(57)【要約】  工作物からの切り屑形成と材料除去で有用な金属切削インサート（１５０）。金属切削インサート（１５０）は、少なくとも１つの不連続な切削位置（１６１Ａ〜１６１Ｆ）を有する切れ刃（１６０）を含む金属切削インサート本体（１５２、１５４）を含む。金属切削インサート本体（１５２、１５４）は、不連続な切削位置（１６１Ａ〜１６１Ｆ）と連通する別個の内部クーラント流路（３００）を更に含む。別個の内部クーラント流路（３００）は、クーラント流路入口（３０４）断面積を画定するクーラント流路入口（３０４）と、クーラント流路排出口（３０２）断面積を画定するクーラント流路排出口（３０２）と、軸方向のクーラント流路長さとを有する。別個の内部クーラント流路（３００）はその軸方向のクーラント流路長さに沿ってクーラント流断面積を画定する。クーラント流路入口（３０４）断面積はクーラント流路排出口（３０２）断面積とほぼ同じである。クーラント流面積の幾何学的形状は軸方向のクーラント流路長さに沿って変化する。
2013528126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物からの切り屑形成および材料除去において使用するための金属切削インサートであって、
少なくとも１つの不連続な切削位置を有する切れ刃を含む金属切削インサート本体を含み、
前記金属切削インサート本体が前記不連続な切削位置と連通している別個の内部クーラント流路をさらに含み、
前記別個の内部クーラント流路が、クーラント流路入口断面積を画定するクーラント流路入口と、クーラント流路排出口断面積を画定するクーラント流路排出口と、軸方向のクーラント流路長さとを有し、
前記別個の内部クーラント流路がその前記軸方向のクーラント流路長さに沿ってクーラント流断面積を画定し、
前記クーラント流路入口断面積が前記クーラント流路排出口断面積とほぼ同じであり、
前記クーラント流断面積の幾何学的形状が前記軸方向のクーラント流路長さに沿って変化する、金属切削インサート。
【請求項２】
前記金属切削インサート本体がベース部材とコア部材とを含み、前記ベース部材がベースすくい面とベース逃げ面とを有し、前記不連続な切削位置の各々が前記ベースすくい面と前記ベース逃げ面との交差部に形成された切れ刃の不連続な部分を含む、請求項１に記載の金属切削インサート。
【請求項３】
前記切削インサート本体がベース部材とコア部材とを含み、前記ベース部材が、工具鋼、超硬合金、サーメットおよびセラミックスからなる群から選択される材料の１つから粉末冶金技術によって作成され、前記コア部材が、工具鋼、超硬合金、サーメットおよびセラミックスからなる群から選択される材料の１つから粉末冶金技術によって作成される、請求項１に記載の金属切削インサート。
【請求項４】
前記コア部材が前記コア部材と同じ材料から作成されている、請求項３に記載の金属切削インサート。
【請求項５】
前記コア部材が前記コア部材と異なる材料から作成されている、請求項３に記載の金属切削インサート。
【請求項６】
前記切削インサート本体がベース部材とコア部材とを含み、前記ベース部材が前記コア部材に着脱可能に結合されている、請求項１に記載の金属切削インサート。
【請求項７】
前記クーラント流路入口断面積の幾何学的形状が前記クーラント流路排出口断面積の幾何学的形状と異なる、請求項１に記載の金属切削インサート。
【請求項８】
前記切削インサートがホルダのポケット内に受容され、前記ポケットがその中にクーラントポートを有し、前記クーラントポートがクーラントポート断面積を有し、前記クーラント流入口断面積が前記ポケット内の前記クーラントポート断面積よりも小さい、請求項１に記載の金属切削インサート。
【請求項９】
工作物からの切り屑形成および材料除去において使用するための金属切削アセンブリであって、クーラント源がクーラントを前記切削アセンブリに供給する金属切削アセンブリであり、
ポケットを含むホルダであって、前記ポケットが前記クーラント源と連通しているクーラントポートを含む平面を含み、前記クーラントポートがクーラントポート断面積を有するホルダを含み、
前記ポケットが切削インサートを受容し、
前記金属切削インサートが、
少なくとも１つの不連続な切削位置を有する切れ刃を含む切削インサート本体を含み、
前記切削インサート本体が前記不連続な切削位置と連通している別個の内部クーラント流路をさらに含み、
前記別個の内部クーラント流路が、クーラント流路入口断面積を画定するクーラント流路入口と、クーラント流路排出口断面積を画定するクーラント流路排出口と、軸方向のクーラント流路長さとを有し、
前記別個の内部クーラント流路がその前記軸方向のクーラント流路長さに沿ってクーラント流断面積を画定し、
前記クーラント流路入口断面積が前記クーラント流路排出口断面積とほぼ同じであり、
前記クーラント流断面積の幾何学的形状が前記軸方向のクーラント流路長さに沿って変化する、金属切削アセンブリ。
【請求項１０】
前記クーラント流路入口断面積が前記ポケット内の前記クーラントポート断面積よりも小さい、請求項９に記載の金属切削アセンブリ。
【請求項１１】
前記金属切削インサート本体が前記不連続な切削位置と連通している第２の別個の内部クーラント流路をさらに含む、請求項９に記載の金属切削アセンブリ。
【請求項１２】
前記第２の別個の内部クーラント流路が、第２のクーラント流路入口断面積を画定する第２のクーラント流路入口と、第２のクーラント流路排出口断面積を画定する第２のクーラント流路排出口と、第２の軸方向のクーラント流路長さとを有し、前記第２の別個の内部クーラント流路がその前記第２の軸方向のクーラント流路長さに沿って第２のクーラント流断面積を画定し、前記第２のクーラント流路入口断面積が前記第２のクーラント流路排出口断面積とほぼ同じであり、前記第２のクーラント流断面積の幾何学的形状が前記第２の軸方向のクーラント流路長さに沿って変化する、請求項１１に記載の金属切削アセンブリ。
【請求項１３】
前記金属切削インサート本体が前記不連続な切削位置と連通している第３の別個の内部クーラント流路をさらに含む、請求項１１に記載の金属切削アセンブリ。
【請求項１４】
前記第３の別個の内部クーラント流路が、第３のクーラント流路入口断面積を画定する第３のクーラント流路入口と、第３のクーラント流路排出口断面積を画定する第３のクーラント流路排出口と、第３の軸方向のクーラント流路長さとを有し、前記第３の別個の内部クーラント流路がその前記第３の軸方向のクーラント流路長さに沿って第３のクーラント流断面積を画定し、前記第３のクーラント流路入口断面積が前記第３のクーラント流路排出口断面積とほぼ同じであり、前記第３のクーラント流断面積の幾何学的形状が前記第３の軸方向のクーラント流路長さに沿って変化する、請求項１３に記載の金属切削アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許出願は、２００７年１１月１５日に出願されたＰａｕｌ  Ｄ．  ＰｒｉｃｈａｒｄとＬｉｎｎ  Ｒ．  Ａｎｄｒａｓによる、コアおよびクーラント送達を備えたフライスおよびフライス用インサートという名称の係属中の米国特許出願第１１／９４０，３９４号明細書の一部継続出願である。米国特許出願第１１／９４０，３９４号明細書は、２００７年１月１８日に出願されたＰａｕｌ  Ｄ．  ＰｒｉｃｈａｒｄとＬｉｎｎ  Ｒ．  Ａｎｄｒａｓによる、クーラント送達を有するフライスおよびフライス用インサートという名称の同時係属中の米国特許出願第１１／６５４，８３３号明細書の一部継続出願である。本出願人は上記２つの係属中の米国特許出願、すなわち２００７年１１月１５日に出願された米国特許出願第１１／９４０，３９４号明細書および２００７年１月１８日に出願された米国特許出願第１１／６５４，８３３号明細書の優先権をここに主張する。本出願人はさらに、前記２つの言及した係属中の米国特許出願、すなわち２００７年１１月１５日に出願された米国特許出願第１１／９４０，３９４号明細書および２００７年１月１８日に出願された米国特許出願第１１／６５４，８３３号明細書各々の全体をここに参照によって本明細書中に組み込む。
【０００２】
本発明は、内部クーラント送達を有する切削インサートと、工作物からの材料の切り屑形成除去において使用するための切削インサートを使用するアセンブリとに関する。特に、本発明は、インサートと切り屑との境界面における過剰な熱を低減するために、隣接する切削インサートと工作物との間の境界面（すなわちインサートと切り屑との境界面）におけるクーラントの送達を向上させた、切り屑形成材料除去作業に使用するための切削インサートならびに切削インサートを使用するアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００３】
切り屑形成材料除去作業においては（例えば、フライス削り作業、旋削作業等）、切削インサートと切り屑が工作物から除去される位置（すなわちインサートと切り屑との境界面）との間の境界面において熱が発生する。インサートと切り屑との境界面における過剰な熱が切削インサートの有効工具寿命に悪影響を及ぼす（すなわち低下または短縮する）可能性があることは周知である。理解されうるように、有効工具寿命が短縮すると運転費が増加し全体的な生産効率が低下する。したがって、インサートと切り屑との境界面における熱の低下には非常に明白な利点がある。
【０００４】
Ｌａｇｅｒｂｅｒｇの内部冷却を有する切り屑形成切削インサートという名称の米国特許第６，０５３，６６９号明細書はインサートと切り屑との境界面において熱を低減することの重要性について説明している。Ｌａｇｅｒｂｅｒｇは、超硬合金で作製された切削インサートが特定の温度に達するとその塑性変形に対する抵抗が低下することに言及している。塑性変形に対する抵抗が低下すると切削インサートが破損するリスクが増加する。Ｗｅｒｔｈｅｉｍの金属切削工具という名称の米国特許第５，７７５，８５４号明細書は加工温度の上昇によって切削インサートの硬度が低下することを指摘している。その結果切削インサートの摩耗が増加する。
【０００５】
他の特許文献はクーラントをインサートと切り屑との境界面に送達するための種々の方法またはシステムを開示している。例えば、Ｐｒｉｃｈａｒｄらのクーラント送達を有するフライスおよびフライス用インサートという名称の米国特許第７，６２５，１５７号明細書は、中心クーラント流入口を備えた切削本体を含む切削インサートに関する。切削インサートは配置可能な分流加減器をさらに含む。分流加減器は、クーラントを特定の切削位置に分流させるクーラントトラフを有する。Ｐｒｉｃｈａｒｄらの効果的なクーラント送達のための金属切削システムという名称の米国特許出願公開第２００８−０１７５６７８Ａ１号明細書は、切削位置へのクーラントの送達を促進するための上部部品および／またはシムとともに機能する切削インサートに関する。
【０００６】
Ａｎｔｏｕｎの一体型クーラント流路および交換可能ノズルを備えたツールホルダという名称の米国特許第６，０４５，３００号明細書は、インサートと切り屑との境界面における熱に対処するためのクーラントの高圧および大量送達の使用について開示している。Ｋｒａｅｍｅｒのクーラントシステムを備えたツールホルダという名称の米国特許第６，６５２，２００号明細書は切削インサートと上板との間の溝について開示している。クーラントは溝を流れ、インサートと切り屑との境界面における熱に対処する。Ｈｏｎｇの極低温切削加工という名称の米国特許第５，９０１，６２３号明細書はインサートと切り屑との境界面に液体窒素を適用するためのクーラント送達システムを開示している。
【０００７】
切り屑形成および材料除去作業においては、インサートと切り屑との境界面における動作温度が高くなると早期破損および／または過剰摩耗により有効工具寿命に好ましくない影響を及ぼすおそれがあることは非常に明白である。切り屑が生成される工作物上の位置である）切削インサートと工作物との間の境界面（すなわちインサートと切り屑との境界面）へのクーラントの送達を向上させた、切り屑形成材料除去作業に使用するための切削インサートを提供することが非常に望ましかろう。インサートと切り屑との境界面へのクーラントの送達の向上させることに関連する多くの利点があろう。
【０００８】
切り屑形成材料除去作業においては、工作物から生じた切り屑が（例えば溶接により）切削インサートの表面に付着する場合がある。このような切削インサート上への切り屑材の蓄積は、切削インサートの性能、ひいては全体的な材料除去作業に悪影響を及ぼす可能性のある望ましくない事象である。インサートと切り屑との境界面における潤滑を向上させるためにインサートと切り屑との境界面へのクーラントの送達を向上させた、切り屑形成材料除去作業に使用するための切削インサートを提供することが非常に望ましかろう。インサートと切り屑との境界面における潤滑を向上させた結果、切り屑が切削インサートに付着する傾向が低下する。
【０００９】
切り屑形成材料除去作業においては、切り屑が切削インサートに付着した場合、切り屑がインサートと切り屑との境界面の領域から出ない事例が生じる場合がある。切り屑がインサートと切り屑との境界面の領域から出ない場合、切り屑が再切削される場合がある。工作物からすでに除去された切り屑を再切削することはフライス用インサートにとって望ましくない。インサートと切り屑との境界面へのクーラントの流れがインサートと切り屑との境界面からの切り屑の排出を促進し、それによって切り屑が再切削される可能性が最小になる。インサートと切り屑との境界面へのクーラントの送達を向上させて切り屑が再切削される可能性を低下させた、切り屑形成材料除去作業に使用される切削インサートを提供することが非常に望ましかろう。インサートと切り屑との境界面へのクーラントの流れを向上させた結果、境界面の近傍から切り屑がより良好に排出され、結果として切り屑を再切削する可能性が低下する。
【００１０】
インサートと切り屑との境界面に送達されるクーラントの程度に影響を及ぼす可能性のある要因がいくつかある。例えば、クーラントを切削インサートに送る構造の寸法は切削インサートに供給されるクーラントの程度への制約要因となりうる。したがって、切削インサートへのクーラントの流れを最大にするために、切削インサート内の流入口に等しいかそれよりも大きい供給穴を提供することが非常に望ましかろう。２つ以上のクーラント通路によってクーラントを単一の不連続な切削位置に送る切削インサートを提供することが非常に望ましかろう。さらに、クーラントの送達をカスタマイズするために、そのようなカスタマイズを可能にする不規則なクーラント通路ならびに切削インサート内の流入口および排出口の可変面積の使用。そのような特徴の１つは、クーラントの様々な分流角度を提供することであり、その角度は約１０度〜約６０度の範囲とすることができる。
【００１１】
クーラントの送達を向上させるために、クーラントがホルダを通じて切削インサートに入ると有利である。これには外部クーラント供給部または内部クーラント供給部の使用を含むことができる。
【００１２】
切削インサートの製造に関しては、切削インサートを共に形成する複数の部品を使用すると利点がある場合がある。例えば、いくつかの例においては、切れ刃を呈するベースとコアとから形成された切削インサートでは、有効工具寿命の終わりに到達後ベースしか交換する必要がないため寿命の向上につながる可能性がある。そのような配置においては、コアがベースに着脱可能に接合されるためコアはベースが摩耗した場合に再使用される。ベースとコアは、共焼結、ろう付けおよび／または接着により互いに接合することができる。代替案として、ベースとコアを一体部材として互いに接合させずに、密着していても別個の構成要素のままで互いに接触させることができる。加えて、性能を向上させるため、ベースとコアは特定の用途によって同じまたは異なる材料からとすることができる。
【００１３】
切削インサートの好適な実施形態が丸い幾何学的形状を呈する場合、特定の利点が存在しうる。例えば、切削インサートが丸い幾何学的形状を有する場合、複数の構成要素のアセンブリ、例えば、ベースとコアに割り出しの必要はない。丸型切削インサートには勝手がないため、左勝手、右勝手および勝手なしで使用することができる。輪郭旋削においては、丸型切削インサートの５０％までを切れ刃として機能させることができる。また、丸型切削インサートは回転防止機能に係合するように利用可能である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１４】
その形態の１つにおいて、本発明は、工作物からの切り屑形成および材料除去において有用な金属切削インサートである。金属切削インサートは金属切削インサート本体を含み、金属切削インサート本体は少なくとも１つの不連続な切削位置を有する切れ刃を含む。切削インサート本体は不連続な切削位置と連通している別個の内部クーラント流路をさらに含む。別個の内部クーラント流路は、クーラント流路入口断面積を画定するクーラント流路入口と、クーラント流路排出口断面積を画定するクーラント流路排出口と、軸方向のクーラント流路長さとを有する。別個の内部クーラント流路はその軸方向のクーラント流路長さに沿ってクーラント流断面積を画定する。クーラント流路入口断面積はクーラント流路排出口断面積とほぼ同じである。クーラント流断面積の幾何学的形状は軸方向のクーラント流路長さに沿って変化する。
【００１５】
その別の形態においては、本発明は、クーラント源がクーラントを金属切削アセンブリに供給する、工作物からの切り屑形成および材料除去において有用な金属切削アセンブリである。金属切削アセンブリは、ポケットを有するホルダを含む。ポケットはクーラントポートを含む平面を呈する。クーラントポートはクーラントポート断面積を有し、クーラント源と連通している。ポケットは金属切削インサートを受容する。金属切削インサートは金属切削インサート本体を含み、金属切削インサート本体は少なくとも１つの不連続な切削位置を有する切れ刃を含む。金属切削インサート本体は不連続な切削位置と連通している別個の内部クーラント流路をさらに含む。別個の内部クーラント流路は、クーラント流路入口断面積を画定するクーラント流路入口と、クーラント流路排出口断面積を画定するクーラント流路排出口と、軸方向のクーラント流路長さとを有する。別個の内部クーラント流路はその軸方向のクーラント流路長さに沿ってクーラント流断面積を画定する。クーラント流路入口断面積はクーラント流路排出口断面積とほぼ同じである。幾何学的形状クーラント流断面積は軸方向のクーラント流路長さに沿って変化する。
【００１６】
以下は本特許出願の一部を形成する図面の簡単な説明である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】フライスアセンブリが、本特定の実施形態では５つの切削インサートである複数の切削インサートを担持したフライス本体を有し、ポケットが１つの切削インサートを担持しているフライスアセンブリの１つの特定の実施形態の等角図である。
【図１Ａ】ポケットがその中に切削インサートを有しない図１のフライスアセンブリのポケットの１つの前面図である。
【図２】ポケット内に切削インサートを担持するが切削インサートがポケット内にないＫＭ（登録商標）ホルダ本体の特定の実施形態の等角図である。ＫＭは、Ｌａｔｒｏｂｅ、  Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ  １５６５０のＫｅｎｎａｍｅｔａｌ  Ｉｎｃ．の登録商標である。
【図２Ａ】中に切削インサートを有しない図２のＫＭ（登録商標）ホルダ本体のポケットの頂面図である。
【図３】ポケット内に切削インサートを担持するが切削インサートがポケット内にないねじ式ツールホルダ本体の特定の実施形態の等角図であり、クーラント源とポケットの平面内にあるクーラント排出ポートとの間における連結を概略形態で示す。
【図３Ａ】図３のねじ式ツールホルダ本体の中に切削インサートを含まないポケットの頂面図である。
【図４】ベース部材のすくい面および逃げ面を示す切削インサートのベース部材の等角図である。
【図４Ａ】２つのリブ間に画定される流路を詳細に示す図４のベース部材の一部の拡大図である。
【図５】切削インサートの底面および逃げ面を示す切削インサートのベース部材の等角図である。
【図６】コア部材の頂面および側面を示す切削インサートのコア部材の等角図である。
【図７】コア部材の底面および側面を示す切削のコア部材の等角図である。
【図７Ａ】ベース部材およびコア部材の等角図である。コア部材はベース部材から分解されている。
【図８】切削インサートのすくい面および逃げ面を示す切削インサートのベース部材とコア部材とのアセンブリの等角図である。
【図９】切削インサートの底面の等角図である。
【図１０】ベース部材とコア部材との接合の位置を示す底面の一部の拡大図である。
【図１１】図５の切削インサートの特定の実施形態の底面図である。
【図１２】図５の切削インサートの特定の実施形態の側面図である。
【図１３】不連続な切削位置へのクーラントの送達を示すために切削インサートとホルダの一部を取り外した等角図である。
【図１４】切削インサートの特定の実施形態の頂面図である。
【図１４Ａ】別個の内部クーラント通路を示す断面図１４Ｂの一部の拡大図である。
【図１４Ｂ】断面線１４Ｂ−１４Ｂに沿って切った図１４の切削インサートの断面図である。
【図１５】図１４Ｂの断面線１５−１５に沿って切った別個の内部クーラント通路を示す切削インサートの断面図である。
【図１５Ａ】内部クーラント流路の幾何学的形状を示す、１５Ａで示される円内の、図１５の断面の一部の拡大図である。
【図１６】図１４Ｂの断面線１６−１６に沿って切った別個の内部クーラント通路を示す切削インサートの断面図である。
【図１６Ａ】１６Ａで示される円内の、内部クーラント流路の幾何学的形状を示す図１６の断面の一部の拡大図である。
【図１７】図１４Ｂの断面線１７−１７に沿って切った別個の内部クーラント通路を示す切削インサートの断面図である。断面線１７−１７は３０．１８度に等しい角度「Ｍ」で切ったものである。
【図１８】図１４Ｂの断面線１８−１８に沿って切った別個の内部クーラント通路を示す切削インサートの断面図である。断面線１８−１８は５０．１０度に等しい角度「Ｎ」で切ったものである。
【図１９Ａ】ポケット内の切削インサートを、クーラント流入口がクーラント源と連通し、かつ迫台部材が逃げ面と係合している１つの切削位置において示す上面図である。
【図１９Ｂ】ポケット内の切削インサートを、クーラント流入口がクーラント源と連通し、かつ迫台部材が逃げ面と係合している、割り出された切削位置において示す上面図である。
【図２０】クーラント流を示す切削インサートの頂面図である。
【図２１】内部クーラント流路を通過するクーラントの流れを示す切削インサートの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図面を参照すると、本発明の切削インサートならびに本発明の切削アセンブリが多くの異なる用途において動作できることを理解されよう。内部クーラント送達を有する切削インサートは工作物からの材料の切り屑形成除去において使用される。この点で、切削インサートは、インサートと切り屑との境界面における過剰な熱を低減するために切削インサートと工作物との間の境界面（すなわちインサートと切り屑との境界面）の近傍におけるクーラントの送達を向上させた切り屑形成材料除去作業において使用するためのものである。
【００１９】
インサートと切り屑との境界面へのクーラントの送達が向上すると特定の利点につながる。例えば、インサートと切り屑との境界面へのクーラントの送達が向上するとインサートと切り屑との境界面における潤滑が向上し、切り屑が切削インサートに付着する傾向が低下する。さらに、インサートと切り屑との境界面へのクーラントの流れを向上すると境界面の近傍から切り屑がより良好に排出され、結果として切り屑を再切削する可能性が低下する。
【００２０】
以下の説明から明らかとなるように、クーラントの散布または噴射の性質は、隣接する、いわゆる作動（ａｃｔｉｖａｔｅｄ）内部クーラント流路間において連続的となるようなものである。クーラントは実際にクーラントの連続的な円錐体の形態の作動クーラント流路を出る。そのようなクーラント散布を提供することによって、切削インサートにおいてインサートと切り屑との境界面へのクーラントの送達の向上が達成される。
【００２１】
また、内部クーラント流路排出口が切り屑表面の下にクーラントが当たる向きを有することは理解されよう。クーラントのそのような向きによって冷却特性が向上し、これにより切削インサートの全体的な性能が向上する。
【００２２】
本明細書における特定の用途の記載は切削インサートの使用の範囲および程度に制約を課すものではない。
【００２３】
切り屑形成材料除去作業においては、切削インサート１５０は工作物に係合して材料を工作物から一般に切り屑の形態で除去する。工作物から切り屑の形態で材料を除去する材料除去作業は、一般に、当業者には切り屑形成材料除去作業として公知である。Ｍｏｌｔｒｅｃｈｔによる書籍、Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｓｈｏｐ  Ｐｒａｃｔｉｃｅ［Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｐｒｅｓｓ  Ｉｎｃ．，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，  Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ（１９８１）］では、１９９〜２０４ページに、とりわけ切り屑形成ならびに種々の種類の切り屑（すなわち、連続的な切り屑、不連続な切り屑、区分的な切り屑）についての説明がある。Ｍｏｌｔｒｅｃｈｔは１９９〜２００ページに、「切削工具が最初に金属に接触するとき、切れ刃よりも先に金属に与圧する。工具が前進すると切れ刃の先にある金属にその内部が剪断される点まで応力がかかり、金属の粒子が変形するとともに剪断面と呼ばれる面に沿って可塑的に流れる原因となる．．．切削される金属が鋼などの延性のある種類である場合、切り屑は連続的なリボンで剥がれる．．．」と［一部］記載している。Ｍｏｌｔｒｅｃｈｔは続けて不連続な切り屑および区分された切り屑の形成について記載している。
【００２４】
別の例として、ＡＳＴＥ  Ｔｏｏｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ，ＭｃＧｒａｗ  Ｈｉｌｌ  Ｂｏｏｋ  Ｃｏ．，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，  Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ（１９４９）の３０２〜３１５ページにある文章は金属切削工程における切り屑形成についての長い説明を行っている。ＡＳＴＥ  Ｈａｎｄｂｏｏｋの３０３ページでは、切り屑形成と、旋削、フライス削りおよびドリル加工などの切削加工作業との間を明確に関連付けている。以下の特許文献、Ｂａｔｔａｇｌｉａらの米国特許第５，７０９，９０７号明細書（Ｋｅｎｎａｍｅｔａｌ  Ｉｎｃ．に譲渡）、Ｂａｔｔａｇｌｉａらの米国特許第５，７２２，８０３号明細書（Ｋｅｎｎａｍｅｔａｌ  Ｉｎｃ．に譲渡）およびＯｌｅｓらの米国特許第６，１６１，９９０号明細書（Ｋｅｎｎａｍｅｔａｌ  Ｉｎｃ．に譲渡）は材料除去作業における切り屑の形成について記載している。
【００２５】
図面を参照すると、図１は、全体として４０で示されるフライスアセンブリを示す等角図である。フライスアセンブリ４０は中心フライス本体部４４を備えたフライス本体４２を有する。複数のローブ４６が中心フライス本体部４４から半径方向外側形式で延びる。ローブ４６は各々半径方向内側縁部４６と半径方向外側縁部４８とを有する。各ローブ４６は遠位端４７をさらに有する。
【００２６】
遠位端４７において、ローブ４６の各々が平面５６を有するポケット５４を含む。平面５６は略円形であり周縁５７を有する。直立壁５８が平面５６の一端にあり、直立壁５８は周縁５７の一部のまわりに延在する。
【００２７】
平面５６は、周縁５７の一部に平行状に延びる円弧状の開口部（円弧状の切り欠き部）６０をさらに含む。円弧状の開口部６０と連通しているクーラント排出ポート６２がある。クーラント排出ポート６２は、クーラント入口ポートを有するクーラント流路と流体連通している。クーラント源からのクーラントはクーラント入口ポートからクーラント流路に入り移動し、クーラント排出ポートを出て円弧状の開口部６０内に入る。以下により詳細に説明するように、円弧状の開口部６０内に出たクーラントは、その後、切削インサート１５０に送られる。円弧状の開口部６０は約９０度延びて２つの隣接する内部クーラント流路に連通する。クーラント源、クーラント流路およびクーラント入口ポートの特定の構造は図示しないが、ねじ式ツールホルダ１１４とともに示し、かつ説明した対応する構造とほぼ同じである。
【００２８】
図１Ａを参照すると、本明細書中で上述したように、フライス本体４２はポケット５４と隣接する直立壁５８とを有する。直立壁５８は、直立壁５８から半径方向内側形式で延びる回転防止迫台７０を含む。回転防止迫台７０は周辺迫台縁７２をさらに有する。以下により詳細に説明するように、周辺迫台縁７２は切削インサート１５０に係合する幾何学的形状を呈するため、回転防止迫台７０は切削インサート１５０がポケット５４内にある際に回転を防止する。回転防止迫台７０およびその切削インサートとの協働はＤｅＲｏｃｈｅらによる丸型切削インサートの回転防止取り付け機構という名称の米国特許第６，２３８，１３３Ｂ１号明細書に示されかつ記載されている構造の線に沿うものである。
【００２９】
切削インサート１５０は、上記したフライス４０以外のホルダとともに使用することもできる。例えば、図２および図２Ａについて述べると、切削インサート１５０をＫＭ（登録商標）ホルダ８０とともに使用することができる。ＫＭ（登録商標）ホルダ８０は遠位端８２と近位端８４とを有する。ＫＭ（登録商標）ホルダ８０は、その遠位端８２に平面８８を有するポケット８６をさらに有する。平面８８は円形の幾何学的形状および周縁８９を有する。
【００３０】
直立壁９０が平面８８に隣接している。直立壁９０は平面８８の周縁８９の一部に延びる。平面８８は、クーラント排出ポート９４に連通している円弧状の開口部９２をさらに含む。平面８８は、切削インサート１５０のＫＭ（登録商標）ホルダ８０の中への取り付けを容易にするねじ状のアパーチャ９６をさらに有する。
【００３１】
図面には示していないが、ＫＭ（登録商標）ホルダ８０は、クーラント入口ポートを有するクーラント流路をさらに有する。クーラント入口ポートはクーラント源と連通している。以下により詳細に説明するように、クーラントはクーラント源から送られ、クーラント入口ポートを通過してクーラント流路に入り、クーラント排出ポート９４からクーラント流路を出て、円弧状の開口部９２に入る。クーラントは、その後、円弧状の開口部９２から切削インサート１５０内に移動する。円弧状の開口部は約１８０度延びて３つの隣接する内部クーラント流路に連通する。
【００３２】
ＫＭ（登録商標）ホルダ８０は、直立壁９０から半径方向内側形式で延びる回転防止迫台１０４をさらに含む。回転防止迫台１０４は周辺迫台表面１０６を有する。以下の説明の対象となるように、周辺迫台表面１０６は、切削インサート１５０がポケット８６内にある際に回転を防止するため切削インサート１５０に係合する幾何学的形状を呈する。
【００３３】
切削インサート１５０とともに使用するのに適したホルダのさらに別の例として、図３および図３Ａでは、ツールホルダ本体１１６を有するねじ式ツールホルダ１１４を示す。ツールホルダ本体１１６は遠位端１１８と近位端１２０とを有する。ツールホルダ本体１１６はその遠位端１１８にポケット１２２を有する。ポケット１２２は、周辺縁１２５を有する略円筒形状を呈する平面１２４を呈する。平面１２４の周辺縁１２５の一部に沿って直立壁１２６がある。
【００３４】
平面１２４は、切削インサート１５０のねじ式ツールホルダ１１４の中への取り付けを容易にするねじ状のアパーチャ１３２をさらに含む。
【００３５】
平面１２４は、クーラント排出ポート１３０と連通している円弧状の開口部１２８を含む。ねじ式ツールホルダ１１４はクーラント流路１３４をさらに有する。クーラント流路１３４はクーラント入口ポート１３５と一対のクーラント排出ポート１３６および１３７を有する。クーラント排出ポート１３６、１３７はクーラント源と連通している。以下により詳細に説明するように、クーラントはクーラント源１３８から送られ、クーラント入口ポート１３５を通過してクーラント流路１３４内に入り、クーラント排出ポート１３６、１３７からクーラント排出流路１３４を出る。その後、クーラントは円弧状の開口部１２８に送られ、より詳細に説明するように、切削インサート１５０内に入る。円弧状の開口部は約１８０度延びて３つの隣接する内部クーラント流路に連通する。
【００３６】
多くの異なる種類の流体またはクーラントの任意の一つが切削インサートにおいて使用するのに適していることは理解されよう。大まかに言えば、流体またはクーラントの２つの基本分類、すなわち、ストレート油および可溶性油を含む油ベースの流体ならびに合成および半合成クーラントを含む化学流体がある。ストレート油は鉱油または石油の基油からなり、脂肪、植物油脂およびエステルなどの極性潤滑油、ならびに塩素、硫黄およびリンの極圧添加剤を含有する場合もある。（乳濁流体とも呼ばれる）可溶性油は石油または鉱油の基油に乳化剤と混合剤を混合したものからなる。乳化剤と混合剤を混合した石油または鉱油は可溶性油（乳化油とも呼ばれる）の基本成分である。それらの水混合物における記載した成分の濃度は通常３０〜８５％である。通常、石けん、界面活性剤、湿潤剤およびカプラが乳化剤として使用され、それらの基本機能は表面張力を低下させることである。その結果それらは流体を泡立たせる傾向にある。加えて、可溶性油は、エステルなどの油性剤、極圧添加剤、オリザーブアルカリニティオを設けるためのアルカノールアミン、トリアジンまたはオキサゾリデンなどの殺生物剤、長鎖有機脂肪族アルコールまたは塩などの消泡剤、腐食抑制剤、酸化防止剤等を含有しうる。合成流体（化学流体）はさらに、真溶液および表面活性流体の２つの下位群に分類することができる。真溶液流体は、主としてアルカリ性無機および有機化合物からなり、水に対する腐食防止を付与するように構成される。化学表面活性流体は、潤滑を付与するため、および濡れ性を向上するためアルカリ性無機および有機腐食抑制剤に陰イオン・非イオン湿潤剤を混合したものからなる。塩素、硫黄およびリンベースの極圧潤滑剤ならびにより近時に開発された高分子物理的極圧剤のいくつかをこの流体に付加的に組み入れることができる。半合成流体（セミケミカルとも呼ばれる）は濃縮液中において少量の精製基油（５〜３０％）を含む。それらは付加的に乳化剤ならびに３０〜５０％の水と混合される。それらは合成油と可溶性油の両成分を含むため合成油と水溶性油の両方に共通の特性性質を示す。
【００３７】
ツールホルダ本体１１６は、直立壁１２６から半径方向内側形式で延びる回転防止迫台１４０をさらに含む。回転防止迫台１４０は周辺迫台表面１４２を有する。周辺迫台表面１４２は、切削インサート１５０がポケット１２２内にある際に回転を防止するため切削インサート１５０に係合する幾何学的形状を有する。
【００３８】
残りの図面について述べると、以下は、ホルダ、すなわちフライス本体４２、ＫＭ（登録商標）ホルダ８０およびねじ式ツールホルダ１１４のいずれかとともに使用するのに適した切削インサート１５０（図８および図９を参照のこと）の好適な特定の実施形態についての説明である。切削インサート１５０は、クーラント源がクーラントを切削インサートに供給する、工作物からの切り屑形成材料除去において有用である。切削インサート１５０は、ベース部材１５２とコア部材１５４とを含む切削インサート本体１５１（図８を参照のこと）を含む。以下により詳細に説明するように、ベース部材１５２とコア部材１５４は共に機能して切削インサート本体１５１を形成する。以下の説明から明らかになるように、ベース部材とコア部材は、互いに接合して一体部品を形成することができるか、それら個々の独立した別個の性質を維持しつつ互いに圧縮することができる。
【００３９】
構成要素、すなわち切削インサート１５０のベース部材１５２およびコア部材１５４は切削インサートとしての使用に適した任意の数の材料のうちの１つから作成してもよい。以下の材料、工具鋼、超硬合金、サーメットまたはセラミックスは切削インサートに有用な例示的な材料である。特定の材料および材料の組み合わせは切削インサートの特定の用途に依存する。本出願人はベース部材とコア部材とを異なる材料から作成してもよいと考えている。
【００４０】
工具鋼に関しては、以下の特許文献が切削インサートとしての使用に適した工具鋼について開示している。高速度工具鋼という名称の米国特許第４，２７６，０８５号明細書、超硬高速度工具鋼という名称の米国特許第４，８８０，４６１号明細書、ならびに焼結粉末で製作される高速度工具鋼およびこれを製造する方法という名称の米国特許第５，２５２，１１９号明細書。超硬合金に関しては、以下の特許文献が切削インサートとしての使用に適した超硬合金について開示している。ジルコニウムおよびニオブを含有する超硬合金本体およびこれを作成する方法という名称の米国特許出願公開第２００６／０１７１８３７Ａ１号明細書、選択的バインダ富化超硬合金本体および製造の方法という名称の米国再発行特許第３４，１８０号明細書、ならびに非層状表面バインダ富化を有するＡＣ多孔性基材を備えた被覆切削インサートという名称の米国特許第５，９５５，１８６号明細書。サーメットに関しては、以下の特許文献が切削インサートとしての使用に適したサーメットについて開示している、複合材およびその製造方法という名称の米国特許第６，１２４，０４０号明細書、ならびにＣｏ−Ｎｉ−Ｆｅバインダを有するサーメットの切削インサートという名称の米国特許第６，０１０，２８３号明細書。セラミックスに関しては、以下の特許文献が切削インサートとしての使用に適したセラミックスについて開示している。アルミナ−ジルコニア−シリコンカーバイド−マグネシアセラミック切削工具という名称の米国特許第５，０２４，９７６号明細書、サイアロン切削工具の組成という名称の米国特許第４，８８０，７５５号明細書、窒化ケイ素セラミックおよびそれにより作成した切削工具という名称の米国特許第５，５２５，１３４号明細書、粗いシリコンカーバイドウィスカで強化されたセラミック体およびこれを製造する方法という名称の米国特許第６，９０５，９９２号明細書、ならびにイッテルビウムを含有するサイアロンおよび製造方法という名称の米国特許第７，０９４，７１７号明細書。
【００４１】
ベース部材１５２、特に、図４、図４Ａおよび図５のベース部材１５２の図を参照すると、ベース部材１５２はすくい面１５６と逃げ面１５８とを含む。コア部材１５４がベース部材５２内に嵌合し切削インサート１５０を形成するため、ベース部材１５２の逃げ面１５８は切削インサート１５０の逃げ面である。同様に、ベース部材１５２に対するコア部材１５４の寸法決めおよび位置決めのために、ベース部材１５２のすくい面１５６が切削インサート１５０の作用すくい面を提供する。
【００４２】
すくい面１５６と逃げ面１５８との交差が切れ刃１６０を形成する。切れ刃１６０はこの実施形態においては略丸型の切れ刃である。以下により詳細に説明するように、切れ刃１６０は複数の不連続な切削位置を呈する。この実施形態では、６つの不連続な切削位置１６１Ａ〜１６１Ｆがある。不連続な切削位置（１６１Ａ〜１６１Ｆ）は約６０度離れて離間している。さらに、各不連続な切削位置（１６１Ａ〜１６１Ｆ）は隣接するリブ１７０の各対の間の中程に位置している。
【００４３】
ベース部材１５２のすくい面１５６は半径方向外側表面１６２を有する。半径方向外側表面１６２は切れ刃１６０の半径方向内側であり、すくい面１５６の全周囲のまわりに延在する。半径方向外側表面１６２の半径方向内側に位置するのは第１の遷移面１６４であり、第１の遷移面１６４の半径方向内側にあるのは第２の遷移面１６６である。第１の遷移面および第２の遷移面の各々はそれが半径内側方向に動くと切削インサートの底部の方に動く。第２の遷移面１６６は溝１６８またはリブ１７０のいずれかに融合する。
【００４４】
表面、すなわち半径方向外側表面１６２、第１の遷移面１６４および第２の遷移面１６６は、複数の異なる幾何学的形状または表面形状のいずれを呈してもよいことが理解されよう。これら表面の目的は、切れ刃１６０と、溝１６８およびリブ１７０を含むベース部材１５２の内部部分との間における遷移を提供することである。さらに、切削インサートのチップブレーク機能を向上するために特定の特別な幾何学的形状が有効であってもよい。また、クーラントが切削インサートのこの領域に当たることができるため、インサートと切り屑との境界面へのクーラント送達を向上するために特定の特別な幾何学的形状が有効であってもよい。
【００４５】
図４の一部の拡大図である図４Ａを参照すると、溝１６８の各々が一対の対向する溝周辺面、すなわち溝周辺面１７２および溝周辺面１７４を有する。各溝１６８は中心トラフ１７６をさらに有する。各隣接するリブ１７０は半径方向内側防壁１８０と対向する半径方向内側防壁１８１とを有し、これが溝１６８の側方の境界を画定する。リブ１７０の各々が周辺接触面１８２も有する。
【００４６】
ベース部材１５２は中心コア受容アパーチャ１８６をさらに画定する。中心コア受容アパーチャ１８６はコア部材１５４を受容する。以下、ベース部材１５２とコア部材１５４とのアセンブリについて説明する。
【００４７】
ベース部材１５２は逃げ面１５８も有する。逃げ面１５８はすくい面１５６に隣接する円筒状の逃げ面部２００を有する。円筒状の逃げ面部２００は選択した距離底面に向かって延在し、その場所において略円錐台形状の表面部に遷移する（ブラケット２０２を参照のこと）。
【００４８】
略円錐台形状の表面部２０２は、複数の正弦波形状の谷部またはスカラップ部２０６がある正弦波形状の幾何学的形状を呈する。正弦波形状の谷部２０６の各々が、対向側２０８と、別の対向側２１０と、円弧状の中間部２１２とを有する。各正弦波形状の谷部２０６においては、周方向の幅はベース部材１５２の上部から底部まで増加する。正弦波形状の谷部２０６の各々の間に正弦波形状のアイランド部２２０がある。各正弦波形状のアイランド部２２０は、対向側２２１，２２２と、円弧状の中間部２２３とを有する。各正弦波形状のアイランド部２２０においては、周方向の幅はベース部材１５２の上部から底部まで減少する。
【００４９】
各正弦波形状の谷部２０６は円弧状の表面を呈する凹みを画定する。以下に説明するように、正弦波形状の谷部２０６は回転防止迫台と協働することができ、それにより迫台は正弦波形状の谷部２０６の凹みに係合し、切削インサート１５０がホルダのポケット内にある場合に回転を防止する。逃げ面の幾何学的形状が正弦波形状のスカラップ部を呈する必要がないことは理解されよう。逃げ面は、例えば、スカラップ部または凹みのない滑らかな表面等の他の幾何学的形状をとることもできる。
【００５０】
ベース部材１５２は底面２２６をさらに有する。底面２２６は正弦波形状の周縁２２８を呈する。正弦波形状の周縁２２８は複数の山部２３０Ａ〜２３０Ｆと複数の谷部２３２Ａ〜２３２Ｆとを有する。
【００５１】
ベース部材１５２の底面２２６は、切り欠き部２３８Ａ〜２３８Ｆとランド部２４０Ａ〜２４０Ｆとをさらに含む。これら切り欠き部（２３８Ａ〜２３８Ｆ）およびランド部（２４０Ａ〜２４０Ｆ）は中心コア受容アパーチャ１８６の終端部において縁の外形を画定する。
【００５２】
コア部材１５４の構造、および特に図６および図７を参照すると、コア部材１５４は上端部２４４および底端部２４６を含む。上端部２４４に隣接するのは略円形部分２４８であり、底端部２４６に隣接するのは一体型の略載頭円錐形部分２５０であり、一体型の略載頭円錐形部分２５０は略円形部分２４８から円弧状の遷移部２５１を通過して延びる。上端部２４４には、周方向外側縁部２５４を有する半径方向外側頂面２５２がある。半径方向外側頂面２５２の半径方向内側にあるのは半径方向内側縁部２５６である。
【００５３】
一体型の略載頭円錐形部分２５０の内部表面を参照し、底端部２４６に向かう方向に移動すると、内部円筒表面２６２に融合する内部遷移面２５８がある。一体型の略載頭円錐形部分２５０の外部表面を参照すると、円弧状の外部表面２６４および載頭円錐形の外部表面２６６がある。底端部２４６に半径方向外部周縁２７０を有する底部円筒表面２６８がある。
【００５４】
以下の説明から明らかになるように、切削インサート本体１５１は、ベース部材１５２とコア部材１５４との間に形成された複数の別個の内部クーラント流路３００（図１４を参照のこと）を含む。より詳細に説明されるように、ホルダのポケットに取り付けられると、別個の内部クーラント流路３００の隣接する対が不連続な切削位置の各々に対応する。
【００５５】
例えば図８に示したような完全な切削インサート１５０を形成するため、ベース部材１５２とコア部材１５４とは互いに接合される。図８Ａは、ベース部材１５２から分解され、かつベース部材１５２と並んだコア部材１５４を示す。ベース部材１５２の中心コア受容アパーチャ１８６がコア部材１５４を受容するため、コア部材１５４の外部表面がベース部材１５２の選択した領域に接触する。さらに具体的には、円弧状の外部表面２６４の部分および載頭円錐形の外部表面２６６の部分はリブ１６８の各々の円弧状の接触面１８２に接触する。図面では接触面１８２は網掛けで示される。
【００５６】
ベース部材１５２とコア部材１５４との間の接触点は非常に強固である。ベース部材１５２とコア部材１５４との間のこの非常に強固な接触を図１０および図１５に示す。接触の程度は十分に強固であり接触位置において流体密である。接触の程度は十分に強固なため構成要素が使用中に分離しない。
【００５７】
ベース部材とコア部材との間の接触はこれら構成要素の実際の接合によるものとすることができる。ベース部材１５２とコア部材１５４との接合を複数の方法のうちのいずれによっても達成することができる。例えば、共焼結、ろう付けおよび／または接着などの技術が適切である。特定の技術を特に特定の材料に適用してもよい。例えば、ベース部材とコア部材とが同じ材料（例えば、タングステンカーバイド−コバルト材料）の場合には共焼結を適用してもよい。ベース部材の材料とコア部材の材料とが異なる（例えば、鋼のコア部材とタングステンカーバイド−コバルトのベース部材）場合には接着を適用してもよい。接触は、また、テーマが互いに独立した別個のものであるように維持しつつも構成要素を互いに圧縮することにより達成することができる。例えば、切削インサートはホルダにしっかりとねじ止めすることができるため、切削インサートとホルダとの間における非常に密な連結によるベース部材とコア部材との間の非常に強固な表面対表面の接触がある。構成要素が切削インサートのホルダへの締め付けにより互いに圧縮された場合、切削インサートをホルダから係脱する際にこれら構成要素を分離してもよい。
【００５８】
構成要素の特定の材料の選択は切削インサートの特定の用途に依存する。構成要素のセラミック−セラミックまたはカーバイド−カーバイドまたは鋼−カーバイドの組み合わせを使用することによって切削インサートに種々の材料の選択肢が提供される。そうすることにより、切削インサートは、材料の観点から切削インサートを最適にカスタマイズすることを可能にする拡張的な材料選択の特徴を有する。
【００５９】
明らかなように、構成要素、したがって切削インサートは丸い幾何学的形状を呈する。丸い幾何学的形状を使用することによって、複数の構成要素、例えば、ベースおよびコアのアセンブリに実施すべき割り出しの必要はない。割り出しまたは特別なアライメントが無いと、特別なアライメントを要する構成要素とは異なり、製造コストが低下し組み立てが容易になる。これは特にコア部材に当てはまる。コア部材は略円筒状の／円錐形の幾何学的形状を有する。それは、ベースへの組み付けにおいて特別なアライメントまたは配向を必要とする外部機能を有しない。したがって、各々が複雑な幾何学的特徴を有する構成要素の組み付けと比較すると、コアのベースへの組み付けは簡単かつ安価である。
【００６０】
上に言及したように、切削インサート１５０は複数の別個の内部クーラント流路３００を有する。すべてのそのような内部クーラント流路３００についての説明には以下の１つの内部クーラント流路３００についての説明で十分である。
【００６１】
内部クーラント流路３００の各々に関しては、ベース部材１５２の選択した表面とコア部材１５４の選択した表面とが内部クーラント流路３００の境界を画定する。より具体的には、ベース部材１５２の選択した表面のいくつかは溝１６８、すなわち溝周辺面１７２、１７４および中心トラフ１７６を画定する表面である。ベース部材１５２の他の選択した表面には、１つのリブ１７０の半径方向内側防壁１７８と隣接するリブ１７０の半径方向内側防壁１８０とを含む。コア部材１５４に関しては、外部表面が内部クーラント流路３００を画定する。
【００６２】
内部クーラント流路３００は、内部クーラント流路排出口３０２と内部クーラント流路入口３０４とを有する。明らかなように、クーラントは、内部クーラント流路入口３０４から内部クーラント流路３００に入り、内部クーラント流路３００内を移動し、その後内部クーラント流路排出口３０２から出る。内部クーラント流路３００を出る際、工作物と係合している不連続な切削位置に対してクーラントが噴射される。
【００６３】
図１４は、切削インサート１５０の好適な特定の実施形態における、内部クーラント流路３００、特に内部クーラント流路３００の幾何学的形状を説明するための基準点を提供する、切削インサート１５０の頂面図である。図１４Ｂは、図１４の断面線１４Ｂ−１４Ｂに沿って切った図１４の切削インサート１５０の断面図である。図１４Ａは、内部クーラント流路３００を示す図１４Ｂの円１４Ａ内の部分の拡大図である。図１４Ｂに示すように、断面図である図１５、図１５Ａ、図１６、図１６Ａ、図１７および図１８はクーラント流の全般的な方向に略垂直な向きで切ったものである。断面積は内部クーラント流路に沿う特定の位置においてはクーラント流面積とみなすことができる。
【００６４】
この好適な特定の実施形態では、クーラント流断面積の内部クーラント流路３００の幾何学的形状が内部クーラント流路３００の軸方向の長さ、すなわち軸方向のクーラント流路長さに沿って変化することは明らかである。さらに、インサートと切り屑との境界面において特定の所望の流れの形状または噴射パターンを得るためにクーラント流断面積を変化させることができることは理解されよう。この特定の実施形態では、噴射パターンは不連続な切削位置の近傍においてクーラントの連続的な円錐体を呈する連続的な性質のものである。この点に関して、図２０は、２つの隣接する内部クーラント流路が作動している、すなわち、材料除去作業中にクーラント源と連通している場合のクーラントの噴射パターン（「ＣＦ」で示される矢印）を概略形態で示す。
【００６５】
以下の表Ｉでは、切削インサートの特定の実施形態における、図１４Ｂの断面１５−１５〜断面１８−１８で示す位置におけるクーラント流面積について説明する。この表の特定の数値は単に好適な特定の実施形態のためのものであり、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲を限定するものではない。表Ｉは、各断面の、内部クーラント流路入口３０４からの距離も示す。参照文字「Ｗ」、「Ｘ」、「Ｙ」および「Ｚ」は表Ｉに示した断面の位置に一致する。より具体的には、距離「Ｗ」、「Ｘ」、「Ｙ」および「Ｚ」は断面線が内部クーラント流路３００の半径方向内側表面を通過する位置にある。
【表１】
2013528126.tif 000003
【００６６】
表Ｉのデータに基づくと、クーラント流路入口面積はクーラント流路排出面積とほぼ同じであり、クーラント流面積は軸方向のクーラント流路長さに沿って変化し、クーラント流路入口はクーラントポート面積よりも小さい。クーラントポート面積の特徴に関しては、切削インサートのこの好適な特定の実施形態においては、切削インサートが連通しているクーラントポートは７．０６平方ミリメートルに等しいクーラントポート面積を有する。
【００６７】
図１５Ａおよび図１６Ａを参照すると、内部クーラント流路は、断面において、円弧状の半径方向内側表面６００と、全般的に半径外側方向に動く一対の側部６０２、６０４と、頂点６１０において互いに結合する一対の合流する半径方向外側表面６０６、６０８とにより画定されうる。図１５Ａのクーラント流面積と図１６Ａのクーラント流面積との間の比較から、内部クーラント流路３００のクーラント流面積は内部クーラント流路入口３０４から断面１６−１６に達する位置まで増加することが明らかである。頂点６１０において互いに結合する一対の合流する半径方向外側表面６０６、６０８の長さが広くなるように、円弧状の半径方向内側表面６００はある程度広がる。全般的に半径外側方向に動く一対の側部６０２、６０４は内部クーラント流路３００のこの領域においてある程度は一定のままである。クーラント流面積の増加は、円弧状の半径方向内側表面６００の幅の増加およびその結果として頂点６１０において互いに結合する一対の合流する半径方向外側表面６０６、６０８の寸法の増加により生じる。
【００６８】
クーラント流面積は断面１６−１６および断面１７−１７の箇所からより少ない程度で増加する。内部クーラント流路３００内の断面１６−１６で示す位置におけるクーラント流面積と断面１７−１７で示す位置におけるクーラント流面積とを比較すると内部クーラント流路がさらに広がっていることがわかる。図１８に示すクーラント流面積は内部クーラント流路排出口３０２のクーラント流面積を示す。流入口から排出口に移動するにつれて全体的に内部クーラント流路の横方向の膨張および半径方向の縮小があることは明らかである。
【００６９】
図１５Ａは、内部クーラント流路入口３０４の幾何学的形状を示す。図１８は、内部クーラント流路排出３０２の幾何学的形状を示す。これら幾何学的形状を比較すると、内部クーラント流路入口３０４の幾何学的形状が内部クーラント流路排出３０２の幾何学的形状とは異なることがわかる。これはクーラント流路入口面積がクーラント流路排出面積とほぼ同じであっても当てはまる。
【００７０】
図１９および図１９Ａを参照すると、動作時、切削インサートは、例えばフライス４０などのホルダのポケット内に保持される。フライス４０のようなホルダでは、切削インサート１５０は、切削インサートを貫通してポケット内のねじ状のアパーチャに入るねじによってポケット内に維持される。切削インサートをポケット内にしっかりと固定するため、切削インサートは、回転防止迫台７０が切削インサートの逃げ面と係合するような向きを有する。この点に関して、周辺迫台縁７２は正弦波形状の谷部２０６の幾何学的形状に一致する幾何学的形状を呈する。この係合によって切削インサートがポケット内にある際の回転運動を制限する迫台が形成される。
【００７１】
切削（すなわち材料除去）に従事するため、切削インサート１５０は工作物に係合する複数の不連続な切削位置のうち選択した１つがある状態にある。図１９Ａの矢印「ＤＣＬ１」は選択した不連続な切削位置を全般的に示す。この状態にある場合、別個の内部クーラント流路３００Ａおよび３００Ｂの対応する対は、クーラント流路入口３０４Ａおよび３０４Ｂを通じて円弧状のアパーチャと連通しており、さらにはクーラントポートを通じてクーラント源と連通している。
【００７２】
図１９Ａを参照すると、切削インサートとポケットとの間の相対的な位置によって、円弧状のアパーチャが、隣接する一対の内部クーラント流路入口３０４Ａおよび３０４Ｂと流体連通していることがわかる。クーラント源からのクーラントが内部クーラント流路３００Ａと内部クーラント流路３００Ｂの両方に同時に流れ、それにより内部クーラント流路３００Ａおよび３００Ｂは作動しているとみなすことができることは理解される。ポケットには、３つの内部クーラント流路が同時にクーラント源に連通することを可能とする円弧状のアパーチャ（または同様の特徴）を含みうることは理解されよう。
【００７３】
図２１を参照すると、理解されうるように、クーラントは内部クーラント流路３００を画定する表面を進む。クーラントがコアの円弧状の表面を進む際、クーラントは内部クーラント流路排出口３０２に向かって半径外側方向に移動する。したがって、クーラントは、内部クーラント流路排出口３０２を出る際に切れ刃を流れている。半径外側方向に流れることによって、クーラントは工作物と係合している切れ刃を溢れさせるようにより良好に機能する。クーラント噴射パターンは散布角度ＤＡ１を示す。この角度は、切削インサートのすくい面に平行する軸線に対する角度である。散布角度は約１０度〜約６０度の範囲とされうることは理解されよう。図１３を再度参照すると、内部クーラント流路排出口から出る際にクーラントが分散するという同様の特徴を示す。
【００７４】
内部クーラント流路の幾何学的形状の性質のために、クーラントの散布はクーラントの連続的な噴射につながる。図２０はこの連続的なクーラント噴射を示す概略図である。クーラントの連続的な噴射によって、不連続な切削位置におけるインサートと切り屑との境界面に十分なクーラントが溢れるため、十分なクーラントによる冷却が確実になる。本明細書において上述したように、インサートと切り屑との境界面への十分なクーラントの送達により複数の利点が出る。
【００７５】
不連続な切削位置が交換が必要な位置まで摩耗すると、操作者は切削インサートを次の切削位置まで割り出すことができる。図１９Ｂは次の切削位置を示す。図１９Ｂの矢印「ＤＣＬ２」は次に選択した不連続な切削位置を全般的に示す。新しい位置にあるとき、別個の内部クーラント流路（３００Ｂおよび３００Ｃ）の対応する対がクーラント流路入口３０４Ｂおよび３０４Ｃを介してクーラント源と連通し、選択した不連続な切削位置にある切削インサート１５０にクーラントを送達する。したがって、新しい不連続な切削位置に対応するインサートと切り屑との境界面にクーラントが供給される。
【００７６】
発明的な（スルークーラント）切削インサートの特定の実施形態と、Ｌａｔｒｏｂｅ、Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ１５６５０のＫｅｎｎａｍｅｔａｌ  Ｉｎｃ．により製造および販売されている商用切削インサート（標準的な切削インサート）とを比較するために試験結果を行った。両切削インサートは同じグレードの超硬（コバルト）タングステンカーバイド、（発明的な切削インサートのスルークーラント機能以外は）同じインサート型および同じ刃先処理で作成した。刃先処理を含む切削インサートのＩＳＯ記号はＲＣＧＸ６４ＳＦＧであった。切削インサートが以下の位置まで摩耗するまでのパスの数についての試験結果を以下、表ＩＩに記載する。破壊基準は最大フランク摩耗０．０１５インチまたは最大すくい面切り屑０．０３０インチのいずれかであり、最初に発生した方のいずれかとした。
【表２】
2013528126.tif 000004
【００７７】
他の試験パラメータを以下に記載する。被削材Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ。インサート刃の型＝丸型、ｉＣ＝０．７５０インチ、カッタ直径３．００インチ、カッタ当たりのインサート数１、パスの長さ１２インチ。切削速度はＶｃ＝１５０フィート／分、毎分回転数＝２０２、実際のチップロード＝０．００６インチ／歯、プログラムチップロード＝０．０１０インチ／歯、軸方向切込み＝０．１５インチ、半径方向切込み＝２．０００インチ、送り量＝毎分２．０２０インチ。機械はＭａｚａｋＦＪＶ、クーラントは湿式、クーラントの種類はＳｙｎｔｉｌｏ（登録商標）［ＳｙｎｔｉｌｏはＷｉｌｔｓｈｉｒｅ  ＥｎｇｌａｎｄのＣａｓｔｒｏｌ  Ｌｉｍｉｔｅｄの登録商標である］、クーラント圧力＝１０００ｐｓｉ、濃度＝１２．０％、ＭＭＲ（インチ２／分）＝０．６０６．
【００７８】
試験結果から明らかなように、発明的な切削インサートは商用切削インサートに比べて大幅な向上を示した。交換を要するまでのパスの数は平均４．３３から平均１１．３３まで増加した。これは約２６１パーセントのパスの数の増加であり、２５０パーセントを超えている。
【００７９】
本切削インサートおよび切削アセンブリによってフライス用インサートと工作物との間の境界面（すなわち切り屑が生成される工作物上の位置である、インサートと切り屑との境界面）へのクーラントの送達が向上することは非常に明白である。そうすることにより、本切削インサートおよび切削アセンブリは、インサートと切り屑との境界面における潤滑を向上させるためにインサートと切り屑との境界面へのクーラントの送達を向上させる。インサートと切り屑との境界面における潤滑を向上させた結果、切り屑が切削インサートに付着する傾向が減少することはもとより、切り屑の境界面の近傍からの排出がより良好になり、結果として切り屑を再切削する可能性が低下する。
【００８０】
本切削インサートおよび切削アセンブリでは、インサートと切り屑との境界面に送達されるクーラントの程度に影響を及ぼす要素が達成される。例えば、クーラントを切削インサートに送る構造の寸法は切削インサートに供給されるクーラントの程度に対する制約要因となりうる。本切削インサートおよび切削アセンブリには、切削インサートへのクーラントの流れを最大にするために、切削インサート内の入口に等しいかそれよりも大きい供給穴（クーラントポート）が提供される。本切削インサートおよび切削アセンブリでは、２つ以上のクーラント通路がクーラントを単一の不連続な切削位置に送る配置を提供する。本切削インサートおよび切削アセンブリでは、クーラント送達のカスタマイズを可能にする不規則なクーラント通路ならびに切削インサート内の流入口および排出口の可変面積を提供する。そうすることにより、クーラントの様々な分流角度を提供することができる。この角度は約１０度〜約６０度の範囲とすることができる。
【００８１】
本切削インサートおよび切削アセンブリは製造における利点と性能における利点を提供する。切削インサートを共に形成する複数の部品の使用には利点がありうる。例えば、いくつかの例においては、有効工具寿命の終わりに到達後ベースしか交換する必要がないため、切れ刃を呈するベースとコアとから形成された切削インサートは寿命の向上につながる可能性がある。そのような配置では、コアはベースに着脱可能に結合する（またはともに機能する）ため、コアはベースが摩耗すると再使用される。ベースとコアとは、共焼結、ろう付けおよび／または接着により互いに結合させることができる。さらに、ベースとコアとは互いに対して強固に圧縮されるがそれら別個かつ個々の特徴をなお維持することができる。加えて、性能を向上させるため、ベースとコアは特定の用途によって同じまたは異なる材料からとすることができる。
【００８２】
切削インサートの好適な特定の実施形態が１つまたは複数の位置において丸い幾何学的形状を呈する場合、特定の利点が存在しうる。例えば、切削インサートが複数の構成要素が組み付けられる位置において丸い幾何学的形状を有する場合、複数の構成要素、例えば、ベースおよびコアのアセンブリに割り出しの必要はない。切削インサートの切れ刃が丸型の場合、丸型切削インサートには勝手がないため、左勝手、右勝手および勝手なしで使用することができる。輪郭旋削においては、切削インサートの５０％までを切れ刃として機能させることができる。
【００８３】
切削インサートは回転防止機能に係合するようにも利用可能である。
【００８４】
本明細書中に示した特許および他の文書は参照により本明細書に組み込まれる。本発明の他の実施形態は本明細書中に開示される本発明の仕様または実施を考察することにより当業者には明らかとなろう。仕様および例は単に例証的なものであり、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。本発明の真の範囲および精神は以下の特許請求の範囲によって示される。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図７Ａ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１５Ａ】
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【図１６】
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【図１６Ａ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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