具は、凹所およびリップ部双方を含む頭部を含む。凹所およびリップ部は、締結具によって器具ホルダへと固定された切削インサートの刃先へとクーラントの流れを協働して方向付けるように、適合される。
【００４８】
ここで図１３、図１４（ａ）、図１４（ｂ）、図１５（ａ）、図１５（ｂ）、図１６（ａ）〜図１６（ｃ）、図１７（ａ）および図１７（ｂ）を参照して、非限定的実施形態において、締結具２５０は、軸方向締結部２５８をさらに含む。軸方向締結部２５８は、締結具２５０を器具ホルダ（例えば、図１７（ａ）に示す器具ホルダ２６２）へと固定するように、適合される。締結具２５０の軸方向締結部２５８のうち少なくとも一部が、ねじ山２６０を含み得る。ねじ山２６０は、締結具２５０を器具ホルダへとねじ式に固定するために用いられる。しかし、本開示による締結具は、軸方向締結部（例えば、部分２５８）を含み得ることが理解される。軸方向締結部（例えば、部分２５８）は、締結具を器具ホルダへと固定することにより切削インサートを器具ホルダへと固定するのに適するように、任意の様態で適合される。このような別個の実施形態は全て、本開示の範囲内である。
【００４９】
本開示による締結具は、切削インサートを器具ホルダへと固定する作業を促進するための切削インサート締結具のフィーチャとして簡便に設けられた他のフィーチャを任意選択的に含む。例えば、締結具は、六角形または他の任意の多角形の凹所２６４を頭部２５２内に含み得、これにより、締結具を器具ホルダへ固定するための六角レンチを収容する。図１７（ａ）中に示すように、締結具２５０を器具ホルダ２６２へと固定することにより、切削インサート２７０も器具ホルダ２６２へと固定される。
【００５０】
ここで図１６（ａ）〜図１６（ｃ）、図１７（ａ）および図１７（ｂ）を参照して、本開示による締結具のある新規な機能的態様と、切削インサートおよび器具ホルダのある他の態様とが開示される。従来の切削インサート２７０の実施形態の斜視図および上面図を、それぞれ図１６（ａ）および図１６（ｂ）中に示す。図１６（ｃ）は、図１６（ｂ）中の線Ｕ-Ｕにおいてとられた切削インサート２７０のの断面図である。切削インサート２７０は、締結具ボア２７２および刃先２７４を含む。切削インサート２７０はインデックス可能なインサートであり、４つのインデックス可能な刃先２７４ａ〜２７４ｄを含む。当該分野において公知のように、特定の刃先（例えば、刃先２７４ａ）が鈍くなった場合または不安定になった場合、インデックス可能な切削インサート２７０を器具ホルダインサートポケット内において回転またはインデックスして、機械加工動作時において別の刃先（例えば、２７４ｂ）をワークピースと接触するように配置することができる。添付図面中において切削インサート２７０をインデックス可能な四角形状の片側切削インサートとして形成しているが、本開示を鑑みれば、本明細書中に記載の新規な締結具は、他の種類の切削インサートと利用できるように適合可能であることが明らかである。このような他の種類の切削インサートを挙げると、例えば、円形インサート、三角形インサート、三角インサート、五角形インサート、六角形インサート、八角形インサート、両面インサート、およびインデックス不可能なインサートがある。
【００５１】
図１７（ａ）および図（ｂ）を参照して、本開示による切削工具２８０の非限定的実施形態において、締結具２５０を切削インサート２７０の締結具ボア２７２を通じて配置し、切削インサート２７０を器具ホルダ２６２へと固定し、締結具２５０の軸方向締結部２５８のうち少なくとも一部および締結ボア２７２のうち少なくとも一部により、キャビティ２７６が規定される。キャビティは、器具ホルダ２６２中のクーラントボア２７８と流体連通する。図１７（ａ）中の位置「ａ」および「ｂ」から図示されている一連の矢印によって示すように、クーラントボア２７８およびキャビティ２７６により、クーラントのための連続的通路が得られる。締結具２５０の頭部２５２のフィーチャ（例えば、凹所２５４および／またはリップ部２５６）は、クーラントボア２７８およびスルーキャビティ２５４からのクーラント流れを切削インサート２７０の刃先２７４へと方向付ける。
【００５２】
よって、例えば、図１７（ａ）および図１７（ｂ）に示す切削工具２８０の非限定的実施形態を再度参照して、従来の切削インサート２７０が締結具２５０によってクーラントボア２７８を含む器具ホルダ２６２へと固定されたとき、凹所２５４および／またはリップ部２５６を含む締結具頭部２５２が適切に配置されると、クーラントは、少なくとも１つのクーラントボア２７８から、締結具２５０と締結具ボア２７２との間に規定されたスルーキャビティ２７６を通じて、凹所２５４および／またはリップ部２５６によって刃先２７４へと方向付けられる。図１７（ａ）において、クーラントの送り先となる刃先２７４の領域は活性状態の刃先領域であり、クーラントの流れにより、活性状態の刃先領域における温度サイクリングの温度および強度が低減する。
【００５３】
クーラント流れを活性状態の刃先２７４に向かって方向付ける際に有用な、切削インサート２７０および器具ホルダ２６２に対する凹所２５４の一般的な位置を図１７（ａ）の右側に示す。図１７（ａ）は、図１７（ｂ）に示す線Ｔ-Ｔに沿ってとられた断面図である。締結具２５０および切削インサート２７０は、断面Ｔ-Ｔに示すような切削工具２８０の一領域内に配置され、切削工具２８０の別の領域内の締結具２５０および切削インサート２７０の相対位置は、断面Ｓ-Ｓに示すような相対位置である。断面Ｓ-Ｓは、図１７（ａ）の左側である。断面Ｓ-Ｓにおいて、連続キャビティは締結具２５０の軸方向締結部２５８間に形成されていないため、よって、クーラント流れは断面において切削インサート２７０の刃先へと方向付けられない。
【００５４】
本開示による非限定的実施形態において、キャビティ２７６は、少なくとも切削インサート２７０の締結ボア２７２の直径よりも小さなある領域中の直径を有するように締結具２５０の軸方向締結部２５８を設計することにより、得ることができる。凹所２５４、クーラントボア２７８およびキャビティ２７６の寸法は、刃先へのクーラント流れをより高速またはより低速になるように、変更することができることが認識される。ある非限定的実施形態において、例えば、頭部２５２上の凹所２５４の深さは、切削インサートのサイズおよび締結具２５０そのもののサイズに応じて、０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍである。
【００５５】
表１は、本開示に従って構築される切削工具の実施形態において用いられ得る締結具頭部の凹所深さ、軸方向締結部の直径、および締結具ボア直径の組み合わせの多様な非限定的例を羅列する。表１に示す寸法は非排他的なものであり、ある切削インサートまたは機械加工パラメータを用いる場合において刃先へのクーラント流れの速度を望ましいまたは必要な速度にするように、寸法を変更することが可能であることが認識される。
【表１】
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【００５６】
さらに図１７（ａ）および図１７（ｂ）を参照して、上述したように、締結具２５０の頭部２５２の一領域が断面Ｓ-Ｓの場合のように活性状態の刃先に対向して配置されていない場合、クーラント流れが締結具２５０の頭部２５２によって遮断される。図１７（ａ）および図１７（ｂ）に示す実施形態において、クーラントは、凹所２５４が頭部２５２内に存在する領域において、頭部２５２と切削インサート２７０との間のみから出現し得る。
【００５７】
再度図１６（ａ）〜図１６（ｃ）および図１７（ａ）〜図１７（ｂ）に示す非限定的実施形態を参照して、本開示による態様は、内部クーラントシステムを含む切削工具２８０に関する。切削工具２８０は、少なくとも１つの従来の切削インサート２７０と、器具ホルダ２６２（部分的に図示）と、少なくとも１つの締結具２５０とを含む。切削インサート２７０は、少なくとも１つの刃先２７４と、少なくとも１つの締結具ボア２７２とを含む。少なくとも１つの締結具ボア２７２は、切削インサート２７０を器具ホルダ２６２へと取り外し可能に締結するための締結具２５０を受容可能に適合される。少なくとも１つの締結具ボア２７２および締結具２５０が少なくとも１つのキャビティ２７６を規定することにより、切削インサート２７０が締結具２５０によって器具ホルダ２６２へと固定されたとき、クーラントが切削インサート２７０を通じて締結具の頭部２５２へと流れることが可能になる。非限定的実施形態において、器具ホルダ２６２は、少なくとも１つのクーラントボア２７８を含む。少なくとも１つのクーラントボア２７８は、クーラントを器具ホルダ２６２からキャビティ２７６へと搬送するように適合される。本開示による非限定的実施形態において、締結具２５０の頭部２５２は、少なくとも１つのフィーチャを含む。少なくとも１つのフィーチャは、クーラントを切削インサート２７０の刃先２７４へと方向付けるように、適合される。本開示による非限定的実施形態において、クーラントを切削インサート２７０の刃先２７４へと方向付けるように適合された頭部２５２の少なくとも１つのフィーチャは、凹所２５４を含む。別の非限定的実施形態において、クーラントを切削インサート２７０の頭部の刃先２７４へと方向付けるように適合された頭部２５２の少なくとも１つのフィーチャは、リップ部２５６をさらに含む。
【００５８】
本開示による切削工具非限定的実施形態において、切削インサートは、基板を含む。基板は、高速度鋼、コバルト合金、超硬合金、サーメット、セラミックおよびダイヤモンドのうち１つ以上を含む。
【００５９】
本開示による切削工具の他の非限定的実施形態において、締結具の頭部の凹所は、頭部上において約３０度〜約１８０度で周囲に延び、頭部上において約４５度〜約１２０度で周囲に延びる。
【００６０】
本開示による切削工具別の非限定的実施形態において、切削インサートは、摩耗被覆を含む。摩耗被覆は、窒化チタン、炭化チタン、酸化アルミニウム、窒化ケイ素および酸化ジルコニウムのうち１つ以上を非限定的に含み得る。
【００６１】
本開示による切削工具のさらに別の非限定的実施形態は、ミリング器具、ボーリング器具、旋削器具、穿孔器具、および一般的な機械加工器具のうちの１つである。しかし、締結具によって器具ホルダへと固定された切削インサートを含む任意の切削工具と共に利用されるように本発明を適合させることが可能であることが明らかである。
【００６２】
本開示による切削工具の別の非限定的実施形態は、締結具２５０を含む。締結具２５０は、本明細書中において上記に開示したように頭部上に少なくとも１つの凹所２５４を含み、また、切削インサートを含む。切削インサートは、１つ以上のクーラント流動凹部（例えば、図１に示す切削インサート１０のクーラント凹所１１）を含む。
【００６３】
本開示によるある非限定的実施形態において、締結具は、ねじ、ボルト、クランプ、ピン、リベット、および切削インサートを器具ホルダへと固定するのに適した当業者にこれまで公知であった他の任意の締結具から選択され得る。このような締結具を構築するための可能な材料を挙げると、例えば、スチール、ステンレススチール、チタン、チタン合金、および（器具ホルダへの切削インサートの固定および刃先へのクーラントの方向付けのために適した機械的特性、耐食性および他の特性を有する）他の任意の材料がある。
【００６４】
本開示について、多様な例示的な実施形態、例示的実施形態および非限定的実施形態を参照して記載してきた。しかし、当業者であれば、多様な代替例、改変例または開示の実施形態（その一部）のうちのいずれかの組み合わせが、特許請求の範囲のみによって定義された本発明の範囲から逸脱することなく可能であることを認識する。よって、本開示は、本明細書中に明記されていないさらなる実施形態を包含することが企図および理解される。このような実施形態は、例えば本明細書中に記載される実施形態の開示されたステップ、構成要素、構成成分、コンポーネント、要素、フィーチャ、態様などのうちいずれかを組み合わせかつ／または改変することにより、得ることができる。よって、本開示は、多様な例示的実施形態、例示的実施形態および非限定的実施形態の記載に限定されず、特許請求の範囲のみによって限定される。よって、本明細書中に多様に記載される発明に機能を付加するように特許請求の範囲を補正することが可能であることが理解される。
【図２（ａ）】
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【図２（ｂ）】
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【図７（ａ）−７（ｄ）】
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【図９（ａ）−９（ｄ）】
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【図１１（ａ）−１１（ｄ）】
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【図１３】
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【図１４（ａ）】
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【図１４（ｂ）】
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【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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