(57)【要約】  切削インサート製造するための方法は、（ｉ）４つ以上のポケットを有する基材と、ポケット内に配置された超硬質材料とを有するブランクを形成するステップと、（ｉｉ）切削線に沿ってブランクを切削することによってブランクから切削チップを除去するステップと、（ｉｉｉ）対応する数の切削チップを受容するための複数のキャビティを有する切削インサート本体を提供するステップと、（ｉｖ）複数のキャビティの各々に切削チップを挿入するステップと、（ｖ）切削チップを切削インサート本体にろう付けするステップと、を含む。関連の切削インサートは、内部に形成された複数のキャビティを有する切削インサート本体と、複数の切削チップであって、複数の切削チップの各々がそれぞれのキャビティに配置され、切削チップが、切削インサート本体の前記キャビティに挿入されたときに、機械的保持又はロックを提供する形状を有し、この形状が略台形のアンカ部分を含み、アンカ部分の基部が略平坦でありかつ本体の切れ刃から離間し、切削チップが切削インサート本体にさらにろう付けされる複数の切削チップと、を含む。
2008509822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削インサートを製造する方法であって、
（ｉ）４つ以上のポケットを有する基材と、前記ポケット内に配置された超硬質材料とを有するブランクを形成するステップと、
（ｉｉ）前記ブランクを切削することによって前記ブランクから切削チップを除去するステップと、
（ｉｉｉ）対応する数の切削チップを受容するための複数のキャビティを有する切削インサート本体を提供するステップと、
（ｉｖ）前記複数のキャビティの各々に切削チップを挿入するステップと、
（ｖ）前記切削チップを前記切削インサート本体にろう付けするステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記切削インサートが割り出し可能である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ブランクが略円盤形状である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ブランクが多角形の形状を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ブランクに貫通孔が設けられている、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ポケットがアーチ形状を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記基材には少なくとも６つのポケットが設けられている、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記基材には少なくとも７つのポケットが設けられている、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記基材には少なくとも８つのポケットが設けられている、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記基材には少なくとも９つのポケットが設けられている、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記基材が、焼結炭化物、サーメット、又は硬質合金から形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記基材が、ＷＣ及びＣｏを含む焼結炭化物から形成され、該焼結炭化物が１０〜２０重量％のＣｏを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
ステップ（ｉ）が、粉末の形態の前記超硬質材料をポケットに導入するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
ステップ（ｉ）が、前記ブランクをプレスして焼結し、これによって、前記基材と前記超硬質材料とを一体化するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ステップ（ｉ）が、前記ポケット内に予備焼結体の形態の前記超硬質材料を導入するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
ステップ（ｉ）が、前記ブランクを焼結し、これによって、前記基材と前記超硬質材料とを一体化するステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記超硬質材料が、立方晶窒化ホウ素又は多結晶ダイヤモンドを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記超硬質材料が、窒化物、炭窒化物、周期律表のＩＶａ〜ＶＩａ族から選択された金属の酸化物又はホウ化物の内の少なくとも一つをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記超硬質材料が、立方晶窒化ホウ素又は多結晶ダイヤモンド粒子を含む第１の相と、金属、メタロイド、又はそれらの合金を含む第２の相とを有する組成物を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記ブランクが、頂面と、反対側の底面とを備え、前記超硬質材料が前記頂面から前記底面に延びている、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
ステップ（ｉｉ）が、前記ブランクから前記切削チップを除去するためのワイヤ切断ステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
ステップ（ｉｉ）が、前記切削チップを前記切削インサートの本体に挿入したときに、機械的保持又はロックを提供する形状を有する前記切削チップを提供するステップを含み、前記形状が略台形のアンカ部分を含み、該アンカ部分の基部が略平坦でありかつ前記本体の切れ刃から離間している、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
前記切削チップに、略あり継ぎ形状が付与されている、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
前記切削チップに、丸い前方ノーズと、該ノーズで出会う一対の収束する前方面とが設けられている、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記切削チップの少なくとも前記丸い前方ノーズ部分が、前記超硬質材料を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記超硬質材料に少なくも２ｍｍの脚長が設けられ、該脚長が、前記硬質材料が前記基材材料に接続される前記収束する前方面の一つの上の第１の点と、前記収束する前方面の各々に沿って引かれた２つの想像線の間の交差点によって画定された第２の点との間の距離として規定されている、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記脚長が少なくとも３ｍｍである、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記切削チップに縮幅のウエスト部が設けられている、請求項２４に記載の方法。
【請求項２９】
前記ウエスト部が、縮幅の部分で出会う第１の一対の傾斜面及び第２の一対の面を備えている、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記第２の対の面の一方の面の長さが、前記面の他方の面と異なる、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記切削インサート本体が、焼結炭化物、サーメット、又は硬質合金から形成されている、請求項１に記載の方法。
【請求項３２】
前記切削インサート本体が、ＷＣ及びＣｏを含む焼結炭化物から形成され、該焼結炭化物が１０〜２０重量％のＣｏを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記切削インサート本体が、多角形、長円又は円の形状で規定されている、請求項１に記載の方法。
【請求項３４】
前記切削インサートが、多角形の形状で規定されている、請求項１に記載の方法。
【請求項３５】
前記キャビティに受容される前記切削チップの形状に対し相補的な形状が、前記キャビティに付与されている、請求項１に記載の方法。
【請求項３６】
前記切削チップ及び／又は前記切削インサート本体の少なくとも一部に、少なくとも一つの被覆を適用するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３７】
前記切削インサート本体にチップブレーカ構造を形成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３８】
前記切削インサート本体を多角形状に形成して、前記切削インサート本体に２つ以下のキャビティを設けるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３９】
前記切削インサート本体を多角形状に形成して、前記切削インサート本体に４つ以下のキャビティを設けるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４０】
切削インサートであって、
内部に形成された複数のキャビティを有する切削インサート本体と、
複数の切削チップであって、該複数の切削チップの各々がそれぞれのキャビティに配置され、該切削チップが、前記切削インサート本体の前記キャビティに挿入されたときに、機械的保持又はロックを提供する形状を有し、該形状が略台形のアンカ部分を含み、該アンカ部分の基部が略平坦でありかつ前記本体の切れ刃から離間し、また前記形状が前記切削チップの各々と前記切削インサート本体との間にろう付け接合部をさらに備える、複数の切削チップと、
を備える切削インサート。
【請求項４１】
前記切削チップの各々が、少なくとも部分的に超硬質材料を含む、請求項４０に記載の切削インサート。
【請求項４２】
前記切削チップの各々が、全体的に超硬質切削材料から製造される、請求項４１に記載の切削インサート。
【請求項４３】
前記超硬質材料が、立方晶窒化ホウ素又は多結晶ダイヤモンドを含む、請求項４１に記載の切削インサート。
【請求項４４】
前記超硬質材料が、窒化物、炭窒化物、周期律表のＩＶａ〜ＶＩａ族から選択された金属の酸化物又はホウ化物の内の少なくとも一つをさらに含む、請求項４３に記載の切削インサート。
【請求項４５】
前記超硬質材料が、立方晶窒化ホウ素又は多結晶ダイヤモンド粒子を含む第１の相と、金属、メタロイド、又はそれらの合金を含む第２の相とを有する組成物を含む、請求項４０に記載の切削インサート。
【請求項４６】
前記切削チップが、頂面と、反対側の底面とを備え、前記超硬質材料が前記頂面から前記底面に延び、これによって、２つの切れ刃が画定されている、請求項４０に記載の切削インサート。
【請求項４７】
前記切削チップが略あり継ぎ形状を有する、請求項４０に記載の切削インサート。
【請求項４８】
前記切削チップが、丸い前方ノーズと、該ノーズで出会う一対の収束する前方面とを備える、請求項４７に記載の切削インサート。
【請求項４９】
前記切削チップの少なくとも前記丸い前方ノーズ部分が前記超硬質材料を含む、請求項４８に記載の切削インサート。
【請求項５０】
前記超硬質材料に少なくも２ｍｍの脚長が設けられ、該脚長が、前記硬質材料が前記基材材料に接続される前記収束する前方面の一つの上の第１の点と、前記収束する前方面の各々に沿って引かれた２つの想像線の間の交差点によって画定された第２の点との間の距離として規定されている、請求項４９に記載の切削インサート。
【請求項５１】
前記脚長が少なくとも３ｍｍである、請求項４０に記載の切削インサート。
【請求項５２】
前記切削チップには縮幅のウエスト部が設けられている、請求項４８に記載の切削インサート。
【請求項５３】
前記ウエスト部が、縮幅の部分で出会う第１の一対の傾斜面及び第２の一対の面を備える、請求項５２に記載の切削インサート。
【請求項５４】
前記第２の対の面の一方の面の長さが、前記面の他方の面と異なる、請求項５１に記載の切削インサート。
【請求項５５】
前記切削チップの各々の基部が、前記切削チップの他方の基部の長さと異なる長さを有する、請求項４０に記載の切削インサート。
【請求項５６】
前記切削インサート本体が、焼結炭化物、サーメット、又は硬質合金から形成されている、請求項４０に記載の切削インサート。
【請求項５７】
前記切削インサート本体が、ＷＣ及びＣｏを含む焼結炭化物から形成され、該焼結炭化物が１０〜２０重量％のＣｏを含む、請求項５６に記載の切削インサート。
【請求項５８】
前記切削インサート本体が、多角形、長円又は円の形状である、請求項４０に記載の切削インサート。
【請求項５９】
前記切削インサート本体が多角形の形状である、請求項５８に記載の切削インサート。
【請求項６０】
前記キャビティが前記切削チップの形状に対し相補的な形状を有する、請求項４０に記載の切削インサート。
【請求項６１】
前記切削チップ及び前記切削インサート本体の少なくとも一方が、該少なくとも一方の少なくとも一部分に配置された被覆を有する、請求項４０に記載の切削インサート。
【請求項６２】
前記切削インサート本体がチップブレーカ構造体を備える、請求項４０に記載の切削インサート。
【請求項６３】
前記切削インサートが２つ以下の切削チップを備える、請求項４０に記載の切削インサート。
【請求項６４】
前記切削インサートが４つ以下の切削チップを備える、請求項４０に記載の切削インサート。
【請求項６５】
前記切削チップが前記インサートのコーナを通して二等分線の周りに対称的に配置される、請求項４０に記載の切削インサート。
【請求項６６】
前記切削チップが前記インサートのコーナを通して二等分線の周りに非対称的に配置される、請求項４０に記載の切削インサート。
【請求項６７】
前記切削インサートが旋削インサートである、請求項４０に記載の切削インサート。
【請求項６８】
前記切削インサートがドリルに適用される、請求項４０に記載の切削インサート。
【請求項６９】
前記切削インサートが、ドリルの中心軸線に対し略平行に配置される、請求項６８に記載の切削インサート。
【請求項７０】
前記切削インサートが、ドリルの中心軸線に対し略直角に配置される、請求項６８に記載の切削インサート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超硬質研磨材料から形成された切れ刃を有する切削インサート及びこの切削インサートの製造方法に関する。
【０００２】
関連出願の記載
本出願は、２００４年８月１６日に出願された米国特許出願第１０／９１８，３９１号（弁護士整理番号０２４４４５−３０８）の一部継続出願である。
【背景技術】
【０００３】
本発明の背景技術の説明では、特定の構造及び方法について参照されているが、このような参照は、これらの構造及び方法が適用可能な法規定の下で従来技術とみなされることを承認するものと必ずしも解釈されるべきでない。出願人は、引用された主題の如何なるものも、本発明に関して従来例を構成するものではないとうことを説明するための権利を留保している。
【０００４】
割り出し可能な切削インサートは、典型的に、超硬質材料が一般にコーナ部に配置された多角形を有する。立方晶窒化ホウ素又は多結晶ダイヤモンドであることが多い超硬質材料は、金属のような硬質の被加工物の切削に役立つ。これらの切削インサートは、典型的に、超硬質材料を含むコーナ又は領域の一方を被加工物の面に提供するように、切削工具の固定位置に取り付けられる。一定時間の使用後、超硬質材料の領域は摩耗する。次に、切削インサートは、切削工具から外され、超硬質材料の新しい使用していないコーナ又は領域を被加工物の面に提供するように回転されることができる。
【０００５】
このようなインサートを製作する２つの主要な方法がある。一つの方法によれば、硬質基材の第１層と、この層に重ね合わされた超硬質切削材料の層とを備えるスタック構造が形成される。次に、切削チップはこのスタック構造から切断され、典型的にコーナ部で、切削インサート本体にろう付けされる。その開示全体が参考として本出願に組み込まれているクロヤマ（Ｋｕｒｏｙａｍａ）らへの米国特許第５，１８３，３６２号は、このような技術を記載している。
【０００６】
しかしながら、このような技術にはいくつかの問題が伴う。切削チップを切削インサートの本体に接続するろう付け接合部は、構造内に本質的に弱い部分を生じる。特に、このことは、このような切削インサートの使用中に生じる傾向がある高温によるものであり、このような高温はろう付け接合部に密接している。このような技術によって提起される他の問題は、被加工物に提供されまた摩耗に有効である超硬質材料の範囲が限定され、したがって、特別な切れ刃の有効な使用期間が制限されることである。
【０００７】
割り出し可能な切削インサートを形成するための第２の技術は、超硬質材料が配置されポケットが形成されたブランク又は基材を提供し、次に、超硬質材料を基材に結合する焼結工程をブランクに施すことを含む。次に、ブランクは実質的に加工されて、最終的な形状、すなわち、超硬質材料がブランクのコーナに配置された略多角形の本体を切削インサートに付与する。その開示全体が参考として本出願に組み込まれている米国特許第５，６７６，４９６号は、このような技術を記載している。
【０００８】
このような技術も、ある困難を提起する。超硬質材料がブランク又は基材に結合される工程は、困難でありかつ高価である。この点に関し、超硬質材料及び基材のコストは、それらを接合するために必要な工程サイクルと関連するコストと比較すると相対的に低い。したがって、製造効率の視点から、超硬質材料を含有する多くのコーナを有する割り出し可能なインサートを形成することが望ましいであろう。このようにして、多数の切削コーナを有するインサートを製造しつつ、高価な接合工程サイクルの数を少なくすることができる。しかし、このような切削インサートのユーザは、比較的少ない切削コーナを有する切削インサートを強く望むと思われるが、この技術を用いた切削インサートの単価ベースの製造コストはより高い。販売されているほとんどの切削インサートは、２〜４の切削コーナを有する。
【０００９】
この第２の技術に関連する他の不都合は、超硬質材料の一つのポケットに欠陥があった場合、インサート全体を販売できず、スクラップにしなければならないことである。さらに、他の不都合又は非効率は、一つの切削インサートが単一でも、高価かつ困難な工程サイクルから製造されることである。
【００１０】
仏国特許公報第２，６９１，６５７号は、多結晶ダイヤモンド、ＣＢＮ又は他の切削材料から製造された特別なオートセンタリング形状で製造された切削インサートを開示している。インサートは、ろう付けなしに、ばねによってチップ内に締め付けられる。
【００１１】
仏国特許公報第２，７０６，３３９号は、ろう付けなしに機械的押し込みによってチップの対応する孔にインサートを固定できるように、（固定突起部を含む）形状の同様の材料のインサートを開示している。したがって、上述の問題及び他の問題に取り組む必要性が関連技術に存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上述の問題及び他の問題に取り組む装置と方法を提供する。
【００１３】
本発明は、改良された割り出し可能な切削インサート及びこの切削インサートの改良された製造方法を提供する。
【００１４】
一形態によれば、本発明は、（ｉ）４つ以上のポケットを有する基材と、ポケット内に配置された超硬質材料とを有するブランクを形成するステップと、（ｉｉ）切削線に沿ってブランクを切削することによってブランクから切削チップを除去するステップと、（ｉｉｉ）対応する数の切削チップを受容するための複数のキャビティを有する切削インサート本体を提供するステップと、（ｉｖ）複数のキャビティの各々に切削チップを挿入するステップと、（ｖ）切削チップを切削インサート本体にろう付けするステップと、を含む切削インサートを製造する方法を提供する。
【００１５】
別の形態によれば、本発明は、内部に形成された複数のキャビティを有する切削インサート本体と、複数の切削チップであって、複数の切削チップの各々がそれぞれのキャビティに配置され、切削チップが、切削インサート本体のキャビティに挿入されたときに、機械的保持又はロックを提供する形状を有し、この形状が略台形のアンカ部分を含み、アンカ部分の基部が略平坦でありかつ本体の切れ刃から離間し、またこの形状が切削チップの各々と切削インサート本体との間にろう付け接合部をさらに備える、複数の切削チップと、を含む切削インサートを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明による模範的な装置及び技術について、図面を参照して説明する。
【００１７】
本発明によれば、ブランクは、硬質材料と超硬質切削材料とから形成される。ブランクは、超硬質切削材料を受容するためのいくつかのポケットと、その中の超硬質切削材料とを有する。このようなブランクの例示的な実施形態が図１に示されている。図１に示すように、ブランク１０は、複数のポケット１４を有する硬質材料の基材１２を含む。ブランク１０は円盤状の形状を有するものとして示されているが、多角形のような他の形状が明らかに可能である。取り扱いを容易にする貫通孔をブランク１０に形成することも可能である。同様に、ポケット１４は、例示した実施形態と異なるサイズ、位置、分布、及び数を有することができる。例えば、ポケット１４は、湾曲又はアーチ形状を有するものとして示されている。しかし、長円形又は多角形のような他の形状が明らかに考えられる。
【００１８】
例示した実施形態では、８つのポケット１４が基材１２に設けられる。他の数も明らかに可能である。前述したように、超硬質切削材料を受容するために可能な限り多くのポケット１４を有するブランク１０を形成することが本発明の利点である。このように、一実施形態によれば、基材は４つ以上のポケットを有する。別の実施形態によれば、基材は少なくとも６つのポケットを有する。他の実施形態によれば、基材は少なくとも８つのポケットを有する。
【００１９】
他方、例示した実施形態では、対称に分布される偶数のポケットが示されている。７又は９のような奇数のポケットを設けることも、本発明の範囲内にある。同様に、対称でないパターンでポケットを配置することも考えられる。
【００２０】
基材１２は、任意の適切な硬質材料から形成される。適切な材料の例には、焼結炭化物、サーメット、及び硬質合金が含まれる。一つの適切な組成物は、１０〜２０重量％のＣｏを有する、好ましくは１５〜１７重量％のＣｏを有するＷＣ−Ｃｏの焼結炭化物である。
【００２１】
図２に示すように、超硬質材料１６は、ポケット１４の一つ以上、好ましくは全てに提供される。超硬質材料は、切削特性のために選択された任意の適切な材料を含むことができる。超硬質材料１６は、当初、粉末の形態で提供することができる。代わりに、超硬質材料１６は予備焼結体であることができる。
【００２２】
超硬質材料は、立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）のような窒化ホウ素、又は多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ）のようなダイヤモンド材料を含むことができる。ＣＢＮ又はＰＣＤは、炭化物、窒化物、炭窒化物、周期律表のＩＶａ〜ＶＩａ族から選択された金属の酸化物及び／又はホウ化物のような他の材料の添加物を有してもよい。超硬質材料１６は、第１の相を形成するＣＢＮ又はＰＣＤ粒子と、半導体（例えばＳｉ）、金属（例えばＣｕ、Ｔｉ、Ａｌ）、メタロイド、あるいはそれらの合金の少なくとも第２の相との組成物の形態であることができる。
【００２３】
超硬質材料１６がポケット１４内に配置された後、ブランク１０に適切な処理が施されて、超硬質材料１６と基材材料１２とを一体化する。処理は、高温及び高圧で実行される焼結式の処理を含むことができる。超硬質材料が当初柔らかい粉末の状態にあるとき、例えば米国特許第５，６７６，４９６号に記載されているように、焼結処理の前又はその間にプレス工程を実行することができる。適切な工程の例は、例えば、その開示全体が参考として本出願に組み込まれている米国特許第４，９９１，４６７号及び第５，１１５，６９７号に記載されている。
【００２４】
超硬質材料１６は、ブランク１０の頂面（図１と図２に見える）からブランク１０の頂面の反対側の底面（図１と図では見えない）に連続して延びることが好ましく、ポケット１４によって画定された基材１２のエッジ面に取り付けられる。
【００２５】
超硬質材料１６を基材１２に一体化する上記のステップ後に、材料は切削されるか又は他の方法でブランクから除去される。例えば、ブランク１０は、そこで切削チップ２０の輪郭を画定する切削線１８に沿って切削することができる。
【００２６】
切削チップ２０は、任意の適切な切削又は材料除去／分離手順によって除去するができる。以前のこのような方法は、ＥＤＭワイヤカットのようなワイヤカットである。
【００２７】
割り出し可能な切削インサートの本体内に配置されたときに、特に有効な機械的保持又はロックを提供する形状が、切削チップに付与される。機械的保持又はロックは、先端内のインサートにある程度の安定性を提供する。しかし、より詳細に説明するように、インサートが本体内に同様にろう付けされるときに、はるかに大きな安定性が提供される。例示した実施形態によれば、ブランク１０から除去される切削チップ２０は、一般に台形として成形される後方部分２１を含み、その基部２９は、略平坦でありかつインサートの切れ刃となるものから離間している。切削チップの後部のこの形状により、切削インサートの切削チップに実質的なアンカが提供される。
【００２８】
本発明によって理解されるこの種の切削チップ形状の特別な例示的な実施例が、図３に示されている。図３に例示される切削チップ２０の形状又は形は、以下のように説明することができる。一対の収束する前方面２２ａと２２ｂは、好ましくは丸い前方ノーズ２４で出会う。前方ノーズ２４は、切削チップの使用中に被加工物に提供される。図３に示したように、面２２ａと２２ｂの部分、及びノーズ２４は、超硬質切削材料１６を含む。ノーズ２４の頂点から、かつ面２２ａと２２ｂに沿って後方に延びる超硬質切削材料１６の範囲は、寸法「Ｌ」に対応し、脚長と呼ぶことができる。本発明の一実施形態によれば、寸法Ｌは少なくとも２ｍｍである。他の実施形態によれば、寸法Ｌは少なくとも３ｍｍとであることができる。
【００２９】
前方ノーズ２４から離れる方向に動くと、縮幅の領域又はウエスト部２５が、収束する面２２ａと２２ｂに続く。ウエスト部は、第１の一対の傾斜面２６ａと２６ｂ、ならびに第２の一組の面２８ａと２８ｂによって画定される。面２６ａと２８ａ、ならびに面２６ｂと２８ｂは、縮幅の領域で出会い、トラフ状の形状を画定する。以下により詳細に説明するように、面２８ａと２８ｂは、同一又は異なる長さであることができる。切削チップはまた、略平坦な後面２９を備える。
【００３０】
後方部分の特定の設計、すなわち、切れ刃の反対側の略平坦な後面２９を有する略台形の形状は、チップ内の切削インサート用の固体アンカを提供する。
【００３１】
図４は、他の形態の３つの切削チップの構造２０ａ，２０ｂと２０ｃを示している。これらの切削チップの構造は、そこに含有された超硬質材料の量、したがって、脚長（Ｌ）に関し異なる。さもなければ、形状、特に各々の後方部分は図３と同じである。切削チップ２０に含有された超硬質材料の量は、切削線１８（図２）の位置、ならびにブランク１０のポケット１４のサイズ、構造及び／又は深さによって変更することができる。図４に示したように、切削チップ２０ｃは、その全体が超硬質切削材料から形成されるように構成できるか、あるいは切削チップ２０ａは、超硬質材料の成分が比較的少ないように構成できる。
【００３２】
本発明の上記の切削チップは、切削インサートの本体に固着される。適切な切削インサート本体の例示的な実施例が、図５に示されている。図示した切削インサート本体３０は、切削チップ２０を受容するための適切な数のキャビティ３４、３５が設けられた硬質材料の本体３２を備える。キャビティ３４、３５には、そこに配置された切削チップの形又は形状に対し相補的な形又は形状が付与されることが好ましい。
【００３３】
ボディ３２は、任意の適切な硬質材料で構成される。適切な材料の例には、焼結炭化物、サーメット、及び硬質合金が含まれる。一つの適切な組成物は、１０〜２０重量％のＣｏを有する、好ましくは１５〜１７重量％のＣｏを有するＷＣ−Ｃｏの焼結炭化物である。
【００３４】
例示した実施例の多くの変更が考えられる。例えば、図示したブランク３０は、一般に、多角形又は菱形の形状であり、２つの同一の切削チップを受容するために構成される。しかし、本体の形状は、他の多角形の形状、長円形、又は円形であることができる。特別な種類の取り付けのために使用できる中心貫通孔３６は、省略することができる。本体３０は、２つよりも多くのチップを受容するように構成することができる。例えば、最多で４つのチップを各コーナに設けることができる。本体３０に配置されるチップが互いに同一である必要はない。切削チップ及び／又は本体３０は、切削チップの取付けの前に、及び／又はそれに引き続き機械加工することができる。切削インサート本体３０及び／又は１つ又は複数の切削チップ２０には、１つ又は複数の被覆を設けることができる。さらに、本体３０には、その開示全体が参考として本出願に組み込まれている米国特許第５，５６９，０００号に記載されるような「チップブレーカ」構造を設けてもよい。
【００３５】
図６は、切削インサート本体３２によって保持された切削チップ２０を有する当該本体を備える例示的な割り出し可能な切削インサート６０である。切削チップ２０は、任意の適切な技術によって本体３２に固着することができる。適切な技術は、はんだ付け又はろう付けを含む。このような１つの技術は、その開示全体が参考として本出願に組み込まれている米国特許第５，１８３，３６２号に記載されている。例示した実施形態では、切削チップがろう付け接合部４０によってボディ３２に固定されている。
【００３６】
図７は、本発明の原理に従って形成された割り出し可能な切削インサート７０の他の実施形態である。切削インサート７０は、図４と関連して説明したように構成された切削チップ２０ｃを有する。
【００３７】
図８は、本発明に従って形成された切削インサート３００と、従来のように形成された切削インサート１０００とを比較した画像である。図８に示したように、本発明の切削インサート３００の超硬質材料の脚長は、従来の切削インサートの超硬質材料の脚長よりもかなり長く、これによって、切削チップの工具寿命の延長の可能性を提供する。
【００３８】
図９Ａは、旋削工程に使用できるねじ切りインサートの本発明の実施形態である。この場合、切削チップ２０Ａは、インサートのコーナの二等分線Ａ−Ａに対し非対称的に位置するように形成されかつ挿入される。例えば、図６と図７の実施形態では、各々の切削チップは、当該インサートの切れ刃の二等分線に対し対称的に配置された。
【００３９】
図９Ｂは、ねじフライス削りインサートの本発明の実施形態である。この場合、切削チップは、切れ刃に沿って対称的に配列される。同様に、この場合、切削チップは、さらにより大きなロック及び保持を提供するための２つのアンカ部分２１を、切削切れ刃から離れている平坦な後面を有する略台形の形状から形成することができる。図９Ａには、１つのみのこのようなアンカ部分２１が示されており、一般に必要とされている。
【００４０】
図１０Ａは、本発明のねじ切りインサートの他の実施形態である。再び、切削チップは、切削インサートのコーナの二等分線に対し非対称的であることを理解できる。図１０Ｂには、同様のインサートが示されており、この場合、略平坦な後面２９の各々は異なる長さである。各々の切削チップの傾斜面２８ａと２８ｂは、互いに同一でも又は異なっても、かつ他の切削チップの対応する部分と同一でも又は異なってもよい。
【００４１】
図１１Ａ〜図１１Ｅは、本発明の切削インサートの他の実施形態を示している。図１１Ａは、略正方形（しかし長方形であることができる）の切削インサートであり、切削チップは、切削インサートのコーナの二等分線に対し非対称的に配置される。図１１Ｂと図１１Ｄは、同様の三角形に成形されるインサートであり、切削チップは、インサートのコーナの二等分線に対し対称的に（図１１Ｂ）また非対称的に（図１１Ｄ）配置される。図１１Ｃと図１１Ｅも、切れ刃を通した二等分線に対し対称的に及び非対称的に配置された切削チップを再び有する同様のパーティングオフ型の工具である。
【００４２】
図１２は、本発明の他の実施形態を示している。この場合、切削チップ５２は、一般に５０として示したドリルに配置される。図１２Ａに示したように、ドリルは単一の切削チップを有してもよく、他方、図１２Ｂに示したドリルは、ドリルの中心軸線のいずれかの側面に配置された切削チップ５２を有する。図示していないが、ドリルは縦溝を有することができ、それ以外、従来と同じである。図１２Ａでは、切削チップは、ドリルの中心軸線に対し略平行に配列され、他方、図１２Ｂでは、切削チップは、当該軸線に対し略直角に配置される。
【００４３】
図１３は、本発明のドリルの側面断面図を示している。例えば、図１３Ａは、図１２Ａの左から９０°で見た図面である。図１３Ｂと図１３Ｃも、図１２Ｂの実施形態の異なる図面である。
【００４４】
図１４は、本発明の他の実施形態を示しており、面２８ａ’と２８ｂ’は、異なる長さであり、したがって非対称である。この特定の本実施形態では、インサートはボーリングバーとして又は部片の内面旋削用に使用することができる。
【００４５】
図１５Ａは、図１１Ｃと同様の本発明のインサートの側面図であり、インサートは、例えば、パーティングオフ工具として使用される。インサートは、一般に６０として示されたキャビティ内に保持され、このキャビティの形状は、ホルダ本体６２のインサートのアンカ部分に対応する。
【００４６】
本発明及びその上述の実施形態は、従来の切削インサート及びそれらの製作方法と較べ多くの利益を提供する。
【００４７】
比較的多数のポケットの超硬質材料を有するブランクを形成することによって、各々の高価で困難なプレス／焼結工程サイクルにより比較的多数の切削チップを製造することができ、これによって、経済性の観点で利点を提供する。ブランクからチップを除去して、それらを切削インサートの本体に固着することによって、各々の切削インサートは、ブランクから除去された数よりも少ない数のチップを有することができる。したがって、比較的少ない数の切削チップ、例えば２〜４のチップを有する切削インサートは、市場の需要に見合うが、経済的生産の利点を保持するように製造することができる。本発明の製造方法によるこれらの割り出し可能な切削インサートの製造コストは、本明細書の発明の背景技術で説明した第２の技術によるインサートの製造コストよりも５０〜６０％低いオーダにあることができる。
【００４８】
本発明の技術はまた、本発明の背景技術で説明した第２の技術のような技術と比較した場合、歩留りの上昇の利点を提供する。本発明の技術を利用した場合、欠陥のある一つの超硬質材料ポケットは、一つの切削チップのスクラップ化を生じる場合がある。これと比較して、第２の従来技術における欠陥のある一つの超硬質材料ポケットは、切削インサート全体のスクラップ化を生じる可能性がある。
【００４９】
本発明によれば、組立時に切削インサートの本体内にチップを確実に配置する形状が、切削チップに設けられ、したがって、ろう付け中にインサートを適所に保持するための複雑な固定具の必要性がなくなる。さらに、切削チップの形状は、ろう付けによって提供される保持に加えて切削インサートの本体内の機械的保持を可能にする。
【００５０】
本発明の原理に従って形成された切削チップは、超硬質材料が従来の技術によって容易に達成可能な脚長（例えば２〜３ｍｍ以上）よりも大きな脚長を有する切削チップの形成を容易にする。脚長の増大は、被加工物を機械加工するために利用可能なより多くの超硬質材料を提供し、これによって、切削チップの有効寿命の長さを延ばす。さらに、本発明の切削チップの超硬質材料は切削チップの頂面から底面に延び、これによって、頂面の第１の刃先面、及び切削インサートを表裏反転することによってアクセスできる切削チップの底面の第２の切削エッジ面が提供される。
【００５１】
追加の利点は、当業者には明らかであろう。本発明の説明した実施形態は、制限的というよりも例示的であると意図され、本発明のすべての可能な実施形態を表すものと意図されない。文字通りにかつ法律によって認識された等価物により、次の特許請求の範囲に規定されるような本発明の精神と範囲から逸脱することなく、開示した実施形態に様々な修正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の原理に従って構成されたブランク又はプレフォームの平面図である。
【図２】図１のブランクの平面図であるが、ブランクのポケットは超硬質材料で充填されており、またポケットから複数の切削チップを除去するための切削線が示されている。
【図３】本発明の原理に従って形成された切削チップの形状の詳細を示した平面図である。
【図４】本発明の原理に従って形成された様々な切削チップの平面図である。
【図５】本発明に従って形成された切削インサート本体の平面図である。
【図６】本発明に従って形成された割り出し可能な切削インサートの平面図である。
【図７】本発明に従って形成された他の形態の割り出し可能な切削インサートの平面図である。
【図８】本発明に従って形成された切削インサートと、従来の切削インサートとを比較した画像である。
【図９Ａ】本発明に従って形成されたねじ切りインサートの平面図である。
【図９Ｂ】本発明に従って形成されたねじフライスインサートの平面図である。
【図１０Ａ】本発明に従って形成された他の種類のねじ切りインサートの平面図である。
【図１０Ｂ】本発明に従って形成された他の種類のねじ切りインサートの平面図である。
【図１１Ａ】本発明に従って形成された他のインサートの平面図である。
【図１１Ｂ】本発明に従って形成された他のインサートの平面図である。
【図１１Ｃ】本発明に従って形成された他のインサートの平面図である。
【図１１Ｄ】本発明に従って形成された他のインサートの平面図である。
【図１１Ｅ】本発明に従って形成された他のインサートの平面図である。
【図１２Ａ】本発明に従って形成されたドリルの側断面図及び平面図である。
【図１２Ｂ】本発明に従って形成されたドリルの側断面図及び平面図である。
【図１３Ａ】本発明に従って形成されたドリル構造の側断面図である。
【図１３Ｂ】本発明に従って形成されたドリル構造の側断面図である。
【図１３Ｃ】本発明に従って形成されたドリル構造の側断面図である。
【図１４】本発明に従って形成された内面旋削用に使用できるインサートの図である。
【図１５Ａ】本発明に従って形成された溝入れ工具の側面図及び平面図である。
【図１５Ｂ】本発明に従って形成されたボーリング工具の側面図及び平面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【国際調査報告】
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