(57)【要約】  クーラントポート（３２）からクーラントを受け取る一体構造切削インサート（４０）は、キャビティ部材（４２）と、キャビティ部材（４２）の第１すくい面（５２）に隣接する第１コア部材（４４）と、キャビティ部材（４２）の第２すくい面（５４）に隣接する第２コア部材（４６）との圧密によって形成される。切削インサート（４０）は、第２すくい面（５４）に隣接しかつクーラントポート（３２）に連通する第５切欠き（２５６）と、第１すくい面（５２）に隣接する第１流体噴霧室との間の流体連通を提供する、第５内部流体通路（３００）を有する。クーラントは、第１流体噴霧室から第１すくい面（５２）に隣接する、隣接する第１切削エッジ（１６０）に向かって噴霧される。【選択図】図１
2012514539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品の組立体であって、前記部品の圧密時に、工作物からの切屑形成および材料除去に用いられる切削インサートを形成し、前記切削インサートがクーラント供給源からクーラントを受け取る、部品の組立体であり、
対向する第１すくい面および第２すくい面ならびに逃げ面と、前記第１すくい面および前記逃げ面の接合部の第１切削エッジとを提供するキャビティ部材であって、
前記第１すくい面にかつ前記第１切削エッジに概して隣接する第１窪みをさらに有し、
前記第１窪みに連通する第１キャビティ溝を有する、キャビティ部材と、
第１コア溝および第１フランジを有する第１コア部材であって、前記部品が組み立てられると、前記第１コア溝が前記第１キャビティ溝に隣接し、前記第１フランジが前記第１窪みに隣接する、第１コア部材と、
第５切欠きを含む第２フランジを有する第２コア部材であって、前記第５切欠き内に開放する第５切欠き溝をさらに有し、前記部品が組み立てられると、前記第５切欠きが前記第２すくい面に隣接し、前記第５切欠き溝が前記第１キャビティ溝に隣接する、第２コア部材と、
を具備し、
前記部品の圧密時、前記キャビティ部材、前記第１コア部材および前記第２コア部材が結合し、それにより、前記第１窪みおよび前記第１フランジが第１流体噴霧室を画定し、前記第１キャビティ溝および前記第１コア溝および前記第５切欠き溝が結合して、前記第２すくい面に隣接する前記第５切欠きから前記第１すくい面に隣接する前記第１流体噴霧室までの流体連通を提供する第５内部流体通路を形成する、部品の組立体。
【請求項２】
前記キャビティ部材が、前記第１すくい面および前記逃げ面の接合部に第２切削エッジを有し、
前記キャビティ部材が、前記第１すくい面にかつ前記第２切削エッジに概して隣接する第２窪みをさらに有し、
前記キャビティ部材が前記第２窪みに連通する第２キャビティ溝を有し、
前記第１コア部材が第２コア溝を有し、前記部品が組み立てられると、前記第２コア溝が前記第２キャビティ溝に隣接し、前記第１フランジが前記第２窪みに隣接し、
前記第２コア部材の前記第２フランジが第６切欠きを有し、前記第２コア部材が前記第６切欠き内に開放する第６切欠き溝を有し、
前記部品が組み立てられると、前記第６切欠きが前記第２すくい面に隣接し、前記第６切欠き溝が前記第２キャビティ溝に隣接し、
前記部品の圧密時、前記キャビティ部材、前記第１コア部材および前記第２コア部材が結合し、それにより、前記第２窪みおよび前記第２フランジが第２流体噴霧室を画定し、前記第２キャビティ溝および前記第２コア溝および前記第６切欠き溝が結合して、前記第２すくい面に隣接する前記第６切欠きから前記第１すくい面に隣接する前記第２流体噴霧室までの流体連通を提供する第６内部流体通路を形成する、請求項１に記載の部品の組立体。
【請求項３】
前記キャビティ部材が、前記第２すくい面および前記逃げ面の接合部に第５切削エッジを有し、
前記第２すくい面にかつ前記第５切削エッジに概して隣接する第５窪みをさらに有し、
前記キャビティ部材が、前記第５窪みに連通する第５キャビティ溝を有し、
前記第２コア部材が第５コア溝を有し、前記部品が組み立てられると、前記第５コア溝が前記第５キャビティ溝に隣接し、前記第２フランジが前記第５窪みに隣接し、
前記第１フランジが第１切欠きを有し、前記部品が組み立てられると、前記第１切欠きが前記第１すくい面に隣接し、
前記第１コア部材が、前記第１切欠き内に開放する第１切欠き溝を有し、
前記部品が組み立てられると、前記第１切欠き溝が前記第５キャビティ溝に隣接し、
前記部品の圧密時、前記キャビティ部材、前記第１コア部材および前記第２コア部材が結合し、それにより、前記第５窪みおよび前記第２フランジが第５流体噴霧室を画定し、前記第５キャビティ溝および前記第５コア溝および前記第１切欠き溝が結合して、前記第１すくい面に隣接する前記第１切欠きから前記第２すくい面に隣接する前記第５流体噴霧室までの流体連通を提供する第１内部流体通路を形成する、請求項２に記載の部品の組立体。
【請求項４】
前記キャビティ部材が、前記第１すくい面および前記逃げ面の接合部に第３切削エッジを有し、
前記キャビティ部材が、前記第１すくい面にかつ前記第３切削エッジに概して隣接する第３窪みをさらに有し、
前記キャビティ部材が、前記第３窪みに連通する第３キャビティ溝を有し、
前記第１コア部材が第３コア溝を有し、前記部品が組み立てられると、前記第３コア溝が前記第３キャビティ溝に隣接し、前記第１フランジが前記第３窪みに隣接し、
前記第２コア部材の前記第２フランジが第７切欠きを有し、前記第２コア部材が前記第７切欠き内に開放する第７切欠き溝を有し、
前記部品が組み立てられると、前記第７切欠きが前記第２すくい面に隣接し、前記第７切欠き溝が前記第３キャビティ溝に隣接し、
前記部品の圧密時、前記キャビティ部材、前記第１コア部材および前記第２コア部材が結合し、それにより、前記第３窪みおよび前記第１フランジが第３流体噴霧室を画定し、前記第３キャビティ溝および前記第３コア溝および前記第７切欠き溝が結合して、前記第２すくい面に隣接する前記第７切欠きから前記第１すくい面に隣接する前記第３流体噴霧室までの流体連通を提供する第７内部流体通路を形成する、請求項２に記載の部品の組立体。
【請求項５】
前記キャビティ部材が、前記第１すくい面および前記逃げ面の接合部に第４切削エッジを有し、
前記キャビティ部材が、前記第１すくい面にかつ前記第４切削エッジに概して隣接する第４窪みをさらに有し、
前記キャビティ部材が、前記第４窪みに連通する第４キャビティ溝を有し、
前記第１コア部材が第４コア溝を有し、前記部品が組み立てられると、前記第４コア溝が前記第４キャビティ溝に隣接し、前記第１フランジが前記第４窪みに隣接し、
前記第２フランジが第８切欠きを有し、前記第２コア部材が前記第８切欠き内に開放する第８切欠き溝を有し、
前記部品が組み立てられると、前記第８切欠きが前記第２すくい面に隣接し、前記第８切欠き溝が前記第４キャビティ溝に隣接し、
前記部品の圧密時、前記キャビティ部材、前記第１コア部材および前記第２コア部材が結合し、それにより、前記第４窪みおよび前記第１フランジが第４流体噴霧室を画定し、前記第４キャビティ溝および前記第４コア溝および前記第８切欠き溝が結合して、前記第２すくい面に隣接する前記第８切欠きから前記第１すくい面に隣接する前記第４流体噴霧室までの流体連通を提供する第８内部流体通路を形成する、請求項４に記載の部品の組立体。
【請求項６】
前記キャビティ部材が、前記第２すくい面および前記逃げ面の接合部に第５切削エッジを有し、
前記キャビティ部材が、前記第２すくい面にかつ前記第５切削エッジに概して隣接する第５窪みをさらに有し、
前記キャビティ部材が、前記第５窪みに連通する第５キャビティ溝を有し、
前記第２コア部材が第５コア溝を有し、前記部品が組み立てられると、前記第５コア溝が前記第５キャビティ溝に隣接し、前記第２フランジが前記第５窪みに隣接し、
前記第１フランジが第１切欠きを有し、前記部品が組み立てられると、前記第１切欠きが前記第１すくい面に隣接し、
前記第１コア部材が、前記第１切欠き内に開放する第１切欠き溝を有し、
前記部品が組み立てられると、前記第１切欠き溝が前記第５キャビティ溝に隣接し、
前記部品の圧密時、前記キャビティ部材、前記第１コア部材および前記第２コア部材が結合し、それにより、前記第５窪みおよび前記第２フランジが第５流体噴霧室を画定し、前記第５キャビティ溝および前記第５コア溝および前記第１切欠き溝が結合して、前記第１すくい面に隣接する前記第１切欠きから前記第２すくい面に隣接する前記第５流体噴霧室までの流体連通を提供する第１内部流体通路を形成する、請求項１に記載の部品の組立体。
【請求項７】
前記キャビティ部材が、前記第２すくい面および前記逃げ面の接合部に第６切削エッジを有し、
前記キャビティ部材が、前記第２すくい面にかつ前記第６切削エッジに概して隣接する第６窪みをさらに有し、
前記キャビティ部材が、前記第６窪みに連通する第６キャビティ溝を有し、
前記第２コア部材が第６コア溝を有し、前記部品が組み立てられると、前記第６コア溝が前記第６キャビティ溝に隣接し、前記第２フランジが前記第６窪みに隣接し、
前記第１フランジが第２切欠きを有し、前記部品が組み立てられると、前記第２切欠きが前記第１すくい面に隣接し、
前記第１コア部材が、前記第２切欠き内に開放する第２切欠き溝を有し、
前記部品が組み立てられると、前記第２切欠き溝が前記第６キャビティ溝に隣接し、
前記部品の圧密時、前記キャビティ部材、前記第１コア部材および前記第２コア部材が結合し、それにより、前記第６窪みおよび前記第２フランジが第６流体噴霧室を画定し、前記第６キャビティ溝および前記第６コア溝および前記第１切欠き溝が結合して、前記第１すくい面に隣接する前記第２切欠きから前記第２すくい面に隣接する前記第６流体噴霧室までの流体連通を提供する第２内部流体通路を形成する、請求項６に記載の部品の組立体。
【請求項８】
前記キャビティ部材が、前記第２すくい面および前記逃げ面の接合部に第７切削エッジを有し、
前記キャビティ部材が、前記第２すくい面にかつ前記第７切削エッジに概して隣接する第７窪みをさらに有し、
前記キャビティ部材が、前記第７窪みに連通する第７キャビティ溝を有し、
前記第２コア部材が第７コア溝を有し、前記部品が組み立てられると、前記第７コア溝が前記第７キャビティ溝に隣接し、前記第２フランジが前記第７窪みに隣接し、
前記第１フランジが第３切欠きを有し、前記部品が組み立てられると、前記第３切欠きが前記第１すくい面に隣接し、
前記第１コア部材が、前記第３切欠き内に開放する第３切欠き溝を有し、
前記部品が組み立てられると、前記第３切欠き溝が前記第７キャビティ溝に隣接し、
前記部品の圧密時、前記キャビティ部材、前記第１コア部材および前記第２コア部材が結合し、それにより、前記第７窪みおよび前記第２フランジが第７流体噴霧室を画定し、前記第７キャビティ溝および前記第７コア溝および前記第３切欠き溝が結合して、前記第１すくい面に隣接する前記第３切欠きから前記第２すくい面に隣接する前記第７流体噴霧室までの流体連通を提供する第３内部流体通路を形成する、請求項７に記載の部品の組立体。
【請求項９】
前記キャビティ部材が、前記第２すくい面および前記逃げ面の接合部に第８切削エッジを有し、
前記キャビティ部材が、前記第２すくい面にかつ前記第８切削エッジに概して隣接する第８窪みをさらに有し、
前記キャビティ部材が、前記第８窪みに連通する第８キャビティ溝を有し、
前記第２コア部材が第８コア溝を有し、前記部品が組み立てられると、前記第８コア溝が前記第８キャビティ溝に隣接し、前記第２フランジが前記第８窪みに隣接し、
前記第１フランジが第４切欠きを有し、前記部品が組み立てられると、前記第４切欠きが前記第１すくい面に隣接し、
前記第１コア部材が、前記第４切欠き内に開放する第４切欠き溝を有し、
前記部品が組み立てられると、前記第４切欠き溝が前記第８キャビティ溝に隣接し、
前記部品の圧密時、前記キャビティ部材、前記第１コア部材および前記第２コア部材が結合し、それにより、前記第８窪みおよび前記第２フランジが第８流体噴霧室を画定し、前記第８キャビティ溝および前記第８コア溝および前記第４切欠き溝が結合して、前記第１すくい面に隣接する前記第４切欠きから前記第２すくい面に隣接する前記第８流体噴霧室までの流体連通を提供する第４内部流体通路を形成する、請求項８に記載の部品の組立体。
【請求項１０】
前記キャビティ部材、前記第１コア部材および前記第２コア部材が各々同様の組成を有する、請求項１に記載の部品の組立体。
【請求項１１】
前記キャビティ部材、前記第１コア部材および前記第２コア部材のうちの少なくとも２つが同様の組成を有する、請求項１に記載の部品の組立体。
【請求項１２】
前記キャビティ部材が１つの組成からなり、前記第１コア部材および前記第２コア部材が各々別の組成からなる、請求項１に記載の部品の組立体。
【請求項１３】
工作物からの切屑形成および材料除去に用いられる切削インサートを製造する方法であって、前記切削インサートがクーラント供給源からクーラントを受け取る、方法であり、
対向する第１すくい面および第２すくい面ならびに逃げ面と、前記第１すくい面および前記逃げ面の接合部の第１切削エッジと、前記第１すくい面のかつ前記第１切削エッジに概して隣接する第１窪みと、前記第１窪みに連通する第１キャビティ溝とを有する、キャビティ部材を提供するステップと、
第１コア溝および第１フランジを有する第１コア部材を提供するステップと、
第５切欠きを有する第２フランジと、前記第５切欠き内に開放する第５切欠き溝とを有する第２コア部材を提供するステップと、
前記第１コア溝が前記第１キャビティ溝に隣接し、前記第１フランジが前記第１窪みに隣接し、前記第５切欠きが前記第２すくい面に隣接し、前記第５切欠き溝が前記第１キャビティ溝に隣接するように、前記部品を組み立てるステップと、
前記キャビティ部材、前記第１コア部材および前記第２コア部材が結合し、それにより、前記第１窪みおよび前記第１フランジが第１流体噴霧室を画定し、前記第１キャビティ溝および前記第１コア溝および前記第５切欠き溝が結合して、前記第２すくい面に隣接する前記第５切欠きから前記第１すくい面に隣接する前記第１流体噴霧室までの流体連通を提供する第５内部流体通路を形成するように、前記部品を圧密するステップと、
を含む方法。
【請求項１４】
工作物からの切屑形成および材料除去に用いられる切削インサートであって、クーラント供給源からクーラントを受け取る切削インサートであり、
対向する第１すくい面および第２すくい面ならびに逃げ面と、前記第１すくい面および前記逃げ面の接合部の第１切削エッジとを提供するキャビティ領域であって、
前記第１すくい面にかつ前記第１切削エッジに概して隣接する第１窪みをさらに有し、
前記第１窪みに連通する第１キャビティ溝を有する、キャビティ領域と、
第１コア溝および第１フランジを有する第１コア領域であって、前記第１コア溝が前記第１キャビティ溝に隣接し、前記第１フランジが前記第１窪みに隣接する、第１コア領域と、
第５切欠きを含む第２フランジを有する第２コア領域であって、前記第５切欠き内に開放する第５切欠き溝をさらに有し、前記第５切欠きが前記第２すくい面に隣接し、前記第５切欠き溝が前記第１キャビティ溝に隣接する、第２コア領域と、
を具備し
前記キャビティ領域、前記第１コア領域および前記第２コア領域が互いに隣接し、それにより、前記第１窪みおよび前記第１フランジが第１流体噴霧室を画定し、前記第１キャビティ溝および前記第１コア溝および前記第５切欠き溝が結合して、前記第２すくい面に隣接する前記第５切欠きから前記第１すくい面に隣接する前記第１流体噴霧室までの流体連通を提供する第５内部流体通路を形成する、切削インサート。
【請求項１５】
前記キャビティ領域が前記第１すくい面および前記逃げ面の接合部に第２切削エッジを有し、
前記キャビティ領域が、前記第１すくい面にかつ前記第２切削エッジに概して隣接する第２窪みをさらに有し、
前記キャビティ領域が前記第２窪みに連通する第２キャビティ溝を有し、
前記第１コア領域が第２コア溝を有し、前記第２コア溝が前記第２キャビティ溝に隣接し、前記第１フランジが前記第２窪みに隣接し、
前記第２コア領域の前記第２フランジが第６切欠きを有し、前記第２コア領域が、前記第６切欠き内に開放する第６切欠き溝を有し、
前記第６切欠きが前記第２すくい面に隣接し、前記第６切欠き溝が前記第２キャビティ溝に隣接し、
前記キャビティ領域、前記第１コア領域および前記第２コア領域が結合し、それにより、前記第２窪みおよび前記第１フランジが第６流体噴霧室を画定し、前記第２キャビティ溝および前記第２コア溝および前記第６切欠き溝が結合して、前記第２すくい面に隣接する前記第６切欠きから前記第１すくい面に隣接する前記第２流体噴霧室までの流体連通を提供する第６内部流体通路を形成する、請求項１４に記載の切削インサート。
【請求項１６】
前記キャビティ領域が、前記第２すくい面および前記逃げ面の接合部に第５切削エッジを有し、
前記キャビティ領域が、前記第２すくい面にかつ前記第５切削エッジに概して隣接する第５窪みをさらに有し、
前記キャビティ領域が、前記第５窪みに連通する第５キャビティ溝を有し、
前記第２コア領域が第５コア溝を有し、前記第５コア溝が前記第５キャビティ溝に隣接し、かつ前記第２フランジが前記第５窪みに隣接し、
前記第１フランジが第１切欠きを有し、前記第１切欠きが前記第１すくい面に隣接し、前記第１コア領域が、前記第１切欠き内に開放する第１切欠き溝を有し、
前記第１切欠き溝が前記第５キャビティ溝に隣接し、
前記キャビティ領域、前記第１コア領域および前記第２コア領域が互いに隣接し、それにより、前記第５窪みおよび前記第２フランジが第５流体噴霧室を画定し、前記第５キャビティ溝および前記第５コア溝および前記第１切欠き溝が結合して、前記第１すくい面に隣接する前記第１切欠きから前記第２すくい面に隣接する前記第５流体噴霧室までの流体連通を提供する第１内部流体通路を形成する、請求項１４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、切屑形成（ｃｈｉｐｆｏｒｍｉｎｇ）および材料除去作業に用いられる切削インサートと、その切削インサートを製造する方法とに関する。より詳細には、本発明は、切屑形成及び材料除去作業に用いられる切削インサートと、切削インサートを製造する方法とであって、切削インサートと工作物との間の接触面（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）（すなわち、インサート−切屑接触面）に隣接するクーラントの供給を改善することにより、インサート−切屑接触面における過度な熱を低減する、切削インサートおよびそれを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
切屑形成および材料除去作業（たとえばフライス加工作業）において、インサート−切屑接触面には熱が発生する。インサート−切屑接触面における過度な熱は、切削インサートの有用な工具寿命に悪影響を及ぼす（すなわち、寿命を低減または短縮する）可能性があることが知られている。理解され得るように、有用な工具寿命が短くなると、全体の運用コストが増大し、全体の生産効率が低下する。ここで、インサート−切屑接触面における熱の低減を容易にする切削インサートを製造することに関連して容易に明らかな利点がある。
【０００３】
これに関して、ラガーベルグ（Ｌａｇｅｒｂｅｒｇ）の米国特許第６，０５３，６６９号明細書は、インサート−切屑接触面において熱を低減することの重要性を論じている。より詳細には、ラガーベルグは、超鋼合金製の切削インサートが一定の温度に達すると、塑性変形に対するその耐性が低下することを言及している。塑性変形耐性の低下により、切削インサートの破損の危険性が増大する。ヴェルトハイム（Ｗｅｒｔｈｅｉｍ）の米国特許第５，７７５，８５４号明細書は、作業温度が上昇することにより切削インサートの硬度が低下し、結果として切削インサートの摩耗が増大することを指摘している。ラガーベルグの特許およびヴェルトハイムの特許の各々は、インサート−切屑接触面にクーラントを供給することが重要であると論じている。
【０００４】
他の特許文献には、インサート−切屑接触面にクーラントを供給するさまざまな方法またはシステムが開示されている。これに関して、各々が参照により本明細書に援用される、以下の米国特許出願は、インサート−切屑接触面へのクーラントの供給を容易にする切削インサートについて記載している。すなわち、プリチャード（Ｐｒｉｃｈａｒｄ）らによる「クーラント供給を備えたフライスおよびフライスインサート（Milling Cutter and Milling Insert with Coolant Delivery）」と題する米国特許出願第１１／６５４，８３３号明細書（２００７年１月１８日に出願）、プリチャードらによる「クーラント供給を備えたフライスおよびフライスインサート（Milling Cutter and Milling Insert with Coolant Delivery）」と題する米国特許出願第１１／６５４，８７７号明細書（２００７年１月１８日に出願）およびプリチャードらによる「有効なクーラント供給のための金属切断システム（Metalcutting System for Effective Coolant Delivery）」と題する米国特許出願第１１／６５４，９１８号明細書（２００７年１月１８日に出願）である。
【０００５】
アントン（Ａｎｔｏｕｎ）の米国特許第６，０４５，３００号明細書は、インサート−切屑接触面における熱に対処するために高圧かつ大容量のクーラント供給を使用することを開示している。クリーマー（Ｋｒｅａｍｅｒ）の米国特許出願公開第２００３／００８２０１１８号明細書は、切削インサートと上部プレートとの間の複数の溝を開示している。クーラントはこれら溝を通って流れることにより、インサート−切屑接触面の熱に対処する。ホン（Ｈｏｎｇ）の米国特許第５，９０１，６２３号明細書は、液体窒素をインサート−切屑接触面に付与するクーラント供給システムを開示している。
【０００６】
切屑形成および材料除去作業において、インサート−切屑接触面における作動温度が高くなると、それが有用な工具寿命に有害な影響を与える可能性があることは容易に明らかである。このように高温になることにより、早期の破損および／または過度の摩耗がもたらされる可能性があり、それにより有用な工具寿命が低減または短縮する。したがって、インサート−切屑接触面へのクーラントの供給が改善された、切屑形成および材料除去作業に用いられる切削インサートを提供することが非常に望ましい。
【０００７】
切削作業（たとえば旋削作業またはフライス加工作業）において、工作物から発生する切屑は、切削インサート（たとえば旋削インサートまたはフライスインサート）の表面に（たとえば溶接により）付着する場合があり得る。このように切削インサートに切屑材が蓄積することは、切削インサートの性能、したがって材料除去作業全体に対して悪影響を及ぼす可能性がある望ましくないことである。したがって、インサート−切屑接触面における潤滑を向上させることになるように、インサート−切屑接触面へのクーラントの供給が改善された、切屑形成および材料除去作業に用いられる切削インサート（たとえば旋削インサートまたはフライスインサート）を提供することが非常に望ましい。インサート−切屑接触面において潤滑が向上する結果として、切屑が切削インサートに付着する傾向が低減する。
【０００８】
たとえばフライス加工作業等の切削作業において、切屑は、切削インサートに付着すると、インサート−切屑接触面の領域から出ない場合が発生する可能性がある。切屑がインサート−切屑接触面の領域から出ない場合、切屑が再切削される可能性がある。切削インサートが、工作物からすでに除去された切屑を再切削することは望ましくない。インサート−切屑接触面へのクーラントの流れにより、インサート−切屑接触面からの切屑の排出が容易になり、それにより切屑が再切削される可能性が最小限になる。したがって、切屑が再切削される可能性を低減するように、インサート−切屑接触面へのクーラントの供給が改善された、切屑形成および材料除去作業に用いられる切削インサート（たとえば旋削インサートまたはフライスインサート）を提供することが非常に望ましい。インサート−切屑接触面へのクーラントの流れが改善される結果、接触面の付近から切屑がより適切に排出され、その結果、切屑を再切削する可能性が低減する。
【０００９】
上記説明から明らかであるように、動作的利点は、クーラント供給機能を備えた切削インサートを使用することに関連する。しかしながら、クーラント供給機能を有するこうした切削インサートによって存在する利点は、切削インサートが１つの切削エッジしか有していない場合に低減する可能性がある。単一の切削エッジがその有用な寿命を越えて摩耗すると、作業者は１つの切削エッジしかない切削インサートを交換しなければならない。したがって、インサート−切屑接触面へのクーラントの供給が改善され、かつ切削インサートが複数の切削エッジを提供する、切屑形成および材料除去作業に用いられる切削インサート（たとえば旋削インサートまたはフライスインサート）を提供することが非常に望ましい。理解することができるように、複数の切削エッジがあることにより、１つの切削エッジしかない切削インサートと比較して、消費者に対する切削インサートの価値が増大する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
切屑形成および材料除去作業に用いられる切削インサートを作製するのに、通常、粉末冶金技法が有用であり得る。これに関して、粉末混合物が圧縮されて、部分的に緻密な圧粉体になる。そして、圧粉体は、圧密処理（たとえば真空焼結、圧力焼結、熱間等静圧圧縮成形（ＨＩＰｉｎｇ）等）が施されることにより、圧密されて完全緻密体になる。これら粉末冶金技法は十分であるが、より複雑な形状の切削工具を作製するのにそれを用いることにより、製造上の難題が発生する可能性がある。したがって、切削インサートが、複雑であっても、たとえば射出成形等の方法を介して作製され得る設計である、インサート−切屑接触面へのクーラントの供給が改善された、切屑形成および材料除去作業に用いられる切削インサート（たとえば旋削インサートまたはフライスインサート）を提供することが非常に望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、その一形態において、部品の組立体であって、部品の圧密時に、工作物からの切屑形成および材料除去に用いられる切削インサートを形成し、切削インサートがクーラント供給源からクーラントを受け取る、部品の組立体である。本組立体は、対向する第１すくい面および第２すくい面ならびに逃げ面を提供するキャビティ部材を備える。キャビティ部材は、第１すくい面および逃げ面の接合部の第１切削エッジをさらに提供する。キャビティ部材は、第１すくい面に、第１切削エッジに概して隣接する第１窪みをさらに有する。キャビティ部材は、第１窪みに連通する第１キャビティ溝を有する。本組立体は、第１コア溝および第１フランジを有する第１コア部材であって、部品が組み立てられると、第１コア溝が前記第１キャビティ溝に隣接し、第１フランジが第１窪みに隣接する、第１コア部材も有する。本組立体は、第５切欠きを含む第２フランジを有する第２コア部材も有し、第２コア部材は、第５切欠き内に開放する第５切欠き溝をさらに有する。部品が組み立てられると、第５切欠きは第２すくい面に隣接し、第５切欠き溝は第１キャビティ溝に隣接する。部品の圧密時、キャビティ部材、第１コア部材および第２コア部材が結合し、それにより、第１窪みおよび第１フランジが第１流体噴霧室を画定し、第１キャビティ溝および第１コア溝および第５切欠き溝が結合して、第２すくい面に隣接する第５切欠きから第１すくい面に隣接する第１流体噴霧室までの流体連通を提供する第５内部流体通路を形成する。
【００１２】
本発明は、さらに別の形態において、工作物からの切屑形成および材料除去に用いられる切削インサートを製造する方法であって、切削インサートがクーラント供給源からクーラントを受け取る、方法であり、本方法は、対向する第１すくい面および第２すくい面ならびに逃げ面と、第１すくい面および逃げ面の接合部の第１切削エッジと、第１すくい面のかつ第１切削エッジに概して隣接する第１窪みと、第１窪みに連通する第１キャビティ溝とを有する、キャビティ部材を提供するステップと、第１コア溝および第１フランジを有する第１コア部材を提供するステップと、第５切欠きを有する第２フランジと、第５切欠き内に開放する第５切欠き溝とを有する第２コア部材を提供するステップと、第１コア溝が第１キャビティ溝に隣接し、第１フランジが第１窪みに隣接し、第５切欠きが第２すくい面に隣接し、第５切欠き溝が第１キャビティ溝に隣接するように、部品を組み立てるステップと、キャビティ部材、第１コア部材および第２コア部材が結合し、それにより、第１窪みおよび第１フランジが第１流体噴霧室を画定し、第１キャビティ溝および第１コア溝および第５切欠き溝が結合して、第２すくい面に隣接する第５切欠きから第１すくい面に隣接する第１流体噴霧室までの流体連通を提供する第５内部流体通路を形成するように、部品を圧密するステップとを含む。
【００１３】
本発明は、そのさらに別の形態において、工作物からの切屑形成および材料除去に用いられる切削インサートであって、クーラント供給源からクーラントを受け取る切削インサートである。本切削インサートは、対向する第１すくい面および第２すくい面ならびに逃げ面を提供するキャビティ領域を備える。第１すくい面および逃げ面の接合部に、第１切削エッジがある。キャビティ領域は、第１すくい面にかつ第１切削エッジに概して隣接する第１窪みをさらに有する。キャビティ領域は、第１窪みに連通する第１キャビティ溝を有する。第１コア領域が、第１コア溝および第１フランジを有し、第１コア溝が第１キャビティ溝に隣接し、第１フランジが第１窪みに隣接する。第２コア領域が、第５切欠きを含む第２フランジを有し、第２コア領域は、第５切欠き内に開放する第５切欠き溝をさらに有する。第５切欠きは第２すくい面に隣接し、第５切欠き溝は第１キャビティ溝に隣接する。キャビティ領域、第１コア領域および第２コア領域が互いに隣接し、それにより、第１窪みおよび第１フランジが第１流体噴霧室を画定する。第１キャビティ溝および第１コア溝および第５切欠き溝が結合して、第２すくい面に隣接する第５切欠きから第１すくい面に隣接する第１流体噴霧室までの流体連通を提供する第５内部流体通路を形成する。  以下は、この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】
【００１４】
【図１】本発明の切削インサートの特定の実施形態を支持しているフライス組立体の特定の実施形態の等角図であり、矢印は切削インサートからのクーラントの流れを示す。
【図２】切削インサートが座部から取り除かれている図１のフライスの等角図である。
【図３】切削インサートが、以下の部品、すなわちキャビティ部材、第１コア部材および第２コア部材の焼結からもたらされる一体構造部材である、図１に示す切削インサートの特定の実施形態の等角図である。
【図４】図３の切削インサートの特定の実施形態のキャビティ部材の第１側面の図である。
【図５】図３の切削インサートの特定の実施形態のキャビティ部材の第２側面の図である。
【図６】図３の切削インサートの特定の実施形態の第１コア部材の上面図である。
【図７】図６の第１コア部材の側面図である。
【図８】図６の第１コア部材の底面図である。
【図９】図３の切削インサートの特定の実施形態の第２コア部材の上面図である。
【図１０】図９の第２コア部材の側面図である。
【図１１】図９の第２コア部材の底面図である。
【図１２】圧密の前の図３の切断線１２−１２に沿って取り出された図３の切削インサートの組み立てられた部品の断面図である。
【図１３】圧密の後の図３の切断線１２−１２に沿って取り出された図３の切削インサートの組み立てられた部品の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図面を参照すると、図１および図２は、全体として２０として示す本発明のフライス組立体の一部を示し、そこでは、フライス組立体２０は、切屑形成および材料除去作業に用いられる。この特定の実施形態では、フライス組立体は、フライス加工作業において有用である。米国ペンシルベニア州ラトローブのケンナメタル・インコーポレイテッド（Ｋｅｎｎａｍｅｔａｌ  Ｉｎｃ．（Ｌａｔｒｏｂｅ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ，ＵＳＡ））に譲渡された、「クーラント供給を備えたフライスおよびフライスインサート（Milling Cutter and Milling Insert with Coolant Delivery）」と題するプリチャード（Ｐｒｉｃｈａｒｄ）らの係属中米国特許出願第１１／６５４，８３３号明細書（２００７年１月１８日に出願）は、例示的なフライスを示しかつ説明している。こうした作業において、フライスは、工作物から材料を除去する。
【００１６】
通常切屑の形態で工作物から材料を除去する材料除去作業は、当業者により、切屑形成材料除去作業として知られている。モルトレヒト（Ｍｏｌｔｒｅｃｈｔ）による「機械工作実習（Machine Shop Practice）」（インダストリアルプレスインコーポレイテッド（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｐｒｅｓｓ  Ｉｎｃ．）、ニューヨーク州（Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）ニューヨーク（Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）（１９８１））は、第１９９〜２０４頁において、特に切屑形成とともに種々の種類の切屑（すなわち、連続切屑、不連続切屑、断片切屑）の説明を提示している。モルトレヒトは、第１９９〜２００頁において、「切削工具は、最初に金属と接触する時、切削エッジより先に金属を圧縮する。工具が進むに従い、切削エッジより前に金属に、それが内部せん断する点まで応力が加わり、それにより金属の粒子が、変形してせん断面と呼ばれる面に沿って塑性的に流れる。…せん断されている金属のタイプが鋼鉄のように延性があるものである場合、切屑は連続的なリボンで剥がれ落ちる。…」と（部分的に）書いている。モルトレヒトは、続けて、不連続切屑および断片切屑の形成について述べている。別の例として、「ＡＳＴＥ工具技術者ハンドブック（ASTE Tool Engineers Handbook）」（マグロウヒルブックカンパニー（ＭｃＧｒａｗ  Ｈｉｌｌ  Ｂｏｏｋ  Ｃｏ．）、ニューヨーク州（Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）ニューヨーク（Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）（１９４９）の第３０２〜３１５頁に見られる文は、金属切削工程における切屑形成の非常に長い説明を提供している。第３０３頁において、ＡＳＴＥハンドブックは、切屑形成と、旋削、フライス加工およびドリル加工等の機械加工作業とを明確に関連付けている。
【００１７】
フライス組立体２０は、外周面２４を有する略円筒状のフライス本体２２を有している。フライス本体２２は、外周面２４に複数の座部２６を有している。各座部２６は、正接面２８と一対の半径方向面３０および３１とを有している。正接面２８は、クーラント供給ポート３２を有し、そこを通してクーラント（または流体）がクーラント供給源から出る。通常、クーラントは、圧力下でクーラント供給ポート３２から出る。プリチャートらによる「クーラント供給を備えたフライスおよびフライスインサート（Milling Cutter and Milling Insert with Coolant Delivery）」と題する米国特許出願第１１／６５４，８３３号明細書は、フライスにおける例示的なクーラント供給システムを示しかつ説明している。上記特許出願（第１１／６５４，８３３号明細書）は、参照により本明細書に援用される。
【００１８】
動作時、フライス組立体２０は、矢印「Ｒ」（図１および図２を参照）に示す方向に回転する。さらに、より詳細に後述するが、切削インサート４０は、本説明ではかつ明確にするために第５切削エッジ１６８と呼ぶ切削エッジ１６８を工作物材料（図示せず）と係合するように配置するように、座部２６内に位置している。図１が図１において矢印によって示すクーラントの流れまたは噴霧は、インサート−切屑接触面に向かって放出される。
【００１９】
図３は、全体として４０で示す切削インサートの特定の実施形態を示す。図面は、切削インサート４０をフライス加工環境で有用であるように説明するが、切削インサート４０は、たとえば旋削作業等、他の材料除去において有用であることを理解するべきである。切削インサート４０のような切削インサートの使用の範囲は、フライス加工および旋削を越えて、多種多様の材料除去作業のあらゆるものまで広がると予期される。切削インサート４０は、工作物からの切屑形成および材料除去に用いられ、そこでは、切削インサート４０は、クーラント供給源からクーラントを受け取る。切削インサート４０は、中心キャビティ部材４２（図４および図５を参照）と一対の対向するコア部材、すなわち第１コア部材４４（図３、図６、図７および図８に示す）および第２コア部材４６（図９、図１０および図１１に示す）とを有している。切削インサート４０を作製する好ましい方法は、粉末冶金技法による。これに関して、粉末混合物からのいわゆる「未加工（ｇｒｅｅｎ）」部品（すなわち、キャビティ部材、第１コア部材および第２コア部材）を圧縮した後、未加工部品は組み立てられ、それにより、キャビティ部材４２はコア部材（４４、４６）の各々を受け入れる。この組立体に対して焼結（または何らかの形態の圧密）を行うことにより、完全な一体構造の切削インサート４０が形成される。切削インサートを作製する方法のより詳細な説明は後に示す。
【００２０】
中心キャビティ部材４２を示す図４および図５を参照すると、キャビティ部材４２は中心開口部５０を有している。キャビティ部材４２はまた、対向するすくい面、すなわち第１すくい面５２および第２すくい面５４も呈している。図４は、キャビティ部材４２および第１すくい面５２を示す図であり、図３の切削インサートの等角図に関連すると上面図とみなすことができる。図５は、キャビティ部材４２の第２すくい面５４を示す図であり、図３の切削インサートの等角図に関連すると底面図とみなすことができる。
【００２１】
図４を参照すると、第１すくい面５２は、４つの窪み（または凹面）５８、６０、６２および６４を有している。これら窪みは、第１窪み５８、第２窪み６０、第３窪み６２および第４窪み６４を含む。窪み（５８、６０、６２、６４）の各々は、概して第１すくい面５２のコーナに隣接して配置されている。これら窪みは特定の形状を示すが、窪みの形状は、切削インサートの特定の応用に応じて変化し得ることを理解すべきである。
【００２２】
中心開口部５０を画定する円筒壁（または外周面）５１は、円筒壁５１の軸長全体に沿って延在する４つの間隔が空けられた半円形キャビティ溝（６８、７０、７２、７４）を有している。これらキャビティ溝は、第１キャビティ溝６８、第２キャビティ溝７０、第３キャビティ溝７２および第４キャビティ溝７４を含む。これらキャビティ溝の各々は、そのそれぞれの窪みに連通している。言い換えれば、対応する半円形キャビティ溝によって少なくとも部分的に画定される内部流体通路を通って流れる流体は、対応する窪みに入る。対応関係に関して、第１キャビティ溝６８は第１窪み５８に連通し、第２キャビティ溝７０は第２窪み６０に連通し、第３キャビティ溝７２は第３窪み６２に連通し、第４キャビティ溝７４は第４窪み６４に連通する。
【００２３】
中心開口部５０を画定する円筒壁５１は、円筒壁５１の軸長全体に沿って延在する４つの間隔が空けられた半円形キャビティ溝（８０、８２、８４、８６）をさらに有している。これらキャビティ溝は、第５キャビティ溝８０、第６キャビティ溝８２、第７キャビティ溝８４および第８キャビティ溝８６を備えている。より詳細に後述するように、これらキャビティ溝（８０、８２、８４、８６）の各々は、第２すくい面５４に含まれるそれぞれのその窪みに連通している。第２のすくい面５４のこれら窪みの説明は後述する。半円形キャビティ溝の一方の組（６８、７０、７２、７４）が、半円形のキャビティ溝の他方の組（８０、８２、８４、８６）から角度をなしている（図４において時計回り方向に示すように）ことを理解するべきである。
【００２４】
キャビティ部材４２の第１すくい面５２の中心開口部５０を包囲する部分は、複数の（すなわち４つの）周方向に間隔が空けられた流体隔離面（９０、９２、９４、９６）を有している。これら流体隔離面の機能については、切削インサートを作製する方法の説明に関して後述する。しかしながら、非常に簡単に述べると、これら流体隔離面は、第１コア部材４４の一部と協働して、圧密時に内部流体通路（部品の圧密時に形成される）が互いに対して流体隔離状態であることを確実にするのに役立つ。さらに、キャビティ部材４２の中心開口部５０を包囲する部分は、複数の（すなわち４つの）周方向に間隔が空けられた凹部（１０２、１０４、１０６、１０８）を有している。これら凹部の機能については、切削インサートを作製する方法の説明に関連して後述する。しかしながら、非常に簡単に述べると、これら凹部は、第１コア部材４４の一部と協働して、圧密時に内部流体通路（部品の圧密時に形成される）が互いに対して流体隔離状態であることを確実にするのに役立つ。
【００２５】
図５を参照すると、第２すくい面５４は、４つの窪み（または凹面）１１６、１１８、１２０および１２２を有している。これら窪みは、第５窪み１１６、第６窪み１１８、第７窪み１２０および第８窪み１２２を含む。窪み（１１６、１１８、１２０、１２２）の各々は、第２すくい面５４のコーナに隣接して配置されている。第１すくい面５２における窪み（５８、６０、６２、６４）の場合のように、これら窪み（１１６、１１８、１２０、１２２）は、特定の形状を示している。これら特定の形状は、切削インサートに対する特定の応用に応じて変化し得ることを理解するべきである。
【００２６】
上述したように、中心開口部５０を画定する円筒壁５１は、円筒壁５１の軸長全体に沿って延在する４つの間隔が空けられた半円形キャビティ溝（８０、８２、８４、８６）をさらに有している。これらキャビティ溝（８０、８２、８４、８６）の各々は、第２すくい面５４に含まれるそのそれぞれの窪み（１１６、１１８、１２０、１２２）に連通している。より詳細には、第５半円形キャビティ溝８０は第５窪み１１６に連通し、第６半円形キャビティ溝８２は第６窪み１１８に連通し、第７半円形キャビティ溝８４は第７窪み１２０に連通し、第８半円形溝８６は第８窪み１２２に連通する。
【００２７】
キャビティ部材４２の中心開口部５０を包囲する部分は、複数の（すなわち４つの）周方向に間隔が空けられた流体隔離面（１２６、１２８、１３０、１３２）を有している。これら流体隔離面の機能については後述する。しかしながら、第１すくい面５２の流体隔離面の場合のように、これら面は第２コア部材４６と協働して、圧密時に、内部流体通路（部品の圧密時に形成される）が互いに流体隔離状態のままであることを確実にするのに役立つ。さらに、キャビティ部材４２の中心開口部５０を包囲する部分は、複数の（すなわち４つの）周方向に間隔が空けられた凹部（１３６、１３８、１４０、１４２）を有している。これら凹部の機能については後述する。
【００２８】
中心キャビティ部材４２はさらに逃げ面１５０。図３に示すように、逃げ面１５０は、第１すくい面５２と交わって４つの切削エッジ（１６０、１６２、１６４、１６６）を形成している。これら切削エッジは、第１切削エッジ１６０、第２切削エッジ１６２、第３切削エッジ１６４および第４切削エッジ１６６を含む。逃げ面１５０は第２すくい面５４と交わって４つの切削エッジ（１６８（図１に示す）、１７０、１７２、１７４）を形成している。これら切削エッジは、第５切削エッジ１６８、第６切削エッジ１７０、第７切削エッジ１７２および第８切削エッジ１７４を含む。したがって、切削インサート４０は、８つの個別のかつ異なる切削エッジ（１６０、１６２、１６４、１６６、１６８、１７０、１７２、１７４）または別個の切削位置を提供することを理解するべきである。明らかとなるように、切削インサート４０は、８つの個別のかつ異なる（すなわち流体隔離された）内部流体通路を有し、各内部流体通路は、切削エッジのうちの特定のものに対応する。その結果、クーラントを、工作物材料と係合している特定の切削エッジに選択的に向けることができる。
【００２９】
図６、図７および図８を参照すると、切削インサート４０の第１コア部材４４は、底端部１８６を有するコア本体１８２を有している。コア本体１８２は、コア本体１８２の軸長に沿って延在する中心内部開口部１８８も有している。コア本体１８２は、コア本体１８２の外面に、４つの外部コア溝、すなわち第１コア溝２２４、第２コア溝２２６、第３コア溝２２８および第４コア溝２３０をさらに含む。
【００３０】
第１コア部材４４は一体フランジ（または第１フランジ）１９０をさらに有しており、フランジ１９０は、周縁部１９２と４つのコーナ、すなわち第１コーナ１９４、第２コーナ１９６、第３コーナ１９８および第４コーナ２００とを有している。フランジ１９０は、４つの略Ｕ字形切欠きをさらに有しており、第１切欠き２０２は第１コーナ１９４に隣接し、第２切欠き２０４は第２コーナ１９６に隣接し、第３切欠き２０６は第３コーナ１９８に隣接し、第４切欠き２０８は第４コーナ２００に隣接している。
【００３１】
第１切欠き２０２は、コア本体１８２内にありかつその軸長に沿って延在する第１切欠き溝２０３に通じている。第２切欠き２０４は、コア本体１８２内にありかつその軸長に沿って延在する第２切欠き溝２０５に通じている（図７を参照）。第３切欠き２０６は、コア本体１８２内にありかつその軸長に沿って延在する第３切欠き溝２０７に通じている。第４切欠き２０８は、コア本体１８２内にありかつその軸長に沿って延在する第４切欠き溝２０９に通じている。
【００３２】
フランジ１９０の下面（図８を参照）は、４つのバリア面、すなわち第１バリア面２１２、第２バリア面２１４、第３バリア面２１６および第４バリア面２１８を画定する。第１バリア面２１２はフランジ１９０の第１コーナ１９４に隣接している。第２バリア面２１４はフランジ１９０の第２コーナ１９６に隣接している。第３バリア面２１６はフランジ１９０の第３コーナ１９８に隣接している。第４バリア面２１８はフランジ１９０の第４コーナ２００に隣接している。
【００３３】
図９、図１０および図１１を参照すると、切削インサート４０の第２コア部材４６は、底端部２４０を有するコア本体２３６を有している。コア本体２３６は、コア本体２３６の軸長全体に沿って延在する中心内部開口部２４２も有している。コア本体２３６は、コア本体２３６の外面に、４つの外部コア溝、すなわち第５コア溝２７４、第６コア溝２７６、第７コア溝２７８および第８コア溝２８０をさらに有している。
【００３４】
第２コア部材４６は一体フランジ（または第２フランジ）２４４をさらに有しており、フランジ２４４は、周縁部２４６と４つのコーナ、すなわち第５コーナ２４８、第６コーナ２５０、第７コーナ２５２および第８コーナ２５４とを有している。フランジ２４４は、４つの略Ｕ字形切欠きをさらに有しており、第５切欠き２５６は第５コーナ２４８に隣接し、第６切欠き２５８は第６コーナ２５０に隣接し、第７切欠き２６０は第７コーナ２５２に隣接し、第８切欠き２６２は第８コーナ２５４に隣接している。第５切欠き２５６は、コア本体２３６内にありかつその軸長に沿って延在する第５切欠き溝２５７に通じている。第６切欠き２５８は、コア本体２３６内にありかつその軸長に沿って延在する第６切欠き溝２５９に通じている。第７切欠き２６０は、コア本体２３６内にありかつその長さに沿って延在する第７切欠き溝２６１に通じている。第８切欠き２６２は、コア本体２３６内にありかつその軸長に沿って延在する第８切欠き溝２６３に通じている。
【００３５】
フランジ２４４の下面（図１１を参照）は、４つのバリア面、すなわち第５バリア面２６４、第６バリア面２６６、第７バリア面２６８および第８バリア面２７０を画定する。第５バリア面２６４はフランジ２４４の第５コーナ２４８に隣接している。第６バリア面２６６はフランジ２４４の第６コーナ２５０に隣接している。第７バリア面２６８はフランジ２４４の第７コーナ２５２に隣接している。第８バリア面２７０はフランジ２４４の第８コーナ２５４に隣接している。
【００３６】
上述したように、切削インサート４０は、好ましくは、焼結の粉末冶金技法によって形成される。より詳細には、キャビティ部材４２を形成するために、特定の粉末混合物を圧縮して、部分緻密の未加工状態であるキャビティ部材４２の形状にする。同じことを、コア部材（４４、４６）にも行い、各コア部材を形成するために、特定の粉末混合物を圧縮して、部分緻密の未加工状態であるコア部材（４４、４６）の形状にする。概して、未加工状態では、キャビティ部材４２ならびに第１コア部材４４および第２コア部材４６は部分緻密を呈している。シェーファー（Ｓｈａｆｆｅｒ）らによる欧州特許第０９３２４６０Ｂ１号明細書によれば、焼結された超硬合金材料の場合、部分緻密の未加工状態にある本体の通常の密度は、完全（または理論的）緻密の約４０パーセント〜約７５パーセントに等しい。リウ（Ｌｉｕ）らによる米国特許第６，９９８，１７３号明細書によれば、部分緻密の未加工状態にある本体の密度は、完全または理論的緻密の約５５パーセントに等しい。
【００３７】
キャビティ部材とともにコア部材の各々に対する典型的な材料は、超硬合金であり、より好ましくは、超硬（コバルト）タングステンカーバイドである。超硬（コバルト）タングステンカーバイドに対する典型的な組成は、約０．５重量％〜約２０重量％の範囲内にあるコバルトと残りのタングステンカーバイドおよび認識された不純物とを含む。何らかの等級の超硬（コバルト）タングステンカーバイドは、炭化物、窒化物、およびたとえばチタン、ハフニウム、ジルコニウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、モリブデンおよびクロム等、他の元素の炭窒化物を含む、他の硬質粒子をさらに含む。さまざまな特許が、超硬合金材料に対して異なる組成を提示している。以下の特許文献における材料が、本明細書での使用に好適であることが予測される。すなわち、グラブ（Ｇｒａｂ）らによる米国特許第６，２８７，６８２Ｂ１号明細書（ケンナメタルＰＣインコーポレイテッド（Ｋｅｎｎａｍｅｔａｌ  ＰＣ  Ｉｎｃ．）に譲渡）、グラブらによる米国特許第５，９５５，１８６号明細書、ペニッヒ（Ｐｅｎｉｃｈ）らの米国特許第６，８８４，４９９Ｂ１号明細書、ハインリッヒ（Ｈｅｉｎｒｉｃｈ）らによる米国特許第７，３０９，４６６Ｂ２号明細書である。さらに、他の組成は、「金属ハンドブック（Metals Handbook）」（第９５０〜９７７頁、第２巻、第１０版：性質と選択（Properties and Selection）、ＡＳＭインターナショナル（ＡＳＭ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）（１９９０）における、サンタナム（Ｓａｎｔｈａｎａｍ）らによる記事「超硬合金（Cemented Carbides）」に示されている。
【００３８】
キャビティ部材を、１つの組成の材料から作製してもよく、コア部材の一方または両方を別の組成の材料から作製してもよいことが理解されるべきである。言い換えれば、キャビティ部材の材料とは異なる材料から作製された各コア部材等、キャビティ部材および一方または両方のコア部材を種々の材料から作製することができる。キャビティ部材およびコア部材（一方または両方）を異なる材料から作製することにより、場合によっては、同じ材料から作製される組立体（すなわちキャビティ部材および２つのコア部材）より優れた利点を得ることができる。
【００３９】
そして、未加工のキャビティ部材ならびに第１のコア部材および第２のコア部材の形成時、コア部材（４４、４６）をキャビティ部材４２に組み付ける。
【００４０】
特に図４および図６に鑑みて理解することができる、第１コア部材４４のキャビティ部材への組付けに関して、第１コア部材４４は、フランジ１９０またはフランジ１９０の少なくとも一部が第１すくい面の部分に載るように、キャビティ部材４２に対して配置される。より詳細には、フランジ１９０は、流体隔離面（９０、９２、９４、９６）の上に、それらと接触するように載る。フランジ１９０の部分は、凹部（１０２、１０４、１０６、１０８）内に、フランジのこうした部分が凹部内のキャビティ部材と接触するように受け入れられる。
【００４１】
コア本体１８２は、中心内部開口部５０内に、コア本体１８２の外面が開口部５０を画定するキャビティ部材と接触するように配置される。これに関して、第１コア部材４４のコア本体１８２は、中心開口部５０内に、半円形キャビティ溝６８、７０、７２、７４がコア本体１８２内のコア溝（２２４、２２６、２２８、２３０）それぞれに対応するように収容される。言い換えれば、第１キャビティ溝６８は第１コア溝２２４に対応し、第２キャビティ溝７０は第２コア溝２２６に対応し、第３キャビティ溝７２は第３コア溝２８２に対応し、第４キャビティ溝７４は第４コア溝２３０に対応する。切欠き溝（２０３、２０５、２０７、２０９）は、それぞれ、半円形キャビティ溝（８０、８２、８４、８６）と一致する。言い換えれば、第１切欠き溝２０３は第５キャビティ溝８０と一致し、第２切欠き溝２０５は第６キャビティ溝８２と一致し、第３切欠き溝２０７は第７キャビティ溝８４と一致し、第４切欠き溝２０９は第８キャビティ溝８６と一致する。第１コア部材４４およびキャビティ部材４２の組立て時、未加工部品の上記溝に隣接する外周面は互いに接触する。組み立てられた部品の焼結時、これら接触面は接合するため、部品は一体構造体を形成する。
【００４２】
特に図５および図９に鑑みて理解することができる、第２コア部材４６のキャビティ部材への組付けに関して、第２コア部材４６は、フランジ２４４またはフランジ２４４の少なくとも一部が第２すくい面の部分に載るように、キャビティ部材４２に対して配置される。より詳細には、フランジ２４４は、流体隔離面（１２６、１２８、１３０、１３２）の上に、それらと接触するように載る。フランジ２４４の部分は、凹部（１３６、１３８、１４０、１４２）内に、こうしたフランジの部分が凹部内のキャビティ部材と接触するように受け入れられる。
【００４３】
コア本体２３６は、中心内部開口部５０内に、コア本体２３６の外面が開口部５０を画定するキャビティ部材と接触するように配置される。これに関して、コア本体２３６は、中心開口部５０内に、半円形キャビティ溝６８、７０、７２、７４が、コア本体２３６内の切欠き溝（２５７、２５９、２６１、２６３）それぞれに対応するように収容される。言い換えれば、第１キャビティ溝６８は第５切欠き溝２５７に対応し、第２キャビティ溝７０は第６切欠き溝２５９に対応し、第３キャビティ溝７２は第７切欠き溝２６１に対応し、第４キャビティ溝７４は第８切欠き溝２６３に対応する。コア溝（２７４、２７６、２７８、２８０）は、それぞれ半円形キャビティ溝（８０、８２、８４、８６）と対応する。言い換えれば、第５キャビティ溝８０は第５コア溝２７４に対応し、第６キャビティ溝８２は第６コア溝２７６に対応し、第７キャビティ溝８４は第７コア溝２７８に対応し、第８キャビティ溝８６は第８コア溝２８０に対応する。未加工の第２コア部材および未加工のキャビティ部材の組立て時、上記溝に隣接する未加工部品の外周面は互いに接触する。組み立てられた部品の焼結時、これら接触面は接合するため、部品は一体構造体を形成する。
【００４４】
コア部材（４４、４６）がキャビティ部材４２に組み付けられると、組立体に対して焼結が施されることにより、キャビティ部材およびコア部材が合わせて接合されて単一の一体構造体になる。その結果が、内部流体通路の２つの組を含む単一切削インサート４０であり、そこでは、各組は、合計８つの内部流体通路に等しい４つの内部流体通路を含む。内部流体通路の各々は、他の内部流体通路から流体隔離状態にある。
【００４５】
図３の切削インサート４０の向きは、一方のすくい面５２から他方のすくい面５４への流体輸送を可能にする流体通路の組を含む４つの内部流体通路（２９０、２９２、２９４、２９６）を示す。流体通路の向きは、第１内部流体通路２９０が流体（またはクーラント）の流れから第５切削エッジ１６８に提供し、第２内部流体通路２９２が流体（またはクーラント）の流れから第６切削エッジ１７０に提供し、第３内部流体通路２９４が流体（またはクーラント）の流れから第７切削エッジ１７２に提供し、第４内部流体通路２９６が流体（またはクーラント）の流れから第８切削エッジ１７４に提供するようなものである。
【００４６】
第１内部流体通路２９０を参照すると、第１内部流体通路２９０は、切削インサート４０の第１すくい面から第２すくい面の第５窪み１１６への流体輸送を可能にする。第１切欠き溝２０３（第１コア部材４４）、第５半円形キャビティ溝８０（キャビティ部材４２）および第５コア溝２７４（第２コア部材４６）は、部品が圧密される時に第１内部流体通路２９０を画定する構造を備えている。切削インサート４０が、座部において、クーラントポート３２が第１切欠き２０２と位置が合うような向きにある時、クーラントは、第１切欠き２０２を介して第１内部流体通路２９０内に移動し、その後、第２すくい面の対応する第５窪み１１６内に出る。流体は、コア部材４６のフランジ２４４の第５バリア面２６４に突き当たり、それにより、フランジ２４４と第５窪み１１６との間の間隙から噴出する。概して第５窪みおよび第５バリア面によって画定される容積は、第５流体噴霧室である。流体噴霧は隣接する切削エッジ１６８（すなわち第５切削エッジ１６８）に向かう方向であり、切削エッジ１６８が工作物と係合するとインサート−切屑接触面を冷却する手段を提供する。
【００４７】
第２内部流体通路２９２を参照すると、第２内部流体通路２９２は、切削インサート４０の第１すくい面から第２すくい面の第６窪み１１８への流体輸送を可能にする。第２切欠き溝２０５（第１コア部材４４）、第６半円形キャビティ溝８２（キャビティ部材４２）および第６コア溝２７６（第２コア部材４６）は、部品が圧密される時に第２内部流体通路２９２を画定する構造を備えている。切削インサート４０が、座部において、クーラントポート３２が第２切欠き２０４と位置が合うような向きにある時、クーラントは、第２切欠き２０４を介して第２内部流体通路２９２内に移動し、その後、第２すくい面の対応する第６窪み１１８内に出る。流体は、コア部材４６のフランジ２４４の第６バリア面２６６に突き当たり、それにより、フランジ２４４と第６窪み１１８との間の間隙から噴出する。概して第６窪みおよび第６バリア面によって画定される容積は、第６流体噴霧室である。流体噴霧は隣接する切削エッジ１７０（すなわち第６切削エッジ１７０）に向かう方向であり、切削エッジ１７０が工作物と係合するとインサート−切屑接触面を冷却する手段を提供する。
【００４８】
第３内部流体通路２９４を参照すると、第３内部流体通路２９４は、切削インサート４０の第１すくい面から第２すくい面の窪み１２０への流体輸送を可能にする。第３切欠き溝２０７（第１コア部材４４）、第７半円形キャビティ溝８４（キャビティ部材４２）および第７コア溝２７８（第２コア部材４６）は、部品が圧密される時に第３内部流体通路２９４を画定する構造を備えている。切削インサート４０が、座部において、クーラントポート３２が第３切欠き２０６と位置が合うような向きにある時、クーラントは、第３切欠き２０６を介して第３内部流体通路２９４内に移動し、その後、第２すくい面の対応する第７窪み１２０内に出る。流体は、コア部材４６のフランジ２４４の第７バリア面２６８に突き当たり、それにより、フランジ２４４と第７窪み１２０との間の間隙から噴出する。概して第７窪みおよび第７バリア面によって画定される容積は、第７流体噴霧室である。流体噴霧は隣接する切削エッジ１７２（すなわち第７切削エッジ１７２）に向かう方向であり、切削エッジ１７２が工作物と係合するとインサート−切屑接触面を冷却する手段を提供する。
【００４９】
第４内部流体通路２９６を参照すると、第４内部流体通路２９６は、切削インサート４０の第１すくい面から第２すくい面の第８窪み１２２への流体輸送を可能にする。第４切欠き溝２０９（第１コア部材４４）、第８半円形キャビティ溝８６（キャビティ部材４２）および第８コア溝２８０（第２コア部材４６）は、部品が圧密される時に第４内部流体通路２９６を画定する構造を備えている。切削インサート４０が、座部において、クーラントポート３２が第４切欠き２０８と位置が合うような向きにある時、クーラントは、第４切欠き２０８を介して第４内部流体通路２９６内に移動し、その後、第２すくい面の対応する第８窪み１２２内に出る。流体は、コア部材４６のフランジ２４４の第８バリア面２７０に突き当たり、それにより、フランジ２４４と第８窪み１２２との間の間隙から噴出する。概して第８窪みおよび第８バリア面によって画定される容積は、第８流体噴霧室である。流体噴霧は隣接する切削エッジ１７４（すなわち第８切削エッジ）に向かう方向であり、切削エッジ１７４が工作物と係合するとインサート−切屑接触面を冷却する手段を提供する。
【００５０】
図１の切削インサート４０の向きは、他方のすくい面５４から一方のすくい面５２への流体輸送を可能にする内部流体通路の他方の組を含む４つの内部流体通路（３００、３０２、３０４、３０６）を示す。流体通路の向きは、第５内部流体通路３００が第１切削エッジ１６０への流体（またはクーラント）の流れを可能にし、第６内部流体通路３０２が第２切削エッジ１６２への流体（またはクーラント）の流れを可能にし、第７内部流体通路３０４が第３切削エッジ１６４への流体（またはクーラント）の流れを可能にし、第８内部流体通路３０６が第４切削エッジ１６６への流体（またはクーラント）の流れを可能にするようなものである。
【００５１】
第５内部流体通路３００を参照すると、第５内部流体通路３００（図１を参照）は、切削インサート４０の第２すくい面から第１すくい面の第１窪み５８への流体輸送を可能にする。第５切欠き溝２５７（第２コア部材４６）、第１半円形キャビティ溝６８（キャビティ部材４２）および第１コア溝２２４（第１コア部材４４）は、部品が圧密される時に第５内部流体通路３００を画定する構造を備えている。切削インサート４０が、座部において、クーラントポート３２が第５切欠き２５６と位置が合うような向きにある時、クーラントは、第５切欠き２５６を介して第５内部流体通路３００内に移動し、その後、第１すくい面の対応する第１窪み５８内に出る。流体は、コア部材４４のフランジ１９０の第１バリア面２１２に突き当たり、それにより、フランジ１９０と窪み５８との間の間隙から噴出する。概して第１窪みおよび第１バリア面によって画定される容積は、第１流体噴霧室である。流体噴霧は隣接する切削エッジ１６０（すなわち第１切削エッジ）に向かう方向であり、切削エッジ１６０が工作物と係合するとインサート−切屑接触面を冷却する手段を提供する。
【００５２】
第６内部流体通路３０２を参照すると、第６内部流体通路３０２（図１を参照）は、切削インサート４０の第２すくい面から第１すくい面の第２窪み６０への流体輸送を可能にする。第６切欠き溝２５９（第２コア部材４６）、第２半円形キャビティ溝７０（キャビティ部材４２）および第２コア溝２２６（第１コア部材４４）は、部品が圧密される時に第６内部流体通路３０２を画定する構造を備えている。切削インサート４０が、座部において、クーラントポート３２が第６切欠き２５８と位置が合うような向きにある時、クーラントは、第６切欠き２５８を介して第６内部流体通路３０２内に移動し、その後、第１すくい面の対応する第２窪み６０内に出る。流体は、コア部材４４のフランジ１９０の第２バリア面２１４に突き当たり、それにより、フランジ１９０と第２窪み６０との間の間隙から噴出する。概して第２窪みおよび第２バリア面によって画定される容積は、第２流体噴霧室である。流体噴霧は隣接する切削エッジ１６２（すなわち第２切削エッジ）に向かう方向であり、切削エッジ１６２が工作物と係合するとインサート−切屑接触面を冷却する手段を提供する。
【００５３】
第７内部流体通路３０４を参照すると、第７内部流体通路３０４（図１を参照）は、切削インサート４０の第２すくい面から第１すくい面の第３窪み６２への流体輸送を可能にする。第７切欠き溝２６１（第２コア部材４６）、第３半円形キャビティ溝７２（キャビティ部材４２）および第３コア溝２２８（第１コア部材４４）は、部品が圧密される時に第７内部流体通路３０４を画定する構造を備えている。切削インサート４０が、座部において、クーラントポート３２が第７切欠き２６０と位置が合うような向きにある時、クーラントは、第７切欠き２６０を介して第７内部流体通路３０４内に移動し、その後、第１すくい面の対応する第３窪み６２内に出る。流体は、コア部材４４のフランジ１９０の第３バリア面２１４に突き当たり、それにより、フランジ１９０と第３窪み６２との間の間隙から噴出する。概して第３窪みおよび第３バリア面によって画定される容積は、第３流体噴霧室である。流体噴霧は隣接する切削エッジ１６４（すなわち第３切削エッジ）に向かう方向であり、切削エッジ１６４が工作物と係合するとインサート−切屑接触面を冷却する手段を提供する。
【００５４】
第８内部流体通路３０６を参照すると、第８内部流体通路３０６（図１を参照）は、切削インサート４０の第２すくい面から第１すくい面の第４窪み６４への流体輸送を可能にする。第８切欠き溝２６３（第２コア部材４６）、第４半円形キャビティ溝７４（キャビティ部材４２）および第４コア溝２３０（第１コア部材４４）は、部品が圧密される時に第８内部流体通路３０６を画定する構造を備えている。切削インサート４０が、座部において、クーラントポート３２が第８切欠き２６２と位置が合うような向きにある時、クーラントは、第８切欠き２６２を介して第８内部流体通路３０６内に移動し、その後、第１すくい面の対応する第４窪み６４内に出る。流体は、コア部材４４のフランジ１９０の第４バリア面２１８に突き当たり、それにより、フランジ１９０と第４窪み６４との間の間隙から噴出する。概して第４窪みおよび第４バリア面によって画定される容積は、第４流体噴霧室である。流体噴霧は隣接する切削エッジ１６６に向かう方向であり、切削エッジ１６６が工作物と係合するとインサート−切屑接触面を冷却する手段を提供する。
【００５５】
焼結パラメータ（たとえば、温度、圧力および持続時間）は、切削インサートにおいて有用な典型的な超硬合金材料の焼結に対して典型的な値の範囲である。以下の文献は、材料の特定の組成に応じて好適であり得る焼結パラメータを示している。すなわち、グラブ（Ｇｒａｂ）らによる米国特許第６，２８７，６８２Ｂ１号明細書（ケンナメタルＰＣインコーポレイテッド（Ｋｅｎｎａｍｅｔａｌ  ＰＣ  Ｉｎｃ．）に譲渡）、グラブらによる米国特許第５，９５５，１８６号明細書、ペニッヒ（Ｐｅｎｉｃｈ）らの米国特許第６，８８４，４９９Ｂ２号明細書、ハインリッヒ（Ｈｅｉｎｒｉｃｈ）らによる米国特許第７，３０９，４６６号明細書、および「金属ハンドブック（Metals Handbook）」（第９５０〜９７７頁、第２巻、第１０版：性質と選択（Properties and Selection）、ＡＳＭインターナショナル（ＡＳＭ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）（１９９０）における、サンタナム（Ｓａｎｔｈａｎａｍ）らによる「超硬合金（Cemented Carbides）」である。
【００５６】
動作時、工作物と係合するように選択された切削エッジに対応するクーラント通路は、着座面においてクーラント通路への開口部と整列する。クーラントは、切削インサートのクーラント通路を介して係合した切削エッジに供給される。新たな切削エッジを提供することが必要である場合、切削インサートは、新たな切削エッジを提供するように別の位置に割り出される。新たな位置にある時、新たな切削エッジに対応する内部溝が、この時、クーラント通路の開口部と整列し、したがって流体連通する。したがって、クーラントは新たな切削エッジに供給される。
【００５７】
本フライス組立体には、それが、切削エッジと工作物との接触面において切削エッジの下側にクーラントを提供するため、多数の利点がある。結果として、クーラントは、フライスインサート・工作物接触面における蓄熱の悪影響を低減することができる。さらなる結果として、クーラントの存在により、フライスインサート上の工作物材料の蓄積を回避しまたは低減するように、フライスインサート−切屑中間面における潤滑を改善することができる。さらに、クーラントの流れにより、フライスインサート−切屑接触面の近傍からの切屑の排出が容易になり、切屑の再切削が回避される。
【００５８】
本明細書に示す特定の実施形態の場合、クーラントは、切削エッジと工作物との接触面において切削エッジの下側の位置で出ることが分かる。結果として、クーラントは、フライスインサート・工作物接触面における蓄熱の悪影響を低減することができる。さらなる結果として、クーラントの存在により、フライスインサート上の工作物材料の蓄積を回避しまたは低減するように、フライスインサート−切屑接触面における潤滑を改善することができる。さらに、クーラントの流れにより、フライスインサート−切屑接触面の近傍からの切屑の排出が容易になり、切屑の再切削が回避される。
【００５９】
本発明が、フライスインサートと工作物との接触面へのクーラントの供給が改善された、切屑形成および材料除去作業に用いられるフライスおよびフライスインサートを提供することが明らかである。クーラント供給を改善する結果として多数の利点がある。
【００６０】
これに関して、本発明は、フライスインサートと工作物との接触面（すなわち、切屑が発生する工作物上の位置）へのクーラントの供給が改善された、切屑形成および材料除去作業（たとえば旋削およびフライス加工）に用いられる切削装置切削インサートを提供する。結果として、クーラントは、切削インサート・工作物接触面における蓄熱の悪影響を低減することができる。さらなる結果として、クーラントの存在により、フライスインサート上の工作物材料の蓄積を回避しまたは低減するように、フライスインサート−切屑接触面における潤滑を改善することができる。さらに、クーラントの流れにより、切削インサート−切屑接触面の近傍からの切屑の排出が容易になり、切屑の再切削が回避される。
【００６１】
ある数値的な特許請求の範囲の言語を使用することにより特許請求の範囲を過度に限定する意図はないことが理解されるべきである。たとえば、特許請求の範囲が「第５切欠き」を必要とする場合があっても、これは５つの切欠きがあることを要求するものではない。代りに、「第５切欠き」のような用語の使用は、５つの切欠きがあるということではなく、それを異なる数値記述により別の切欠きから識別するという意図があることが理解されるべきである。こうした数値的言語の使用は、本発明の範囲のよりよい理解を容易にするためである。
【００６２】
本明細書で特定した特許および他の文献は、参照により本明細書に援用される。本発明の他の実施形態は、本明細書に開示する本発明の仕様および実施を考慮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、単に例示的なものであり、本発明の範囲を限定するように意図されていないことが意図されている。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ている。
【図１】
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【図２】
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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７】
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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１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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