(57)【要約】三次元ユークリッド空間の第一、第二および第三の軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）のそれぞれの周りに１８０°の回転対称性を有する割出し可能なミーリングまたは穿孔インサート（１４、１１４、２１４）。インサートは、対向する第一および第二の主面（１８、２０）と、それらの間に延在する周面（２２）とを有する。各主面は、主当接面（３３）および少なくとも２つのすくい面（５８）を有する。インサートは、第三の軸（Ｚ）に沿って延在し、主面に開口する貫通クランプ穴（２８）を有する。周面は、２つの対向する側面（３４）に接続された２つの対向する前面（３６）を有する。各前面は、一対の外方当接面（４４）を有し、各側面（３４）は、一対の少なくとも部分的に平坦な内方当接面（４０）を有する。一対の外方当接面は、第三の軸から離れて外方に収束し、一対の内方当接面は、第三の軸に向かって内方に収束する。【選択図】図２
2021504154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高送りまたは穿孔作業のために構成された両面割出し可能なインサート（１４、１１４、２１４）であって、前記インサート（１４、１１４、２１４）は、三次元ユークリッド空間の長手方向の第一の軸（Ｘ）、横方向の第二の軸（Ｙ）、および上下方向の第三の軸（Ｚ）のそれぞれの周りに１８０°の回転対称性を有し、前記インサート（１４、１１４、２１４）は、
対向する第一および第二の主面（１８、２０）と、それらの間に延在する周面（２２）であって、前記第一および第二の主面（１８、２０）のそれぞれが主当接面（３３）および少なくとも２つのすくい面（５８）を備える、周面（２２）と、
前記第三の軸（Ｚ）に沿って延在し、前記第一および第二の主面（１８、２０）に開口する貫通クランプ穴（２８）と、
を備え、
前記周面（２２）は、
それぞれが一対の外方当接面（４４）を備える２つの対向する前面（３６）と、
それぞれが前記２つの前面（３６）の間に延在する２つの対向する側面（３４）であって、各側面（３４）が少なくとも部分的に平坦な一対の内方当接面（４０）を備える、側面（３４）と、
を備え、
各対の外方当接面（４４）は、前記第三の軸（Ｚ）から離れて外方に収束し、各対の内方当接面（４０）は、前記第三の軸（Ｚ）に向かって内方に収束する、両面割出し可能なインサート（１４、１１４、２１４）。
【請求項２】
前記収束は、少なくとも前記第一および第二の軸（Ｘ、Ｙ）によって画定される中央の第三の平面（ＸＹ）で取られた断面において生じる、請求項１に記載のインサート（１４、１１４、２１４）。
【請求項３】
各側面（３４）において、前記内方当接面（４０）が最大表面である、請求項１または２に記載のインサート（１４、１１４、２１４）。
【請求項４】
前記第一および第二の軸（Ｘ、Ｙ）によって画定される中央の第三の平面（ＸＹ）に沿った断面において、各側面（３４）上の前記内方当接面（４０）は、前記各側面（３４）上の任意の他の線よりも長い直線を形成する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のインサート（１４、１１４、２１４）。
【請求項５】
各前面（３６）において、前記外方当接面（４４）が最大表面である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のインサート（１４、１１４、２１４）。
【請求項６】
各前面（３６）は、前記外方当接面（４４）の間に延在し、前記第一および第三の軸（Ｘ、Ｚ）によって画定される長手方向の第二の平面（ＸＺ）と交差し、前記外方当接面（４４）のそれぞれよりも小さい面積を有する前部中間面（４６）をさらに備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載のインサート（１４、１１４、２１４）。
【請求項７】
前記前部中間面（４６）は、外向きに凸状に湾曲している、請求項６に記載のインサート（１４、１１４、２１４）。
【請求項８】
各側面（３４）は、前記内方当接面（４０）の間に延在し、前記第二および第三の軸（Ｙ、Ｚ）によって画定される横方向の第一の平面（ＹＺ）と交差し、前記内方当接面（４４）のそれぞれよりも小さい面積を有する、側部中間面（４２）をさらに備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載のインサート（１４、１１４、２１４）。
【請求項９】
前記側部中間面（４２）は、外向きに凹状に湾曲している、請求項８に記載のインサート（１４、１１４、２１４）。
【請求項１０】
前記側部中間面（４２）は、切削工具（１０）のポケット（１６、１１６、２１６）に当接するように構成されていない、請求項８に記載のインサート（１４、１１４、２１４）。
【請求項１１】
切削工具（１０）のポケット（１６、１１６、２１６）に当接するように構成された前記周面（２２）上にある表面は、前記内方当接面（４０）および前記外方当接面（４４）のみである、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のインサート（１４、１１４、２１４）。
【請求項１２】
前記インサート（１４、１１４、２１４）は、ネガティブインサートであり、前記周面（２２）は、前記上下方向の第三の軸（Ｚ）に平行である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のインサート（１４、１１４、２１４）。
【請求項１３】
前記インサート（１４、１１４、２１４）は、ネガティブインサートであり、前記内方および外方当接面（４０、４４）は、前記上下方向の第三の軸（Ｚ）に平行である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のインサート（１４、１１４、２１４）。
【請求項１４】
前記第一および第二の軸（Ｘ、Ｙ）によって規定される中央の第三の平面（ＸＹ）に沿った断面において、前記内方当接面（４０）が、前記外方当接面（４４）の収束方向に垂直な方向に収束する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のインサート（１４、１１４、２１４）。
【請求項１５】
前面（３６）上の各対の外方当接面（４４）は、前記第二の軸（Ｙ）に沿って外方に収束する、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のインサート（１４、１１４、２１４）。
【請求項１６】
側面（３４）上の各対の内方当接面（４０）は、前記第一の軸（Ｘ）に沿って内方に収束する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のインサート（１４、１１４、２１４）。
【請求項１７】
前記インサート（１４、１１４、２１４）は、４つの切削部分（３０）をさらに備え、そのそれぞれが、
第一のコーナー切れ刃（４８）と、
第二のコーナー切れ刃（５４）と、
前記第一と第二のコーナー切れ刃（４８、５４）との間に延在する主切れ刃（５０）と、
を備える、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のインサート（１４、１１４、２１４）。
【請求項１８】
各切削部分（３０）が、前記第二のコーナー切れ刃（５４）から延在する傾斜切れ刃（５２）をさらに備える、請求項１７に記載のインサート（１４、１１４、２１４）。
【請求項１９】
前記第一および第二の主面（１８、２０）のいずれかの前記上下方向の第三の軸（Ｚ）に沿った図において、前記主切れ刃（５０）に接する直線が、前記横方向の第二の軸（Ｙ）と、９°〜２３°の範囲の鋭角のリード角（β）を形成する、請求項１７に記載のインサート（１４、１１４、２１４）。
【請求項２０】
少なくとも前記第一および第二の軸（Ｘ、Ｙ）によって画定される中央の第三の平面（ＸＹ）に沿った断面において、各外方当接面（４４）は、真っ直ぐであり、前記断面の対角線上に対向する象限に位置する内方当接面（４０）と内部当接角（α）を形成し、
前記当接角（α）は８０°〜９５°の範囲である、請求項１〜１９のいずれか一項に記載のインサート（１４、１１４、２１４）。
【請求項２１】
前記横方向の第二の軸（Ｙ）に平行な方向において、前記インサートは、その最も内側の部分で最小幅Ｗ１を有し、その最も外側の部分で最大幅Ｗ２を有し、
幅比Ｒ１＝Ｗ１／Ｗ２が１．１５〜１．４の範囲である、請求項１〜２０のいずれか一項に記載のインサート（１４、１１４、２１４）。
【請求項２２】
前記第一および第二の軸（Ｘ、Ｙ）によって画定される中央の第三の平面（ＸＹ）に沿った断面において、前記インサートは、前記長手方向の第一の軸（Ｘ）に平行な方向に測定される最大インサート長さＬを有し、
前記中央の第三の平面（ＸＹ）に沿った前記断面において、各内方当接面（４０）は、内方当接長さＩを有し、
長さ比Ｒ２＝Ｉ／Ｌは、０．１３〜０．４の範囲である、請求項１〜２１のいずれか一項に記載のインサート（１４、１１４、２１４）。
【請求項２３】
前記長手方向の第三の軸（Ｚ）に沿った図で、前記インサートは、前記長手方向の第一の軸（Ｘ）に平行な方向において、前記インサートの端部間に画定される最大インサート長さＬを有し、
前記第一および第二の軸（Ｘ、Ｙ）によって画定される中央の第三の平面（ＸＹ）に沿った断面において、各内方当接面（４０）は、内方当接長さＩを有し、
長さ比Ｒ２＝Ｉ／Ｌは、０．１３〜０．４の範囲である、請求項１〜２２のいずれか一項に記載のインサート（１４、１１４、２１４）。
【請求項２４】
長手方向回転軸（Ａ）を有し、
工具本体（１２、１１２、２１２）と、
前記工具本体（１２、１１２、２１２）に固定された請求項１〜２３のいずれか一項に記載の切削インサート（１４、１１４、２１４）と、を備える、高送りまたは穿孔工具（１０、２１０）。
【請求項２５】
前記工具本体（１２、１１２、２１２）が、
ベース当接面（７２）と、
前記ベース当接面（７２）から横断方向に離れて延在する第一および第二の当接壁（７４、７６）と、
前記ベース当接面（７２）に開口するポケットクランプ穴（７８）と、
を備える半径方向ポケット（１６、１１６、２１６）を有し、
前記ベース当接面（７２）に平行に取られた前記半径方向ポケット（１６、１１６、２１６）の断面において、前記第一および第二の当接壁（７４、７６）にそれぞれ接する２つの直線が、それらの間に当接角（α）を形成し、前記当接角（α）が８０°〜９５°の範囲である、請求項２４に記載の高送りまたは穿孔工具（１０、２１０）。
【請求項２６】
前記インサートの主当接面（３３）の一方は、前記ポケットのベース当接面（７２）に当接し、
前記側面（３４）の一方上の第一の内方当接面（４０）は、前記ポケットの第一の当接壁（７４）に当接し、
前記前面（３６）の一方上の第一の外方当接面（４４）は、前記ポケットの第二の当接壁（７６）に当接し、
前記側面（３４）の前記一方上の第二の内方当接面（４０）と、前記前面（３６）の前記一方上の第二の外方当接面（４４）とが、前記ポケットの第一の当接壁（７４）と前記ポケットの第二の当接壁（７６）との間で、前記ポケット内に配置され、
前記インサートは、前記インサートの貫通クランプ穴（２８）を通ってポケットクランプ穴（７８）の中に入るインサートファスナ（８０）によって、前記ポケットのベース当接面（７２）に固定される、請求項２５に記載の高送りまたは穿孔工具（１０、２１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願の主題は、ミーリング工具または穿孔工具に関する。具体的には、固定部材を介してインサートを固定するために、貫通クランプ穴を含み、半径方向で両面割出し可能な高送りまたは穿孔インサートに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、４つの切削部分を含む両面割出し可能な高速インサートまたは高送りインサートを開示している。インサートは、対向する主面と、その間に延在する周面とを有する。周面は、クランプ穴の両側に位置する正確に２つの大きな平行な側部当接面を含む。また、インサートは、２対の前部当接面を有し、各対は、クランプ穴から離れて外方に収束する。各切削部分は、側部当接面によって規定されるインサートの最大幅に近く延在する。このいわゆるスリムに設計されたインサートを、本明細書では「無翼高送りインサート」と呼ぶ。
【０００３】
特許文献２は、同様の両面割出し可能な高送りインサートを開示しているが、本発明の文脈において、上述の無翼インサートよりも改良された設計を有する。具体的には、特許文献２のインサートは、切削部分において、インサートの側面から外側に突出する延長部／翼部、または拡大切れ刃部分を有し、同じリード角を維持しながら切れ刃の長さを長くしている。これにより、少なくとも切削深さが深くなり、傾斜角が大きくなる。このインサートは、本明細書では「有翼高送りインサート」と呼ばれる。それにもかかわらず、この設計は、２つの平行な直線状側部当接面を維持し、したがって、切削部分の間で、インサートは、狭い部分を有し、この狭い部分が、インサートの長手方向全長の主要部分にわたって延在またはスパンしている。さらに、前記利点を、有翼延長部で望まれない破損とバランスさせるために、それらの長さは最適化されなければならず、比較的最小限でなければならない。
【０００４】
図１Ａ〜図１Ｃに注目すると、これらの図面は、同じスケールで描かれた、当分野のインサートの一種の「形状の進化」を示す。図１Ａは、従来技術の「無翼」インサート形状を示し、これは、特許文献１によって開示されたインサート形状に類似している。図１Ｂは、従来技術の「有翼」インサート形状を示し、これは、特許文献２によって開示されたインサート形状に類似している。図１Ｃは、本出願の主題によって、本明細書で「テーパ状ウエスト」を有するインサート形状と呼ばれるものを示す。
【０００５】
本発明のいわゆる「テーパ状ウエスト」を有して成形されたインサート形状は、前述の欠点を克服し、工具／インサート余命、同じリード角での切削深さ、プランジ深さ、工具傾斜角、およびポケット内での当接安定性に関して、従来技術の有翼および無翼インサート形状よりも優れ、より堅牢なインサートを提供する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許公開第８６９６２６３号
【特許文献２】米国特許公開第８９５０９８４号
【発明の概要】
【０００７】
本出願の主題の第一の態様によれば、高送りまたは穿孔作業のために構成された両面割出し可能なインサートが提供され、このインサートは、三次元ユークリッド空間の第一、第二、および第三の軸のそれぞれの周りに１８０°の回転対称性を有し、このインサートは、
対向する第一および第二の主面と、それらの間に延在する周面であって、第一および第二の主面のそれぞれが主当接面および少なくとも２つのすくい面を備える、周面と、
第三の軸に沿って延在し、第一および第二の主面に開口する貫通クランプ穴と、
を備え、周面は、
それぞれが一対の外方当接面を備える２つの対向する前面と、
それぞれが２つの前面の間に延在する２つの対向する側面であって、各側面が少なくとも部分的に平坦な一対の内方当接面を備える、側面と、
を備え、
各対の外方当接面は、第三の軸から離れて外方に収束し、各対の内方当接面は、第三の軸に向かって内方に収束する。
【０００８】
本出願の主題の第二の態様によれば、切削インサートを固定するように構成された半径方向ポケットを備える高送りまたは穿孔工具本体が提供され、半径方向ポケットは、
ベース当接面と、
ベース当接面から横断方向に離れて延在する第一および第二の当接壁と、
ベース当接面に開口するポケットクランプ穴と、
インサートファスナと、
を備え、
ベース当接面に平行に取られたポケットの断面において、第一および第二の当接壁にそれぞれ接する２つの直線が、それらの間に当接角を形成し、当接角が８０°〜９５°の範囲である。
【０００９】
本出願の主題の第三の態様によれば、ミーリングおよび穿孔作業の両方のために設計された両面割出し可能なインサートが提供され、このインサートは、
長手方向の第一の軸と、長手方向の第一の軸に垂直な横方向の第二の軸と、長手方向の第一の軸および横方向の第二の軸の両方に垂直な上下方向の第三の軸と、インサートが３つの軸のそれぞれの周りに１８０°の回転対称性を有する、第一、第二および第三の軸と、
横方向の第二の軸および上下方向の第三の軸によって画定される横方向の第一の平面と、長手方向の第一の軸および上下方向の第三の軸によって画定される長手方向の第二の平面と、長手方向の第一の軸および横方向の第二の軸によって画定される中央の第三の平面と、
中央の第三の平面の両側に位置する第一および第二の主面であって、第一および第二の主面のそれぞれが主当接面および少なくとも２つのすくい面を備える、第一および第二の主面と、
第一の主面と第二の主面との間に延在する周面と、
上下方向の第三の軸に沿って延在し、第一および第二の主面に開口する貫通クランプ穴と、
を備え、
周面は、
横方向の第一の平面の両側に形成された２つの前面であって、各前面が、インサートの外向き方向において、長手方向の第二の平面に向かって収束する一対の外方当接面を備える、２つの前面と、
長手方向の第二の平面の両側に形成された２つの側面であって、各側面が、インサートの内向き方向において、横方向の第一の平面に向かって収束する一対の少なくとも部分的に平坦な内方当接面を備え、それによって、上下方向の第三の軸に沿ったインサートの図において、テーパ状ウエストをインサートに提供する、２つの側面と、
を備える。
【００１０】
以下の特徴のいずれも、単独で、または組み合わせて、本出願の主題の上記態様のいずれかに適用可能であり得る。
【００１１】
前記収束は、少なくとも、第一および第二の軸によって画定される中央の第三の平面に沿った断面において生じ得る。
【００１２】
各側面において、内方当接面は、最大の面とすることができる。
【００１３】
第三の平面に沿って取られた断面で、各側面において、内方当接面は、前記各側面上の他の線よりも長い直線を形成する。
【００１４】
各前面において、外方当接面は、最大表面とすることができる。
【００１５】
各前面は、外方当接面の間に延在し、第二の平面によって交差され、外方当接面のそれぞれよりも小さい面積を有することのできる前部中間面をさらに含む。
【００１６】
前部中間面は、外向きに凸状に湾曲させることができる。
【００１７】
各側面は、内方当接面の間に延在し、外方当接面のそれぞれよりも小さい面積を有することのできる側部中間面をさらに含む。
【００１８】
側部中間面は、外向きに凹状に湾曲させることができる。
【００１９】
周面において、内方当接面および外方当接面のみが、切削工具のポケット内の対応する面と当接して、係合するように構成される。
【００２０】
側部中間面は、切削工具のポケットに当接するようには構成されていない。
【００２１】
切削工具のポケットに当接するように構成された周面上の表面は、内方当接面および外方当接面のみである。
【００２２】
インサートは、ネガティブインサートとすることができ、周面は、第三の軸に平行にすることができる。
【００２３】
インサートは、ネガティブインサートとすることができ、内方当接面および外方当接面は、第三の軸に平行にすることができる。
【００２４】
第三の平面に沿って取られた断面では、内方当接面は、外方当接面の収束方向に垂直な方向に収束する。
【００２５】
各対の外方当接面は、第二の軸に沿って外方に収束する。
【００２６】
各対の内方当接面は、第一の軸に沿って内方に収束する。
【００２７】
インサートは、４つの切削部分をさらに含むことができ、そのそれぞれは、
第一のコーナー切れ刃と、
第二のコーナー切れ刃と、
第一および第二のコーナー切れ刃の間に延在する主切れ刃と、
を含むことができる。
【００２８】
各切削部分は、第二のコーナー切れ刃から延在する傾斜切れ刃をさらに備える。
【００２９】
第一および第二の主面のいずれかの第三の軸に沿った図において、主切れ刃に接する直線は、第二の軸とともに、９°〜２３°の範囲の鋭角のリード角を形成する。
【００３０】
少なくとも中央の第三の平面に沿った断面において、直線は、外方当接面に接し、第三の平面の対角線上に対向する象限に位置する内方当接面と内部当接角を形成し、当接角は、８０°〜９５°の範囲である。
【００３１】
第二の軸に平行な方向で、最小幅Ｗ１と最大幅Ｗ２が、それぞれインサートの最も内側部分の間と、最も外側部分との間に定義され、幅比Ｒ１＝Ｗ１／Ｗ２は、１．１５〜１．４の範囲である。
【００３２】
最大インサート長さＬは、第一の軸に平行な方向でインサートの端部間で測定され、内方当接面の内方当接長さＩは、第三の平面に沿って画定され、長さ比Ｒ２は、内方当接長さＩと最大インサート長さＬとの間で画定され、長さ比Ｒ２＝Ｉ／Ｌは、０．１３〜０．４の範囲である。
【００３３】
上下方向の第三の軸に沿った図では、最大インサート長さＬは、長手方向の第一の軸に平行な方向のインサートの端部間で画定され、内方当接長さＩは、第一および第二の軸によって画定される中央の第三の平面に沿った断面で測定される内方当接面長さとして画定され、長さ比Ｒ２は、内方当接長さＩと最大インサート長さＬとの間で画定され、長さ比Ｒ２＝Ｉ／Ｌは、０．１３〜０．４の範囲である。
【００３４】
インサートの主当接面の１つは、ポケットのベース当接面に当接し、
側面の一方上の第一の内方当接面は、ポケットの第一の当接壁に当接し、
前面の一方上の第一の外方当接面は、ポケットの第二の当接壁に当接し、
側面の前記一方上の第二の内方当接面と、前面の前記一方上の第二の外方当接面とが、ポケットの第一の当接壁とポケットの第二の当接壁との間で、ポケット内に配置され、
インサートは、インサートの貫通クランプ穴を通ってポケットクランプ穴の中に入るインサートファスナによって、ポケットのベース当接面に固定される。
【００３５】
本出願の主題をより良く理解し、それが実際にどのように実行され得るかを示すために、ここで、添付の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１Ａ】従来技術の「無翼」高送りインサートの平面図である。
【図１Ｂ】従来技術の「有翼で真っ直ぐなウエスト」を有する高送りインサートの平面図である。
【図１Ｃ】本発明の一実施形態による「テーパ状ウエスト」を有する高送りインサートの平面図である。
【図２】両面割出し可能な切削インサートの第一の実施形態の等角図である。
【図３】三次元ユークリッド軸系の第二の軸に沿った図１のインサートの正面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿ったインサートの断面図である。
【図５】三次元ユークリッド軸系の第一の軸に沿った図１のインサートの側面図である。
【図６】三次元ユークリッド軸系の第三の軸に沿った図１のインサートの主面の平面図である。
【図７】図１のインサートを内部のポケットに固定した高送りミーリング工具の等角図である。
【図８】インサートを取り外した図６のミーリング工具の等角図である。
【図９】図６のミーリング工具の回転軸に沿った底面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿ったミーリング工具の断面図である。
【図１１】図６のミーリング工具の回転軸に垂直な側面図である。
【図１２】第二の実施形態によるインサートを有する穿孔工具の側面図であり、内部穿孔ポケット内に固定されたインサートを示す。
【図１３】図１１の穿孔工具の別の側面図であり、外部穿孔ポケット内に固定されたインサートを示す。
【図１４】図１１の穿孔工具の回転軸に沿った底面図である。
【図１５】図１３のＸＶ−ＸＶ線に沿った穿孔工具の断面図である。
【図１６】同じ直径およびポケット数を有し、それぞれが異なるインサート形状を有する３つの高送りミーリング工具の加工試験結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
さらに適切であると考えられる場合、参照番号は対応または類似する要素を示すために図面の間で繰り返され得る。
【００３８】
以下の説明では、本出願の主題の様々な態様を説明する。説明の目的のために、特定の構成および詳細は、本出願の主題の完全な理解を提供するために十分に詳細に記載される。しかしながら、本出願の主題は、本明細書内の特定の構成および詳細なしに実施できることも当業者には明らかであろう。
【００３９】
図２および図７に注目する。高送りまたは穿孔切削工具１０は、工具本体１２と、工具本体１２のポケット１６内に固定された少なくとも１つの半径方向に両面割出し可能でテーパ状ウエストを有する切削インサート１４とを含む。ポケット１６は、半径方向を向いたポケット、すなわち半径方向ポケット１６として、当分野で知られているものである。切削工具１０は、中央の長手方向回転軸Ａを有し、それを中心として、機械加工作業中に回転する。
【００４０】
切削インサート１４は、典型的には、超硬合金のような極めて硬質で耐摩耗性の材料から、バインダー内で炭化物粉末を成形プレスし、焼結することによって作られる。また、超硬合金は、例えば、炭化タングステンであってもよい。切削インサート１４は、コーティングされていても、コーティングされていなくてもよい。
【００４１】
図２〜図６に注目する。インサート１４は、三次元ユークリッド空間の第一、第二、および第三の軸Ｘ、Ｙ、Ｚのそれぞれの周りで１８０°の回転対称性を有する。図２に見られるように、Ｘ軸は、インサートの長さ寸法に沿って延在し、それによって、長手方向の第一の軸Ｘとして機能する。一方、Ｙ軸は、インサートの幅（または「ウエスト」）寸法に沿って延在し、それによって、横方向の第二の軸Ｙとして機能する。最後に、Ｚ軸は、インサートの高さ寸法に沿って延在し、それによって、上下方向の第三の軸Ｚとして機能する。インサート１４は、第二および第三の軸Ｙ、Ｚによって画定される横方向の第一の平面ＹＺと、第一および第三の軸Ｘ、Ｚによって画定される長手方向の第二の平面ＸＺと、第一および第二の軸Ｘ、Ｙによって画定される中央の第三の平面ＸＹとを有する。インサート１４は、各軸の周りに１８０°の回転対称性を有する。さらに、本実施形態によれば、インサートは、第一、第二、および第三の平面の３つすべてについて、鏡面対称性がない。
【００４２】
本文脈では、「回転対称性」は、以下でさらに開示されるように、少なくともインサート１４の切れ刃および／または表面などの作動的／機能的機械加工形状に関連することに留意されたい。例えば、切れ刃表示／マーキング番号のようないくつかの機能的特徴は、前記回転対称性に含まれない。さらに、対称性には、例えば、インサート１４の着色などの非機能的特徴を含まないし、あるいは関連しない。
【００４３】
インサート１４は、同一の第一および第二の主面１８、２０と、それらの間に延在する周面２２とを有する。中央の第三の平面ＸＹは、第一の主面１８と第二の主面２０との間の中間にあり、それにほぼ平行である。第一および第二の主面１８、２０のそれぞれは、第一および第二の端部２４、２６で、それぞれ周面２２に合致する。インサート１４は、第三の軸Ｚを中心とする貫通クランプ穴２８を含む。クランプ穴２８は、第一および第二の主面１８，２０に開口し、中央の第三の平面ＸＹに対して垂直とすることができる。
【００４４】
インサート１４の構造（具体的には、周面２２上の当接面の形状）は、後述するように、穿孔および高送りミーリングの両方の機械加工作業に適している。
【００４５】
第一および第二の主面１８、２０のそれぞれは、２つの作動／切削部分３０を含むことができる。所与の主面１８，２０上の２つの切削部分３０は、横方向の第一の平面ＹＺの両側に位置し、各切削部分３０は長手方向の第二の平面ＸＺの両側に延在する。第一および第二の主面１８、２０のそれぞれは、長手方向の第二の平面ＸＺの対向する側面に位置する２つの非切削部分または非作動部分３２をさらに含む。各主面１８、２０は、２つの切削部分３０の間にも、２つの非作動部分３２の間にも位置する少なくとも部分的に平坦な主当接面３３をさらに含む。クランプ穴２８は、好ましくは、両方の主当接面３３に開口する。
【００４６】
周面２２は、２つの同一で対向する側面３４と、２つの同一で対向する前面３６とを含み、それらのそれぞれは、２つの側面３４の間に延在する。２つの前面３６は、横方向の第一の平面ＹＺの両側に形成され、各前面３６は、インサートの外向き方向において、長手方向の第二の平面ＸＺに向かって収束する一対の外方当接面４４を備える。２つの側面３４は、長手方向の第二の平面ＸＺの両側に形成され、各側面３４は、インサートの内向き方向において、横方向の第一の平面ＹＺに向かって収束する一対の少なくとも部分的に平坦な内方当接面４０を備え、それによって、上下方向の第三の軸Ｚに沿ったインサートの図において、テーパ状ウエストをインサートに提供する。
【００４７】
各側面３４は、コーナー中間面３８を介して前面３６に接続されている。コーナー中間面３８は、前面３６または側面３４のいずれよりも小さいことが好ましい。２つの側面３４は、長手方向の第二の平面ＸＺの両側に位置している。２つの前面３６は、横方向の第一の平面ＹＺの両側に位置している。
【００４８】
図２〜図６に注目する。各側面３４は、２つの同一の内方当接面４０を含む。本実施形態によれば、少なくとも中央の第三の平面ＸＹに沿った断面において、また、図４に見られるように、各対の隣接する内方当接面４０は、第三の軸Ｚに向かって、インサートの内向き方向に収束する。言い換えれば、各対の隣接する内方当接面４０は、横方向の第一の平面ＹＺに向かって収束し、それによって、テーパ状ウエストとなる。本実施形態によれば、インサート１４は、いわゆるネガティブインサートであり、したがって、この収束は、第一および第二の主面１８、２０のいずれの平面図からも見ることができる。（少なくとも図１Ｃ、図４および図６に見られるように）このようなテーパ状ウエストを有するインサートにおける内向きの収束によって、当分野で以前に知られていたインサートと比較して、より堅牢で優れた設計が可能になる。しかしながら、当分野の無翼インサート、または小さな有翼インサートと比較して、この形状は、質量、体積が増加し、おそらく製造コストが高くなるという欠点がある。さらに、この収束によって、以下でさらに説明するように、好ましい当接角の範囲が可能になる。内方当接面４０は、少なくとも部分的に平坦である。本実施形態によれば、図４に示すように、内方当接面４０は、少なくとも中央の第三の平面ＸＹにおいて平坦であり、これにより、中央の第三の平面ＸＹに沿った断面において直線を形成する。
【００４９】
各側面３４は、内方当接面４０の間に延在する側部中間面４２を含む。側部中間面４２は、図４の中央の第三の平面ＸＹに沿った断面に見られるように、凹状に湾曲した形状を有することができる。側部中間面４２は、当接するのに適しておらず、また、当接するように構成されていない。本実施例によれば、側面３４における適切な当接および当接用空間を提供するために、側部中間面４２は、中央の第三の平面ＸＹに沿った断面において、面積サイズまたは長さのいずれかに関して、内方当接面４０よりも小さいことが好ましい。また、本実施例によれば、少なくとも中央の第三の平面ＸＹに沿った断面において、内方当接面４０は、各側面３４における最大面であることが好ましい。
【００５０】
本実施形態によれば、インサートはネガティブインサートであり、したがって、中央の第三の平面ＸＹにおいて、内方当接長さＩは、各側部中間面４２とコーナー中間面３８との間で容易に測定することができる。同様に、中央の第三の平面ＸＹにおいても、最大インサート長さＬは、第一の軸Ｘに平行な方向におけるインサートの端部間で測定することができる。ほとんどの部分で、最大インサート長さＬは、図１〜図１Ｃに示すように、類似するサイズの高送りインサート、および／または同じクランプ穴径（および同じファスナサイズ）を有する高送りインサートの間で類似している。当接長さ比Ｒ２＝Ｉ／Ｌは、内方当接長さＩと最大インサート長さＬとの間で定義される。当接長さ比Ｒ２＝Ｉ／Ｌは、０．４未満である。当接長さ比Ｒ２＝Ｉ／Ｌは、好ましくは、０．１３〜０．４の範囲である。当接長さ比Ｒ２は、インサートの比率に直接関係し、したがって、収束する内方当接面４０から得られる利点に直接関係する。
【００５１】
図６に注目する。上下方向の第三の軸Ｚに沿った図で、最小インサート幅Ｗ１は、横方向の第二の軸Ｙに平行な方向において、インサート１４、１１４、２１４の最も内向きの部分の間で規定される。さらに、最大インサート幅Ｗ２は、横方向の第二の軸Ｙに平行な方向において、インサート１４、１１４、２１４の最も外向きの部分で規定される。本発明の有利な設計によれば、幅比Ｒ１＝Ｗ２／Ｗ１は、１．１５〜１．４の間の範囲である。この範囲の幅比Ｒｌは、より堅牢で、より広い／より大きな切削部分を促進するのに役立ち、ポケット内でより安定した固定を行う一方で、依然としてコンパクトなままで留まる（最小インサート幅Ｗ１は、同等でないにしても、類似のクランプ穴径および／またはサイズを有する従来技術のインサートと同様である）。
【００５２】
各前面３６は、２つの同一の外方当接面４４を含む。外方当接面４４は、好ましくは、平坦である。少なくとも中央の第三の平面ＸＹに沿った断面において、隣接する各対の外方当接面４４は、外方に、かつ長手方向の第二の平面ＸＺに向かって収束する。言い換えれば、隣接する各対の外方当接面４４は、上下方向の第三の軸Ｚから離れる方向に外方に収束する。本実施形態によれば、インサート１４は、ネガティブインサートであり、したがって、収束は、第一および第二の主面１８、２０のいずれかの平面図（上下方向の第三の軸Ｚに沿った）から見ることができる。
【００５３】
図４および図６に注目する。少なくとも中央の第三の平面ＸＹに沿った断面において、各外方当接面４４は、（図４に見られるように）中央の第三の平面ＸＹの対角線上に対向する象限に位置する内方当接面４０と内部当接角αを形成する。当接角αは、８０°〜９５°の範囲にある。本発明の好ましい実施形態によれば、当接角αは９０°に等しい。本設計に基づくインサート付き切削工具で行った機械加工試験によれば、上記の当接角の範囲は非常に安定であり、これは、図１６の表に示すように工具寿命の伸びに直接結びつけることができることが分かった。
【００５４】
各前面３６は、２つの外方当接面４４の間に延在する前部中間面４６を含むことができる。前部中間面４６は、外向きに凸状に湾曲した形状を有することができる。前部中間面４６は、当接に適していない。前面３６における適切な当接用空間をより大きくするために、前部中間面４６は、好ましくは、面積サイズ、および／または第三の平面ＸＹに沿った断面で測定された長さのいずれかに関して、外方当接面４４よりも小さい。さらに、本実施形態によれば、中央の第三の平面ＸＹに沿った断面において、外方当接面４４は、各前面３６における最大面である。周面２２に沿って進むと、各外方当接面４４は、隣接する外方当接面４４と内方当接面４０との間に位置する。
【００５５】
図２〜図６に注目する。第一の実施形態によれば、インサート１１４は、ミーリングインサート１１４であり、具体的には、高速送りまたは高送りミーリングインサート１１４である。
【００５６】
第一の実施形態によれば、各切削部分３０は、主切れ刃５０に接続された第一のコーナー切れ刃４８と、傾斜切れ刃５２と、主切れ刃５０と傾斜切れ刃５２との間に延在する第二のコーナー切れ刃５４とを含む。横方向の第二の軸Ｙに沿ったインサートの側面図である図３に見られるように、各第一のコーナー切れ刃４８は、上下方向の第三の軸Ｚに沿った方向で、隣接する主当接面３３の上方／向こうで外向きに位置している。さらに、上下方向の第三の軸Ｚ方向において、各第一のコーナー切れ刃４８は、他の切れ刃と比較して、隣接する主当接面３３から最も外向きに位置している。
【００５７】
図４の断面に見られるように、第一および第二の主面１８、２０のいずれかの上下方向の第三の軸Ｚに沿った図において、主切れ刃５０に接する直線（本実施例では、直線は、主切れ刃５０と同一線上にある）は、横方向の第二の軸Ｙと９〜２３°の範囲にある鋭角のリード角βをなす。好ましくは、リード角βは、１６〜１８°の範囲である。さらに好ましくは、リード角βは、１７°である。本リード角βは、インサート形状によってのみ定義されるが、（図１１に示されるように、ワークピースに対して測定された）「真の」リード角は、切削工具１０内のインサート１４の向きに応じて、約１〜３°だけシフトすることができる（この分野で知られているように、反対側の切削部分に逃げを提供する）。
【００５８】
第一の実施形態によれば、各切削部分３０は、第一のコーナーすくい面５６、主すくい面５８、第二のコーナーすくい面６０および傾斜すくい面６２をさらに含む。第一のコーナーすくい面５６は、第一のコーナー切れ刃４８から延在し、主すくい面５８に接続される。主すくい面５８は、主切れ刃５０から延在する。傾斜すくい面６２は、傾斜切れ刃５２から延在する。第二のコーナーすくい面６０は、第二のコーナー切れ刃５４から延在し、主すくい面５８と傾斜すくい面６２との間に延在する。
【００５９】
各切削部分３０に隣接し、かつ「後方」にある周面２２は、各切れ刃のそれぞれの逃げ面、または各切れ刃に関連する逃げ面を含む。第一のコーナー逃げ面６４は、第一のコーナー切れ刃４８から延在し、主逃げ面６６と接続する。主逃げ面６６は、主切れ刃５０から延在する。傾斜逃げ面６８は、傾斜切れ刃５２から延在する。第二のコーナー逃げ面７０は、第二のコーナー切れ刃５４から、主逃げ面６６と傾斜逃げ面６８との間に延在する。
【００６０】
図１２〜図１５に注目する。第二の実施形態によれば、インサート１４は穿孔インサート２１４である。送りインサート１１４の傾斜切れ刃５２、傾斜すくい面６２、および傾斜逃げ面６８の名称は、それぞれ、穿孔インサート２１４を参照して、二次切れ刃５２、二次すくい面６２、および二次逃げ面６８と称される。
【００６１】
図７〜図１１に注目する。第一の実施形態によれば、高送りインサート１１４は、高送りまたはミーリング工具本体１１２の送りポケット１１６内に固定される。ミーリング工具本体１１２は、３つの同一の送りポケット１１６を含むことができる。送りポケット１１６は、回転軸Ａに対して対称に配置されてもよい（すなわち、互いに１２０°だけ回転離間されてもよい）。全ての送りポケット１１６は、回転軸Ａから同じ半径方向距離に配置されてもよい。
【００６２】
各送りポケット１１６は、ベース当接面７２と、第一および第二の当接壁７４、７６とを含む。送りポケットは、ベース当接面７２に開口するポケットクランプ穴７８と、好ましくはポケットクランプ穴７８にねじ込まれたねじであるインサートファスナ８０とをさらに含む。ベース当接面７２は、回転軸Ａを中心とした回転方向Ｒに面している（図９）。当接壁７４、７６は、ベース当接面７２に対して横方向に延在する。本実施例では、インサート１１４、２１４は、ネガティブインサートであり、したがって、当接壁７４、７６は、少なくとも部分的に平坦であり、ベース当接面７２に対して垂直である。
【００６３】
第一の当接壁７４は、回転軸Ａから離れて外側に面している。第二の当接壁７６は、第一の当接壁７４に対して横方向に面している。少なくともベース当接面７２に平行な断面において、第一および第二の当接壁７４、７６は、当接角αと同様の角度を形成する。
【００６４】
再び、図１２〜図１５に注目する。第二の実施形態によれば、穿孔インサート２１４は、穿孔工具２１０の穿孔工具本体２１２の穿孔ポケット２１６内に固定される。穿孔工具本体２１２は、回転軸Ａの両側に位置する２つの穿孔ポケット２１６を含むことができる。穿孔ポケット２１６のうちの一方は、回転軸により近い位置に位置し、本明細書では、内部穿孔ポケット２１６Ａと呼ばれる。他方の穿孔ポケット２１６は、本明細書では、外部穿孔ポケット２１６Ｂと呼ばれる。
【００６５】
各穿孔ポケット２１６は、ベース当接面７２と、第一および第二の当接壁７４、７６とを含む。穿孔ポケット２１６は、ベース当接面７２の外側に開口するポケットクランプ穴７８と、好ましくはポケットクランプ穴７８にねじ込まれたねじであるインサートファスナ８０とをさらに含む。ベース当接面７２は、回転軸Ａを中心とした回転方向Ｒに面している（図１４）。当接壁７４、７６は、ベース当接面７２に対して横方向に延在する。本実施例では、穿孔インサート２１４は、ネガティブインサートであり、したがって、当接壁７４、７６は、少なくとも部分的に平坦であり、ベース当接面７２に対して垂直である。
【００６６】
外部穿孔ポケット２１６Ｂでは、第一の当接壁７４は、回転軸Ａから外側に面している。内部穿孔ポケット２１６Ａでは、第一の当接壁７４は、回転軸Ａに向かって内側に面している。内部および外部穿孔ポケット２１６Ａ、２１６Ｂの両方で、第二の当接壁７６は、第一の当接壁７４に対して横方向に面している。少なくともベース当接面７２に平行な断面（図１５）では、第一および第二の当接壁７４、７６は、製造公差内にあり、当接角αに等しく、同じ範囲を有する角度を形成する。本発明の好ましい実施形態によれば、当接角αは９０°に等しい。
【００６７】
インサートが上記ポケットのいずれかに配置されると、インサートの主当接面３３の１つがポケットのベース当接面７２に当接し、側面３４の一方上の第一の内方当接面４０がポケットの第一の当接壁７４に当接し、前面３６の一方上の第一の外方当接面４４がポケットの第二の当接壁７６に当接する。また、側面３４の前記一方上の第二の内方当接面４０と、前面３６の前記一方上の第二の外方当接面４４とが、ポケット内に位置し、ポケットの第一の当接壁７４とポケットの第二の当接壁７６との間にある。最終的に、インサートがクランプ穴２８を通過してポケットクランプ穴７８に入るインサートファスナ８０によってポケットのベース当接面７２に固定される。
【図１Ａ】
2021504154.tif 000003
【図１Ｂ】
2021504154.tif 000004
【図１Ｃ】
2021504154.tif 000005
【図２】
2021504154.tif 000006
【図３】
2021504154.tif 000007
【図４】
2021504154.tif 000008
【図５】
2021504154.tif 000009
【図６】
2021504154.tif 000010
【図７】
2021504154.tif 000011
【図８】
2021504154.tif 000012
【図９】
2021504154.tif 000013
【図１０】
2021504154.tif 000014
【図１１】
2021504154.tif 000015
【図１２】
2021504154.tif 000016
【図１３】
2021504154.tif 000017
【図１４】
2021504154.tif 000018
【図１５】
2021504154.tif 000019
【図１６】
2021504154.tif 000020
【国際調査報告】
2021504154.tif 000021
2021504154.tif 000022
2021504154.tif 000023