特許 7335239 片面四方向割出し可能でポジティブな切削インサートおよびそのためのインサートミル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-21

(45)【発行日】2023-08-29

(54)【発明の名称】片面四方向割出し可能でポジティブな切削インサートおよびそのためのインサートミル

(51)【国際特許分類】

   B23C 5/20 20060101AFI20230822BHJP

   B23C 5/10 20060101ALN20230822BHJP

【ＦＩ】

B23C5/20

B23C5/10 D

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2020524358

(86)(22)【出願日】2018-10-14

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-02-15

(86)【国際出願番号】 IL2018051101

(87)【国際公開番号】W WO2019106648

(87)【国際公開日】2019-06-06

【審査請求日】2021-09-08

(31)【優先権主張番号】15/827,291

(32)【優先日】2017-11-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/683,268

(32)【優先日】2018-06-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】514105826

【氏名又は名称】イスカル リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】バラス アサフ

【審査官】中川 康文

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１３－５２０３２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１０４７８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５０６１６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００５／０１１１９２５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１５／００８７２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／０３９３４７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１５／０２５７４８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１２－５１０３８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】セラチップ 総合カタログ'07年版 2007京セラ切削工具，日本，京セラ株式会社，2007年12月31日，M15,M19

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｂ ２７／００－２９／３４

Ｂ２３Ｃ １／００－９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポジティブな基本形状を有する片面四方向割出し可能な切削インサート（１４）であって、
すくい面（２４）と、
前記すくい面（２４）に対向して位置するベース支持面（２６）と、
前記ベース支持面（２６）に対して垂直で、前記切削インサート（１４）の中心を通って延在するインサート軸（Ａ_Ｉ）であって、前記ベース支持面（２６）から前記すくい面（２４）に向かう上方向（Ｄ_Ｕ）と、前記上方向と反対の下方向（Ｄ_Ｄ）と、前記上方向（Ｄ_Ｕ）および前記下方向（Ｄ_Ｄ）に垂直で、前記インサート軸（Ａ_Ｉ）から離れるように延在する外向き方向（Ｄ_ｏ）を規定する、インサート軸（Ａ_Ｉ）と、
前記ベース支持面（２６）から前記すくい面（２４）の最高点まで、前記インサート軸（Ａ_Ｉ）に平行に測定可能な切削インサート高さ（Ｈ_Ｉ）と、
前記すくい面（２４）と前記ベース支持面（２６）とを接続する周面（２８）であって、前記ベース支持面（２６）から上方外向きに延びる未研削の下部サブ面（３４）であって、第一、第二、第三および第四の側部当接面（３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃ、３８Ｄ）を備える、下部サブ面（３４）と、前記下部サブ面（３４）と前記すくい面（２４）とを接続する上部サブ面（３６）であって、前記ベース支持面（２６）の上方の最小上部サブ面高さ（Ｈ_Ｕ）で前記上方向（Ｄ_Ｕ）に始まる、上部サブ面（３６）とを備える、周面（２８）と、
前記周面（２８）と前記すくい面（２４）との交点に沿って形成される切削刃（３２）と、
前記すくい面（２４）と前記ベース支持面（２６）とに開口するねじ穴（３０）であって、ボイド体積（Ｖ_Ｓ）を有するねじ穴（３０）と、
を備え、
前記切削インサート（１４）は、仮想正四角錐台（５０）を有し、前記仮想正四角錐台（５０）は、前記ベース支持面（２６）を収容する正方形基部（５２）と、それぞれが１°≦θ≦１５°の条件を満たす当接面逃げ角（θ）で前記正方形基部（５２）から上方外向きに延び、それぞれが第一、第二、第三および第四の側部当接面（３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃ、３８Ｄ）のそれぞれ１つを含む４つの等脚台形側面（５４、５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄ）と、前記４つの等脚台形側面（５４、５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄ）を接続し、前記正方形基部（５２）からの前記切削インサート高さ（Ｈ_Ｉ）に等しい距離に位置する正方形頂部（５６）とによって規定され、
前記上部サブ面（３６）は、前記等脚台形側面（５４、５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄ）のうちの隣接する１つから外向きに延び、前記最小上部サブ面高さ（Ｈ_Ｕ）に最下点（６０）を有する少なくとも１つの張出し部分（４４）を備え、
前記インサート軸（Ａ_Ｉ）に平行な視野において、前記切削刃（３２）の内接円直径（Ｉ_Ｃ）は、条件３．５≦Ｉ_Ｃ≦１０ｍｍを満たし、切削インサート（１４）のボイド体積（Ｖ_Ｓ）と材料体積（Ｖ_Ｆ）との体積比（Ｖ_Ｓ／Ｖ_Ｆ）が、条件０．５５≧Ｖ_Ｓ／Ｖ_Ｆ≧０．３０を満たす、切削インサート（１４）。

【請求項2】

前記内接円直径Ｉ_Ｃが、Ｉ_Ｃ≦６．５ｍｍの条件を満たす、請求項１に記載の切削インサート（１４）。

【請求項3】

前記最小上部サブ面高さＨ_Ｕが、０．６０Ｈ_Ｉ≦Ｈ_Ｕ≦０．９０Ｈ_Ｉの条件を満たす、請求項１または２に記載の切削インサート（１４）。

【請求項4】

前記切削刃（３２）は、コーナーを接続する４つの同一のコーナー（４６、４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃ、４６Ｃ、４６Ｄ）と、４つの同一の直線状切削刃（４８、４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ、４８Ｄ）とを備える、請求項１～３のいずれか一項に記載の切削インサート（１４）。

【請求項5】

各直線状切削刃（４８、４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ、４８Ｄ）が、０．６５Ｉ_Ｃ＜Ｌ_Ｅ＜０．９５Ｉ_Ｃの条件を満たす切削刃長Ｌ_Ｅを有する、請求項４に記載の切削インサート（１４）。

【請求項6】

前記切削インサート（１４）の前記ベース支持面（２６）のみが研削される、または、
前記ベース支持面（２６）および前記切削刃（３２）全体が研削され、前記切削刃（３２）が前記正方形頂部（５６）内に含まれる、請求項１～５のいずれか一項に記載の切削インサート（１４）。

【請求項7】

前記切削刃（３２）が円形である、請求項１～６のいずれか一項に記載の切削インサート（１４）。

【請求項8】

前記周面（２８）が、前記第一の側部当接面（３８’’’）に隣接する第一の側部非当接面（３９’’’）と、前記第二の側部当接面（３８’’’）に隣接する第二の側部非当接面（３９’’’）と、前記第三の側部当接面（３８’’’）に隣接する第三の側部非当接面（３９’’’）と、前記第四の側部当接面（３８’’’）に隣接する第四の側部非当接面（３９’’’）とをさらに備え、
前記第一、第二、第三、および第四の側部非当接面（３９’’’）のそれぞれが、前記第一、第二、第三、および第四の側部当接面（３８’’’）よりも前記インサート軸（Ａ _１ ）である中心軸（Ａ_１）からさらに離間している、請求項１～７のいずれか一項に記載の切削インサート（１４’’’）。

【請求項9】

第一の長さ（Ｌ１）が、前記中心軸（Ａ_Ｉ）から各側部当接面（３８’’’）まで測定可能であり、第二の長さ（Ｌ２）が、前記中心軸（Ａ_Ｉ）から各側部非当接面（３９’’’）まで測定可能であり、
前記第一の長さ（Ｌ１）が前記第二の長さ（Ｌ２）よりも短く、それらの間の差Δが、Ｌ２＝Ｌ１＋Δの条件を満たす、請求項８に記載の切削インサート（１４’’’）。

【請求項10】

前記差Δが、０．０４ｍｍ＜Δ＜０．５ｍｍの条件を満たす、請求項９に記載の切削インサート（１４’’’）。

【請求項11】

前記切削インサート（１４’’’）は、各対の隣接するコーナーの間に、隣接する傾斜切削刃（１１２）および送り切削刃（１１０）を有する送りインサート（１４’’’）である、請求項８～１０のいずれか一項に記載の切削インサート（１４’’’）。

【請求項12】

前記周面（２８）は、前記ベース支持面に隣接する逃げサブ面（１１４）を備える、請求項１１に記載の切削インサート（１４’’’）。

【請求項13】

前記側部当接面（３８’’’）の第一の幅Ｗ１が、前記側部非当接面（３９’’’）の第二の幅Ｗ２よりも大きい、請求項８～１２のいずれか一項に記載の切削インサート（１４’’’）。

【請求項14】

工具ホルダ（１２）と、
前記工具ホルダ（１２）に着座する、請求項１～１３のいずれか一項に記載の切削インサート（１４、１４’’’）と、
を備える、インサートミル（１０）であって、
前記工具ホルダ（１２）が、
シャンク部分（１８）と、
前記シャンク部分（１８）に接続され、ポケット（２２）を備える切削部分（２０）と、
前記工具ホルダ（１２）の中心を通って延在し、前記シャンク部分（１８）から前記切削部分（２０）の方向に延びる前方方向（Ｄ_Ｆ）を規定する回転軸（Ａ_Ｒ）と、
を備え、
前記ポケット（２２）が、
シート当接面（６２）と、
前記シート当接面（６２）に開口し、最小ポケット穴内接円（Ｉ_Ｐ）および関連する最小ポケット穴径（Ｄ_Ｐ）を規定するねじ付きポケット穴（６４）と、
前記シート当接面（６２）の平面図において互いに直角に向けられた第一および第二の横当接面（６６Ａ、６６Ｂ）と、
を備え、
前記第一および第二の横当接面（６６Ａ、６６Ｂ）のそれぞれは、細長い連続形状を有し、前記第一および第二の横当接面（６６Ａ、６６Ｂ）は、前記シート当接面（６２）を除くと、前記ポケット（２２）の唯一の当接面であり、
前記切削インサート（１４、１４’’’）は、前記ポケット（２２）の前記シート当接面（６２）に当接する前記切削インサート（１４）の前記ベース支持面（２６）と、前記ポケット（２２）の前記第一および第二の横当接面（６６Ａ、６６Ｂ）に当接する前記切削インサートの隣接する側部当接面（３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃ、３８Ｄ）のうちの２つとで、前記ポケット（２２）に取り付けられる、インサートミル（１０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の主題は、片面四方向割出し可能でポジティブな切削インサート（以下、「インサート」ともいう）およびそのためのインサートミルに関する。より詳細には、このようなインサートおよび工具ホルダは、９０°の肩削りミーリング作業のために構成されている。

【背景技術】

【0002】

本発明の目的のために、エンドミルは、理論的には、２つの一般的なグループ、すなわち、インサートミルおよびソリッドエンドミルに分けることができる。

【0003】

インサートミルは、ポケットを有する工具ホルダと、ポケット内に取り付けられるように構成され、交換可能で、典型的には割出し可能なインサートとを備えるミーリング工具である。インサートミルの利点は、比較的高価で硬い材料で作られた交換可能なインサートが、ミーリング工具の比較的小さな部分を構成することである。工具ホルダは、シャンクを備え、シャンクは、ミーリング中にコレットまたはチャックによって、しっかりと保持される。

【0004】

小さなインサートを定期的に交換する必要があり、工具ホルダを定期的に交換する必要が少ないインサートミルとは異なり、ソリッドエンドミルは、一体的に形成された歯を備え、ソリッドエンドミル全体は、それが摩耗した後に交換される。また、ソリッドエンドミルも一体的に形成されたシャンクを備え、シャンクは、ミーリング中にコレットまたはチャックによって、しっかりと保持される。したがって、ソリッドエンドミルは、インサートミルよりもはるかに比較的高価な材料を利用する。コストが比較的高いにもかかわらず、ソリッドエンドミルのインサートミルに対する利点の１つは、ソリッドエンドミルの単一の一体成形ボディが比較的小さな直径（典型的には２０ｍｍ未満の直径で、より小さい直径がより一般的であり、例えば、約１２ｍｍ以下の直径）で製造できることであり、インサートミルで可能または実用的である場所よりも、比較的より小さな場所でのミーリングが可能になることである。

【0005】

非常に小さなインサートが知られているが、様々な理由から、比較的小さい直径では、ソリッドエンドミルが依然として一般に好ましい。

【0006】

したがって、本発明は、ソリッドエンドミルと機能的にも経済的にも競合するようになる一連の設計特徴を有するインサートおよびインサートミルで、切削直径が２０ｍｍ以下、特に９～１６ｍｍの範囲、好ましくは９～１２ｍｍの範囲のものを対象とする。

【0007】

関心のある文献は、特許文献１であり、これは、小径工具ホルダのために片面二方向割出し可能なインサートを開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】欧州特許出願公開第３０５０６５５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明の目的は、新規で改良された切削インサートおよびそのための工具ホルダを提供することである。特に、小径用途のための切削インサートで、一般的な工具ホルダにも使用可能なものを提供することである。別の目的は、回転防止構造を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、小径工具ホルダのために９０°肩削りミーリング作業用の片面四方向割出し可能な切削インサートを提供する。特許文献１で開示された２つの割出し可能な位置よりも、４つの割出し可能な位置が典型的に好まれる。それでも、特許文献１で選択された設計は、割出し可能な位置を２つしか有さないものが意図的に選択された。

【0011】

本発明は、このように小径であっても、例えば、基本的な正方形形状の四方向割出し可能なインサートを提供することができると考える。従来、四方向割出し可能なインサートの９０°肩削りミーリング作業の間、インサートの２つの隣接する切削刃が同時に使用され、半径方向に位置する１つの切削刃は横方向に機械加工するために、軸方向に位置するもう１つ切削刃はインサートミルの軸方向端部にワイパ機能を提供するために、使用される。ワイパ機能を提供する切削刃は既に摩耗を受けているので、４つの割出し可能な位置が利用できず、このようなインサートは、特許文献１に示され、より長い切削刃を提供することができる細長い二方向割出し可能なタイプよりも不利であると考えられた。

【0012】

１つの側面に４つを上回る切削刃を有する切削インサートも知られているが、これらのインサートは、そのような小径のためのものが知られていないことに留意されたい。これは、ワイパとして使用される切削刃上の上記摩耗を補償するために、切削刃は、典型的には、直線状ではなく、小さなワイパ部分と、より大きな逃げ切削刃部分とを備えるからである。これにより、既に小さなインサートの全切削刃長が短くなる。

【0013】

同様に、４つを超える刃を有する両面インサートも知られているが、極めて小径の工具ホルダにおいて、このような切削インサートにクリアランスを設けることが可能なのは問題である。

【0014】

したがって、本発明者は、主切削刃が小径の工具ホルダでも可能な位置にあるので、切削刃がワイパ位置で使用された後であっても、著しい摩耗も、切削刃全体の使用もないことを見出した。

【0015】

さらに、多くの有利な特徴が組み込まれており、それらの特徴のそれぞれは、以下に記載されるように、小径のインサートミルが、同様の直径のソリッドエンドミルに対して競合するために、経済的な製造を可能にするように設計される。

【0016】

本発明の第一の態様によれば、ポジティブな基本形状を有する片面四方向割出し可能な切削インサートが提供され、このインサートは、
すくい面と、
すくい面に対向して位置するベース支持面と、
ベース支持面に対して垂直で、インサートの中心を通って延在するインサート軸（Ａ_Ｉ）であって、ベース支持面からすくい面に向かう上方向と、上方向と反対の下方向と、上方向および下方向に垂直で、インサート軸から離れるように延在する外向き方向を規定する、インサート軸（Ａ_Ｉ）と、
ベース支持面からすくい面の最高点まで、インサート軸に平行に測定可能な切削インサート高さＨ_Ｉと、
すくい面とベース支持面とを接続する周面であって、ベース支持面から上方外向きに延びる未研削の下部サブ面であって、第一、第二、第三および第四の側部当接面を備える、下部サブ面と、下部サブ面とすくい面とを接続する上部サブ面であって、ベース支持面の上方の最小上部サブ面高さＨ_Ｕで上方向に始まる、上部サブ面とを備える周面と、
周面とすくい面との交点に沿って形成された切削刃と、
すくい面とベース支持面とに開口するねじ穴であって、ボイド体積Ｖ_Ｓを有するねじ穴と、
を備え、
インサートは、仮想正四角錐台を有し、仮想正四角錐台は、ベース支持面を収容する正方形基部と、それぞれが１°≦θ≦１５°の条件を満たす当接面逃げ角θで、正方形基部から上方外向きに延び、それぞれが第一、第二、第三および第四の側部当接面のそれぞれ１つを含む４つの等脚台形側面と、４つの等脚台形側面を接続し、正方形基部からの切削インサート高さＨ_Ｉに等しい距離に位置する正方形頂部によって規定され、
上部サブ面は、台形側面の隣接する１つから外向きに延び、前記最小上部サブ面高さＨ_Ｕに最下点を有する少なくとも１つの張出し部分を備え、
インサート軸（Ａ_Ｉ）に平行な視野において、切削刃の内接円直径Ｉ_Ｃは、Ｉ_Ｃ≦１０ｍｍの条件を満たし、切削インサートのボイド体積Ｖ_Ｓと材料体積Ｖ_Ｆとの体積比Ｖ_Ｓ／Ｖ_Ｆは、Ｖ_Ｓ／Ｖ_Ｆ≧０．２５の条件を満たす。

【0017】

ワイパ表面についての上記の発見に加えて、小さいインサート、すなわち１０ｍｍ以下の内接円直径Ｉ_Ｃを有するインサートを利用することによって、このように小さなインサートは、焼結プロセスにおいて比較的小さい歪み（典型的には凸状膨出部）を受けることが見出された。このような歪みに対して、従来は、ポケット横当接面にギャップを設けること（凸状インサートの側部当接面がギャップの両側の横当接面に確実に接触するようにするため）、あるいは切削インサートの側面に予め設計された凹部を設けること、または切削インサートの側面を高価に研削することのいずれかによって対処される。

【0018】

本発明の切削インサートは小さいため、歪みは合理的な許容範囲内であり、上記のポケットの修正および切削インサートの周辺研削を回避することができる。したがって、インサートは、研磨されていない下部サブ面を有するものとして定義される。当分野で知られているように、研削面は、平面研削面が終了し、非研削面が開始する研削ラインおよび不連続ラインによって識別することができる。

【0019】

さらに、このようなポケット設計は、通常は横当接面の中心に接触するために、（したがって、従来の横当接面のギャップに接触するために）、同じポケットに取り付けることができない小さな四方向割出し可能な円形タイプのインサートにも有用である。さらに、四方向割出し可能な送りインサートなどの他のタイプのインサートも、このような工具ホルダとともに使用することができ、本発明の工具ホルダをより汎用性があり、したがってより経済的なものにする。

【0020】

したがって、インサートポケット（すなわち、下部サブ面）に取り付けるためのインサートの周辺部分と、インサートの切削部分（すなわち、切削刃）とを分離する、少なくとも１つの張出し部分のさらなる有利な特徴がある。したがって、異なる切削刃のタイプ（９０°または円形など）を製造する場合、同じ基本的なインサート、あるいは少なくとも同じポケットを使用することができる。

【0021】

ポジティブな基本形状を有することにより、特許文献１（段落［００３４］）に開示されているように、できるだけ少ない機械加工によるプレス工程が可能になり、本設計の経済的利点にも寄与する。用語「ポジティブな基本形状」とは、より具体的には、インサートのベース支持面により近い断面積が、インサートからさらに離れた断面積よりも小さいことを意味するが、周面のすべてが連続的に傾斜している必要はないことに留意されたい。例えば、インサートのある部分では、表面は、インサート軸と平行に延在してもよい。

【0022】

最終的に、インサート自体の材料の量を最小限に抑えことができる。上記で規定した体積比Ｖ_Ｓ／Ｖ_Ｆが成功裏に達成されたことが分かった。当然ながら、材料の量を最小限に抑え、４つの割出し可能な位置を提供することで、経済的利点を提供することができる。

【0023】

上述の４つの主要な設計特徴（すなわち、４つの割出し可能な位置、小さいサイズに起因する研削されていない下部サブ面、少なくとも１つの張出し部分、および体積を最小にする材料）のそれぞれは、それぞれ個別に有利であるが、本態様における４つの要素すべての組み合わせは、切削インサートに複数の利点を提供するものと考えられる。

【0024】

さらに、本発明の主インサートの意図された用途は、９０°肩削りミーリング作業であるが、このようなインサートは極めて小さく、汎用性があり、したがって、面取り（ポケットの方位を回転させることによる）またはドリル加工などの他の作業にも使用することができる。

【0025】

本発明の第二の態様によれば、工具ホルダと、前の態様による切削インサートとを備えるインサートミルが提供される。

【0026】

このようなインサートミルでは、工具ホルダは、
シャンク部分と、
シャンク部分に接続され、ポケットを備える切削部分と、
工具ホルダの中心を通って延在し、切削部分の方向にシャンク部分から延びる前方方向を規定する回転軸と、
を備え、
ポケットは、シート当接面と、シート当接面に開口し、最小ポケット穴内接円Ｉ_Ｐおよび関連する最小ポケット穴径Ｄ_Ｐを規定するねじ付きポケット穴と、シート当接面の平面図において互いに直角に向けられた第一および第二の横当接面と、
を備え、
第一および第二の横当接面のそれぞれは、細長い連続形状を有し、第一および第二の横当接面は、シート当接面を除くと、ポケットの唯一の当接面であり、
切削インサートは、ポケットのシート当接面に当接するインサートのベース支持面と、ポケットの第一および第二の横当接面に当接するインサートの隣接する側部当接面のうちの２つとで、ポケットに取り付けられる。

【0027】

上記で定義した「直角」は、正確に９０°を意味するものではなく、むしろ製造誤差内、すなわち約９０°±３°、好ましくは９０°±１°を意味することに留意されたい。

【0028】

上述のように、研削されていない下部サブ面および上述のようなポケットを有する四方向割出し可能なインサートによって、ポケットがシンプルに製造可能になり、ポケットが他のタイプの四方向割出し可能なインサートでさえも収容できるという点で汎用性を有することができる。

【0029】

本発明の第三の態様によれば、第二の態様で定義される工具ホルダが提供される。

【0030】

本発明の第四の態様によれば、円形の切削刃と、ちょうど４つの等間隔の側部当接面とを有する四方向割出し可能な切削インサートが提供される。

【0031】

本発明の第五の態様によれば、Ｖ_Ｓ／Ｖ_Ｆ≧０．３０の体積比を有する四方向割出し可能な切削インサートが提供される。

【0032】

体積比が大きいほど、使用する材料が少なくなることが理解されるであろう。したがって、体積比は、Ｖ_Ｓ／Ｖ_Ｆ≧０．３０、あるいはＶ_Ｓ／Ｖ_Ｆ≧０．３５の条件を満たすことが好ましい。許容可能な最近の切削条件に対する近似的な最大体積比は、理論的には、Ｖ_Ｓ／Ｖ_Ｆ≦０．５５の条件を満たすと考えられる。この最大体積比は、特に、本発明による極めて少ない材料を有する円形タイプのインサートに関連する。正方形の刃先を有するインサートに関して、Ｖ_Ｓ／Ｖ_Ｆ≦０．４０の近似的な最大体積比は、おそらく近似的な最大体積比である。

【0033】

上で定義された内接円直径Ｉ_Ｃによって、下部サブ面を研削しないことも可能になるが、さらに小さいサイズであっても、より小径の工具ホルダが使用されること、および／または追加のインサートを有することが可能になることが理解されるであろう。したがって、内接円直径Ｉ_Ｃは、Ｉ_Ｃ≦８ｍｍ、あるいは、さらにＩ_Ｃ≦６．５ｍｍの条件を満たすことが好ましく、Ｉ_Ｃ≦５ｍｍの条件を満たすことが最も好ましい。近似的で最小の実現可能なサイズは、Ｉ_Ｃ≧３．５ｍｍの条件を満たすと考えられる。

【0034】

最小上部サブ面高さＨ_Ｕが高いほど、下部サブ面の高さを高くできることが理解されるであろう。下部サブ面は、支持機能を提供し、したがって、その最大高さは、ポケット内に取り付けられたときに、インサートの安定性を高める。逆に、切削機能には、上部サブ面に十分なサイズが必要である。したがって、最小上部サブ面高さＨ_Ｕは．６０Ｈ_Ｉ≦Ｈ_Ｕ≦０．９０Ｈ_Ｉ、または、さらに０．６０Ｈ_Ｉ≦Ｈ_Ｕ≦０．８０Ｈ_Ｉの条件を満たすことが好ましく、０．６３Ｈ_Ｉ≦Ｈ_Ｕ≦０．７３Ｈ_Ｉの条件を満たすことが最も好ましい。

【0035】

少なくとも１つの張出し部分は、インサートの全周に沿って延びる単一の連続張出し部分とすることができ、あるいは以下に説明するように、円形切削刃インサートのような実施形態で好ましいように、円周方向に離間した複数の張出し部分とすることができる。

【0036】

切削インサートは、好ましくは、インサート軸の周りに９０°回転対称であり得る。別の言い方をすれば、切削インサートは、４つの同一の側面を有することができる。

【0037】

切削インサートは、４つの同一のコーナーと、コーナーを接続する４つの同一の直線状切削刃を備えることができる。これは、複雑な幾何学的形状のないシンプルな経済的形状を提供することが理解されるであろう。別の言い方をすれば、インサートは丸いコーナーを有する基本的な正方形状切削刃を有することができる。この形状は、切削用に長い直線状切削刃を有する最も好ましい形状であり得る。

【0038】

１つの好適な例によれば、各直線状切削刃は、０．６５Ｉ_Ｃ＜Ｌ_Ｅ＜０．９５Ｉ_Ｃの条件を満たす切削刃長Ｌ_Ｅを有する。好ましくは、切削刃長Ｌ_Ｅは、０．７５Ｉ_Ｃ＜Ｌ_Ｅ＜０．９０Ｉ_Ｃの条件を満たす。したがって、極めて小さいインサートの場合、インサートの一側面の直線状切削刃全体が主切刃として機能し、隣接する側面の直線状切削刃全体がワイパとして機能することができる。特に、インサートが非常に小さいため、切削刃全体が比較的大きなワイパを構成する（ワイパとして使用した場合、摩耗の心配が高くなる）。多くの公知の設計では、これは、直線状でない切削刃、すなわち、コーナーに隣接する小さなワイパと、それに続く異なる方向に続く逃げ刃部分によって克服される。しかしながら、本発明では、各直線状切削刃がよりシンプルな幾何形状を有することができ、１つの割出し位置にあるときには、より大きなワイパとして機能し、次いで、インサートの割出し後に主切削刃として機能する。特に、大きなワイパは、機械加工されたワークピース上でより良い仕上げを提供することができる。

【0039】

代替として、基本的なインサート形状は、９０°以外の肩削りミーリング作業の場合（円形インサートの作業に似ている）、非常に小さな直線状切削刃と非常に大きなコーナー半径を有することができる。このような実施形態では、切削刃長Ｌ_Ｅは、０．１０Ｉ_Ｃ＜Ｌ_Ｅ＜０．５０Ｉ_Ｃの条件を、好ましくは０．１５Ｉ_Ｃ＜Ｌ_Ｅ＜０．３５Ｉ_Ｃの条件を満たす。

【0040】

さらに代替として、切削刃は、例えば、円形とすることもできる。

【0041】

最も好ましくは、ベース支持面は研削されている。最も好ましい実施形態では、切削インサートのベース支持面のみが研削される。これは、インサートの最も経済的な製造である。

【0042】

用途によっては、追加のすくい面の研削作業を実施する必要がある。このような実施形態では、ベース支持面および切削刃全体が研削され、切削刃が正方形頂部内に含まれる。別の言い方をすれば、研削作業は、全周面で行われるのではなく、単にインサートの頂部に沿って行われ、したがって、切削刃全体が平面内に含まれ、この場合、正方形頂部内に含まれると記載される。インサートのこのような頂部研削によって、多数のインサートを単一パスで研削することが可能になることが理解されるであろう。これは、いくつかの点で不利であるが、適切でポジティブな切削位置を提供するために、ポケットを傾斜させることによって相殺することができる。

【0043】

用途によっては、正方形頂部内に含まれる切削刃を所望の公差内で、かつこのような研削作業なしに製造することも可能であり、それは、より経済的であるので、当然、好ましい。

【0044】

安定性をより高めるために、当接面逃げ角θは、好ましくは２°≦θ≦８°の条件を、最も好ましくは４°≦θ≦７°の条件を満たす。

【0045】

好適な性能を提供するために、切削刃に沿った任意の位置で取られたインサート軸に対して垂直に測定可能な切削刃ランド幅Ｗ_Ｌは、Ｗ_Ｌ≦０．１４ｍｍの条件を満たす。好ましくは、ランド幅ＷＬは、０．０２ｍｍ≦Ｗ_Ｌ≦０．１４ｍｍの条件を、あるいは、より好ましくは０．０３ｍｍ≦Ｗ_Ｌ≦０．１１ｍｍの条件を、最も好ましくは０．０４ｍｍ≦Ｗ_Ｌ≦０．０８ｍｍの条件を満たす。

【0046】

ポケットは、切削刃が平面であること、すなわち、頂部正方形に含まれることを補償するために、好ましくは、工具ホルダの回転軸に対して傾斜している。

【0047】

ポケット穴は、横当接面までの距離と比較して、同様に、断面を比較的大きくすることができる。これは、ポケット穴径およびポケット穴から横当接面までの距離から分かる。

【0048】

横当接面は、典型的には、インサートの当接面と同じ角度で配向されることが好ましい。

【0049】

ねじ軸は、好ましくは、シート当接面の中心からオフセットすることができ、すなわち、横当接面が互いに最も近い場所にわずかに近接することができ、その結果、切削インサートをポケットに保持するねじは、切削インサートを横当接面に向かって付勢することになる。

【0050】

本発明によるインサートの最も有利な用途は、小さい直径、特に９．７ｍｍ～１６ｍｍの標準的な直径範囲を切削するためのインサートミルであると考えられる。単一の切削インサートで標準直径６ｍｍのインサートミルも、さらに大きな直径のインサートミルも可能であるが、それにもかかわらず、それらのサイズでは、他の工具ホルダに比べて効率が悪いと考えられている。例示された小型インサート（Ｉ_Ｃ＝４ｍｍ）については、２つのインサートを有する直径９．７ｍｍのインサートミル、２つまたは３つのインサートを有する直径１２ｍｍのインサートミル、４つのインサートを有する直径１４ｍｍのインサートミル、５つのインサートを有する直径１６ｍｍのインサートミルが実現可能である。本発明は、上述の直径範囲の下端、特に直径が９．７ｍｍおよび１２ｍｍのインサートミルにおいて、最も有利であることに留意されたい。その利点は、言及されたインサートの数に４を乗じること（すなわち、各インサートについて利用可能な割出し可能な位置の数）によって注目され得る。

【0051】

第六の態様によれば、すくい面と、略平面のベース支持面と、すくい面とベース支持面とを接続する周面と、中心軸を有するねじ穴と、周面とすくい面との交点に形成された切削刃とを備える切削インサートが提供され、
インサートは、中心軸の周りで割出し可能であり、
周面は、第一の側部当接面と、第一の側部当接面に隣接する第一の非当接面と、第二の側部当接面と、第二の側部当接面に隣接する第二の非当接面とを備え、
第一の側部当接面と第一の側部非当接面は、隣接して位置する第一のコーナーと第二のコーナーとの間に位置し、
第二の側部当接面と第二の側部非当接面は、前記第二のコーナーと、第二のコーナーに隣接する第三のコーナーとの間に位置し、
第一および第二の側部非当接面は、それぞれ第一および第二の側部当接面よりも中心軸から離間している。

【0052】

以下の説明から明らかになるように、本態様だけでなく、以前のインサートの態様のいずれも、第六の態様に記載された特徴、または以下の図１５～図１８Ｂに記載された特徴を含むことができる（別の言い方をすれば、特徴は、要約すると、一対の隣接する側部当接面および側部非当接面であり、各側部非当接面は、各側部当接面よりも中心軸からさらに離間している）。その利点は、隣接する２つのコーナー間の切削刃の部分が異なる幾何学的形状（すなわち、異なる切削機能）を有する場合に特に顕著である。

【0053】

例えば、四方向割出し可能インサートについて規定する場合、その特徴は、第一の側部当接面に隣接する第一の側部非当接面と、第二の側部当接面に隣接する第二の側部非当接面と、第三の側部当接面に隣接する第三の側部非当接面と、第四の側部当接面に隣接する第四の側部非当接面とをさらに備え、第一、第二、第三、および第四の非当接面のそれぞれは、第一、第二、第三、および第四の当接面よりも中心軸から離間していると規定され得る。

【0054】

別の言い方をすれば、第一の長さＬ１は、中心軸Ａ_Ｉから各側部当接面３８’’’まで測定可能であり、第二の長さＬ２は、中心軸Ａ_Ｉから各側部非当接面３９’’’まで測定可能であり、第一の長さＬ１は、第二の長さＬ２よりも短い。数学的な用語では、このような関係は、Ｌ２＝Ｌ１＋Δのように表すことができる（Δは、第一の長さＬ１と第二の長さＬ２との差である）。第二の長さＬ２は、好ましくは、以下の条件、すなわち、０．０４ｍｍ＜Δ＜０．５ｍｍ、より好ましくは０．０６ｍｍ＜Δ＜０．２ｍｍ、最も好ましくは０．０６ｍｍ＜Δ＜０．１ｍｍの条件を規定することができる。

【0055】

好ましくは、インサートは、四方向割出し可能な切削インサートである。好ましくは、切削刃は、各割出し位置に対して同一である。

【0056】

好ましくは、インサートは、隣接する２つのコーナー間に、隣接する傾斜切削刃と送り切削刃とを有する送りインサートである。好ましくは、各側部非当接面は、送り切削刃の下に概ね位置し、各側部当接面は、傾斜切削刃の下に概ね位置する。

【0057】

好ましくは、隣接する側部非当接面は、ポケットの第一および第二の横当接面と同じ角度で配向される。

【0058】

好ましくは、隣接する側部非当接面は、側部当接面と同じ割出し角度で配向される。

【0059】

好ましくは、中心軸に垂直な断面図において、側部当接面の幅は、側部非当接面の幅よりも広い。

【0060】

好ましくは、周面は、ベース支持面に隣接する逃げサブ面を備える。詳述すると、逃げサブ面は、その上の表面よりも内側に位置する。最も好ましくは、逃げサブ面は、側部非当接面の下に配置される。さらに、逃げサブ面は、側部当接面の下に配置することもできることが好ましい。最も好ましくは、逃げサブ面は、側部当接面および側部非当接面の両方の下に位置することができる。最も好ましい実施形態では、逃げサブ面は、インサート周面全体の周りに延在することができる。好ましくは、逃げサブ面は凸状に湾曲している。

【0061】

好ましくは、すくい面は、ネガティブなランドを備えることができる。

【0062】

好ましくは、すくい面は、傾斜切削刃に隣接する凸状に湾曲したすくい面部分を備えることができる。

【0063】

本発明の主題をより良く理解するために、また本発明が実際にどのように実行され得るかを示すために、スケールモデルから導出された添付の図面を参照する。

【図面の簡単な説明】

【0064】

【図1A】本発明の主題による工具ホルダと複数のインサートとを備えるインサートミルの側面図であり、最も左側のインサートの正面（すなわち軸方向）図を示すために回転させた図である。

【図1B】図１Ａのインサートミルの側面図であり、図１Ａの一番左側のインサートの側面図を示すために回転させた図である。

【図1C】図１Ａおよび図１Ｂのインサートミルの端面図である。

【図2】図１Ａ～図１Ｃに示すインサートミルと同様のインサートミルの端面図であるが、インサートを２つ有する点で異なる。

【図3】図１Ａ～図１Ｃに示すインサートミルと同様のインサートミルの端面図であるが、インサートを５つ有する点で異なる。

【図4】図１Ａに示す最も左側のインサートの斜視図である。

【図5A】図６Ｃの線ＶＡ－ＶＡに沿った断面図である。

【図5B】図６Ｃの線ＶＢ－ＶＢに沿った断面図である。

【図5C】図６Ｃの線ＶＣ－ＶＣに沿った断面図である。

【図6A】図４のインサートの側面図である。

【図6B】図６Ａの線ＶＩＢ－ＶＩＢに沿った断面図である。

【図6C】図６Ａのインサートの上面（すなわち軸方向）図である。

【図7A】仮想正四角錐台の上面図であり、その正方形頂部を示す。

【図7B】図７Ａにおける正四角錐台の側面図であり、その等脚台形側面を示す。

【図7C】図７Ａにおける正四角錐台の底面図であり、その４つの等脚台形側面およびその正方形基部を示す図である。

【図7D】回転させた図７Ａの正四角錐台の別の側面図である。

【図7E】正四角錐台内に示された図４のインサートの概略側面図である。

【図7F】図７Ａの正四角錐台の斜視図である。

【図7G】正四角錐台の一部分内に示された図４のインサートの概略斜視図であり、正四角錐台の台形側面が切削インサートの側部当接面を含む場所を概略的にハッチングで示す。

【図8A】図１Ａ～図３のインサートミルのいずれか１つのポケットの斜視図である。

【図8B】図８Ａのポケットの側面図である。

【図8C】図８Ａのポケットの上面（すなわち軸方向）図であり、また、ポケットのシート当接面の平面図を構成する。

【図9】別のインサートの斜視図であり、正四角錐台（図示せず）の台形側面が切削インサートの側部当接面を含む場所を概略的にハッチングで示す。

【図10A】図１１Ｃの線ＸＡ－ＸＡに沿った断面図である。

【図10B】図１１Ｃの線ＸＢ－ＸＢに沿った断面図である。

【図11A】図９のインサートの側面図である。

【図11B】図１１Ａの線ＸＩＢ－ＸＩＢに沿った断面図である。

【図11C】図１１Ａのインサートの上面（すなわち軸方向）図である。

【図11D】図１１Ａの線ＸＩＤ－ＸＩＤに沿った断面図である。

【図12】別のインサートの斜視図であり、正四角錐台（図示せず）の台形側面が切削インサートの側部当接面を含む場所を概略的にハッチングで示す。

【図13A】図１４Ｃの線ＸＩＩＩＡ－ＸＩＩＩＡに沿った断面図である。

【図13B】図１４Ｃの線ＸＩＩＩＢ－ＸＩＩＩＢに沿った断面図である。

【図13C】図１４Ｃの線ＸＩＩＩＣ－ＸＩＩＩＣに沿った断面図である。

【図14A】図１２のインサートの側面図である。

【図14B】図１４Ａの線ＸＩＶＢ－ＸＩＶＢに沿った断面図である。

【図14C】図１４Ａのインサートの上面（すなわち、軸方向）図である。

【図14D】図１４Ａの線ＸＩＶＤ－ＸＩＶＤに沿った断面図である。

【図15】別のインサートの斜視図であり、正四角錐台（図示せず）の台形側面が切削インサートの側部当接面を含む場所を概略的にハッチングで示す。

【図16A】図１７Ｃの線ＸＶＩＡ－ＸＶＩＡに沿った断面図である。

【図16B】図１７Ｃの線ＸＶＩＢ－ＸＶＩＢに沿った断面図である。

【図16C】図１７Ｃの線ＸＶＩＣ－ＸＶＩＣに沿った断面図である。

【図17A】図１５のインサートの側面図である。

【図17B】図１７Ａの線ＸＩＩＶＢ－ＸＩＩＶＢに沿った断面図である。

【図17C】図１７Ａのインサートの上面（すなわち軸方向）図である。×

【図17D】図１７Ａの線ＸＩＩＶＤ－ＸＩＩＶＤに沿った断面図である。

【図18A】図１５～図１７Ｄによるインサートを備える図８Ａ～図８Ｃのポケットに対応するポケットの上面図であるが、図１７Ｄに対応する断面図のみを示すものであって、インサートが正しい取り付け位置にある。

【図18B】図１８Ａと同様の図であるが、インサートが誤った取り付け位置で示されている点で異なる。

【発明を実施するための形態】

【0065】

図１Ａ～図１Ｃは、９０°肩削りミーリング作業のために構成されたインサートミル１０を示す。

【0066】

インサートミル１０は、工具ホルダ１２と、切削インサート１４と、切削インサート１４を工具ホルダ１２に固定するためのねじ１６とを備える。

【0067】

インサートミル１０は、その中心を通って長手方向に延びる回転軸Ａ_Ｒを中心として回転するように構成されている。

【0068】

回転軸Ａ_Ｒは、対向する軸方向の前方方向および後方方向Ｄ_Ｆ、Ｄ_Ｒと、対向する回転切断方向および非切断方向Ｄ_Ｃ、Ｄ_Ｎを規定する。

【0069】

工具ホルダ１２は、シャンク部分１８と、そこから前方に延びる切削部分とを備える。

【0070】

切削部分２０は、１つまたは複数のポケット２２を備える。

【0071】

図１Ａ～図１Ｃに示す例では、３つのポケット２２がある（図８Ａ～図８Ｃにインサートなしで示す）。より小さな直径の工具ホルダの場合、ポケットを少なくすることしかできない。例えば、インサートミル１０’の２つのポケットの実施形態が図２に示されている。より大きな直径の工具ホルダに対しては、図３の工具ホルダ１０’’に示すように、より多くのポケットを設けることができる。

【0072】

切削インサート１４、ねじ１６、およびポケット２２は、与えられた例では、同一であり、したがって、１つに関して説明された特徴は、すべてに適用されると考えられるべきである。

【0073】

ここで、切削インサート１４を図４～図６Ｃを参照して説明する。

【0074】

切削インサート１４は、ポジティブな基本形状を有する片面四方向割出し可能な切削インサートである。この切削インサートは、すくい面２４と、略平面のベース支持面２６と、周面２８と、ねじ穴３０と、切削刃３２とを備える。

【0075】

インサート軸Ａ_Ｉ（図６Ａ）は、ベース支持面２６に対して垂直に、そしてインサート１４の中心を通って延びる。インサート軸Ａ_Ｉは、切削インサート１４の方向および特徴を規定するのを補助するために設けられる。一般に、本発明のねじ穴は、インサートの中心に位置し、ベース支持面に対して垂直であることが最も好ましく、その結果、インサートのインサート軸もねじ穴の中心を貫通して延びることになる。ねじ穴が傾斜している可能性、あるいは切削インサートに対して完全に中心に配置されてない可能性もあり、その結果、ねじ穴軸（図示せず）がインサート軸Ａ_Ｉと同軸ではなくなることもある（一方、本好適な例ではこれらは同軸である）ことが理解されるであろう。それにもかかわらず、本発明は、可能な限り材料の使用を最小限に抑えようとするものであり、構造的強度の目的のためには、例示した中心にある垂直のねじ穴が好ましい。

【0076】

インサート軸Ａ_Ｉ、反対の上向きおよび下向き方向Ｄ_Ｕ、Ｄ_Ｄと、反対の内向きおよび外向き方向Ｄ_Ｉ、Ｄ_Ｏを規定する。外向き方向Ｄ_Ｏは、１つの特定の方向を規定することを意味するのではなく、インサート軸Ａ_Ｉからの全ての可能な３６０°外向き方向を規定することを意味し、そのような３つの方向が例示される。これは、対向する方向で、内向き方向Ｄ_Ｉについても同様である。

【0077】

例えば、図４および図５Ｃに示すように、すくい面２４は、好ましくは、チップを形成する目的で、鋭角の内角を形成するために、切削刃から内向きで下向きに傾斜することができる。

【0078】

ベース支持面２６は、図示されるように、略平面であるが、この定義は、例えば、特許文献１の図７に示されるように、周面とベース支持面との間の小さな丸みを帯びた遷移エッジの可能な介在を排除するものではないことが理解されるであろう。

【0079】

図４および図６Ａを参照すると、周面２８は、下部サブ面３４と上部サブ面３６とを備える。下部サブ面３４は、研削されておらず、ベース支持面２６から上方外向きに延びており、第一、第二、第三および第四の側部当接面３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃ、３８Ｄを備える。（図４では、３８Ａおよび３８Ｂのみが示されており、隠れている３８Ｃおよび３８Ｄの位置が概略的に識別されており、以下では、同一の側部当接面は、一般に「側部当接面３８」として識別される。）

【0080】

図６Ａおよび図６Ｂを参照すると、切削インサート１４のポジティブな基本形状とは、下部サブ面３４がベース支持面２６と鈍角の内角β_１を形成することを意味する。好ましくは、随意ではあるが、上部サブ面３６は、ベース支持面２６と鈍角の内角β_１を形成する。代替として、上部サブ面３６は、例えば、ベース支持面２６に対して垂直となるようにすることもできる。

【0081】

側部当接面３８のそれぞれは、略平面である。詳細に説明すると、誇張された概略的な凸状膨出部４０が図６Ｃに示されている。膨出部４０は、典型的には、焼結プロセスから生じる。本発明のインサートは小さいので、このような膨出部４０を生じる歪みは、研削を必要としないほど十分に小さい。一般的に言えば、このような凸部または凹部（図示せず、これは、本明細書の目的のために内向き「膨出部」と考えることができる）は、インサートの隣接するコーナーをこのような膨出部に接続する平面からの最大距離として測定される。

【0082】

したがって、インサートは、研削されていない下部サブ面を有すると述べられている。図４では、例えば、不連続線４２を有するように見えるが、これは、曲率線を示すこの特定の図の単なる結果に過ぎない。研削されていない実際の製品は識別可能な線を持たず、略平面の部分から半径に滑らかに遷移する。

【0083】

上部サブ面３６は、図７Ａ～図７Ｇを参照して、以下でさらに説明される少なくとも１つの張出し部分４４を備える。

【0084】

図６Ｃを参照すると、切削インサート１４は、４つの同一のコーナー４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃ、４６Ｄ（以下、全体的に「コーナー４６」と呼ぶ）と、コーナーを接続する４つの同一の直線状切削刃４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ、４８Ｄ（以下、全体的に「直線状切削刃４８」と呼ぶ）とを含むことができる。

【0085】

様々な特徴の寸法は、以下のように、すなわち、各コーナーは、半径Ｒを有することができ（図６Ｃ）、各直線状切削刃４８はコーナーの半径の遷移点から測定される切削刃長ＦＥを有することができ（図６Ｃ）、切削刃ランド幅Ｗ_Ｌは、図５Ｂに示され、仮想内接円Ｃおよびその直径Ｉ_Ｃは、図６Ｃに示される。

【0086】

図６Ｂおよび図６Ｃを参照すると、切削インサート１４のボイド体積Ｖ_Ｓは、ねじ穴３０の境界によって規定される。具体的には、ねじ穴高さＨ_Ｓは、ベース支持面２６からねじ穴３０の上縁部４９（図４にも指定される）まで定義される。別の言い方をすれば、ボイド体積Ｖ_Ｓは、インサート軸線Ａ_Ｉに垂直でかつ基本的にベース支持面２６と同一平面上にある下面Ｐ_Ｌで規定されるねじ穴３０の底部から、ねじ穴３０とすくい面２４との交点に垂直な上面Ｐ_Ｔで規定されるねじ穴３０の頂部、すなわち上縁部４９の高さまで延びるボイドの体積として計算される。より正確には、図５Ａに示すように、上縁部４９は、ねじ穴３０の湾曲したコーナー５１とすくい面２４との交点である。

【0087】

材料体積Ｖ_Ｆは、その名称が示すように、切削インサート１４を構成する実際の材料の体積である。

【0088】

ここで図７Ａ～図７Ｇを参照すると、正方形基部５２と、４つの同一の等脚台形の側面５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄ（図７Ｆでは５４Ａおよび５４Ｂのみが示され、隠されている５４Ｃおよび５４Ｄの位置が概略的に識別され、以下、一般に「台形の側面５４」と呼ばれる）と、正方形基部５２よりも大きい正方形頂部５６とを備える仮想正四角錐台５０が示されている。

【0089】

各台形側面５４は、図６Ｂに示す鈍角の内角β_１と同一である当接面逃げ角θ（図７Ｄ）で、正方形基部から上方外向きに延びている。

【0090】

図７Ｇにおいて５８Ａ、５８Ｂとして概略的に示されているハッチング（正四角錐台の全高が示されていないことに留意）は、第一および第二の側部当接面３８Ａ、３８Ｂがそれぞれ等脚台形側面内で含まれている場所を概略的に示す。

【0091】

同様に、正方形基部５２はベース支持面２６を含む。

【0092】

この例のように、切削刃３２は単一の高さ、すなわち正方形基部５２からの切削刃高さＨ_Ｉに位置し、正方形頂部５６は切削刃３２を含む。

【0093】

図７Ｅは、側面図において、少なくとも１つの張出し部分４４が、等脚台形側面５４からさらに外向きに延びている場所を示す。この例では、単一の張出し部分４４のみがあり、インサートの全周の周りで連続的に延びている。

【0094】

上部サブ面３６（図６Ａ）は、上方向において、ベース支持面２６より上の最小上部サブ面高さＨ_Ｕで開始し、最小上部サブ面高さＨ_Ｕは、インサート軸Ａ_Ｉに対して平行に測定可能である。少なくとも１つの張出し部分４４は、ベース支持面２６の上方の最小上部サブ面高さＨ_Ｕにおける最下点６０を有する。

【0095】

ここで、図８Ａ～図８Ｃを参照すると、ポケット２２は、シート当接面６２と、シート当接面６２に開口し、最小ポケット穴内接円Ｉ_Ｐおよび関連する最小ポケット穴径Ｄ_Ｐを規定するねじ付きポケット穴６４と、シート当接面６２の平面図（すなわち、図８Ｃの図）において、互いに直角に配向された第一および第二の横当接面６６Ａ、６６Ｂとを備える。

【0096】

ポケット穴６４は、横当接面までの距離と比較して、同様に、断面を比較的大きくすることができる。これは、ポケット穴径Ｄ_Ｐおよびポケット穴６４から横当接面６６Ａ、６６Ｂまでの距離から分かる。

【0097】

第一および第二の横当接面６６Ａ、６６Ｂは、典型的には、インサートの当接面３８と同じ鈍角の内角β_１で配向されることが好ましい。

【0098】

ねじ軸Ａ_Ｓは、好ましくは、シート当接面の中心からオフセットすることができ、すなわち、横当接面が互いに最も近い場所（すなわち、一般的に６８で示される領域）にわずかに近接することができ、その結果、切削インサートをポケットに保持するねじは、切削インサートを横当接面に向かって付勢することになる。

【0099】

ここで、図１Ａ～図１Ｃを参照すると、工具がポケット２２に取り付けられたねじ１６に容易にアクセスできるように、工具凹部７０が設けられることが好ましい。

【0100】

ねじ１６は、取り付けられると、ベース支持面２６がシート当接面６２に当接し、第一の当接面３８Ａが第一の横当接面６６Ａに当接し、隣接する当接面６６（この例では、図１Ｃに示す第四の当接面３８Ｄ）が第二の横当接面６６Ｂに当接するように切削インサート１４を固定する。切削インサート１４は、ポケット２２内で４回割り出されることができ、どの特定の当接面が任意の所与の時間に接触するかの正確な指定は重要ではないことが理解されるであろう。

【0101】

さらに重要なことに、上部サブ面３６は工具ホルダ１２と接触しないので、異なる切削刃を有するインサートを同じ工具ホルダ１２に取り付けることができることに留意されたい。

【0102】

ポケットは、好ましくは、回転軸Ａ_Ｒに対して前方Ｄ_Ｆおよび切断方向Ｄ_Ｃに傾斜しており、これは、傾斜角μによって示されているとおりである。また、傾斜角μは、２°≦μ≦５°の条件を満たすことが好ましい。

【0103】

図１Ｂでは、例示のインサートミル１０について、直線状切削刃の１つ（例えば、第三の直線状切削刃４８Ｃ）がワイパ機能を実行し、工具ホルダからわずかなワイパ距離ＤＷだけ突出する。特に、その向きは、回転軸Ａ_Ｒに対して直角である。この例では、第二の直線状切削刃４８Ｂは、９０°の肩削りミーリング作業を提供するための主切削刃である。

【0104】

図１Ａを参照すると、（第二の直線状切削刃４８Ｂとして例示された）切削刃４８全体は、直線状であり、回転軸Ａ_Ｒに略平行であるので、比較的非常に小さな切削インサートに対して比較的大きな切削深さＡ_Ｐを達成することができる。同じ理由で、これは、第三の直線状切削刃４８Ｃ全体が、回転軸Ａ_Ｒに略垂直な比較的大きなワイパを提供することも同様に当てはまる。

【0105】

ここで、図９～図１１Ｄを参照すると、異なるインサートの実施形態、すなわち、円形インサート１４’が示されている。ポケットの第一および第二の横当接面６６Ａ、６６Ｂは、上述のインサート膨出部に対抗するために典型的に設けられるように、その中心にギャップを有していない。ポケットの第一および第二の横当接面６６Ａ、６６Ｂにはギャップがないので、第一および第二の横当接面６６Ａ、６６Ｂの中央部分に当接する１４’と付された切削インサートのような円形インサートを、前述のインサート１４と全く同じポケット２２内で使用することができる。

【0106】

円形インサート１４’は、ポジティブな基本形状を有する片面四方向割出し可能な切削インサートである。円形インサート１４’は、切削刃３２’、側部当接面３８’および張出し部分５４’の形状を除くと、前述のインサート１４と同様であると考えることができる。したがって、重要な相違点のみを詳細に説明する。

【0107】

参照番号は、前述のインサートで使用されたものに対応するが、アポストロフィ（’）が添えられており、比較機能を有すると考えられるべきである。

【0108】

切削刃３２’は完全に円形であり、したがって、仮想内接円Ｃ’にも対応する。

【0109】

側部当接面３８’は、好ましくは、随意で、下向き方向Ｄ_Ｄにテーパをつけることができる（図１１Ａ）。別の言い方をすれば、側部当接面は、錐台形状を有することができる（突出部分が側部当接面の一部として含まれないため、三角形状ではないことに留意されたい）。

【0110】

テーパ形状は、切削刃３２’からベース支持面２６’まで延びているが、側部当接面３８’およびポケットの横当接面の当接は、ハッチングされた部分のみとなり、そのうちの２つが、図９に示されていることが理解されるであろう。

【0111】

最後に、少なくとも１つの張出し部分４４’は、実際には、４つの離間した別々の張出し部分であることに留意されたい。図１０Ｂに示すように、図１０Ａとは対照的に、周面２８’の特定の円周方向部分は、いかなる張出し部分４４’もない。図１０Ａは、図１１Ｃおよび図１１Ｄから理解されるように、側部当接面３８’の中心を通る断面を通る図である。複数の離間した張出し部分を有することによって、両方が完全な円形状切削刃を達成する一方で、４つの個別の割出し位置を提供するために、切削刃から垂直に分離された４つの略平面の側部当接面を依然として有することができる。

【0112】

ここで図１２～図１４Ｄを参照すると、異なるインサートの実施形態、すなわち、送りインサート１４’’が示されている。

【0113】

送りインサート１４’’は、切削刃が送りミーリング用に設計されていること（すなわち、傾斜と送りとの組み合わさった機械加工能力を備えていること）を除いて、ほとんどの点で以前のインサートと類似している。したがって、重要な相違点のみを詳細に説明する。

【0114】

参照番号は、前述のインサートで使用されたものに対応するが、２つのアポストロフィ（’’）が添えられており、比較機能を有すると考えられるべきである。

【0115】

この送りインサート１４’’は、側部当接面３８’’がインサートの側面の中央以外の位置に配置できることを単に例示している。別の言い方をすると、側部当接面３８’’は、インサートのコーナーに隣接する場合のみ、略平面にすることができる。図１２の側部当接面３８のハッチングされた部分は、同様に、上述の等脚台形側面内に含まれる。したがって、同じ工具ホルダ１２を使用して、送り機能を提供することもできる。

【0116】

ここで、図１５～図１７Ｄを参照すると、異なるインサート１４’’’が示されている。

【0117】

送りインサート１４’’’は、先のインサート、特に１４’’で示されるインサートと同様であるが、それは、両方のインサートが送りミーリングのために設計されている（すなわち、互いに隣接する傾斜切削刃と送り切削刃（またはサブ刃）とが組み合わされている）からである。

【0118】

特に明記されない限り、類似の参照番号を有する特徴は、以前のインサートと類似または同一である。重要な相違点を以下に詳述する。

【0119】

切削インサート１４’’’は、ポジティブな基本形状を有する片面四方向割出し可能な切削インサートであり、すくい面２４’’’と、略平面のベース支持面２６’’’と、周面２８’’’と、ねじ穴３０’’’と、切削刃３２’’’とを備える。

【0120】

インサート軸Ａ_Ｉ（図６Ａ）は、ベース支持面２６’’’に対して垂直に、そしてインサート１４’’’の中心を通って延びる。

【0121】

図１７Ａを参照すると、インサートの周面２８’’’は、下部サブ面３４’’’と上部サブ面３６’’’とを備えることが分かる。

【0122】

最初に下部サブ面３４’’’に注目すると、４つの同一の側部当接面３８’’’があり、これらは、上述したものに機能的に対応する。

【0123】

先のインサートとは異なり、側部当接面３８’’’に隣接して位置する周面２８’’’の部分は、特別な機能のために設計されており、そのために、側部非当接面３９’’’という名称が与えられている。

【0124】

より正確には、各側部当接面３８’’’と、同じ側部当接面’’’の隣接しないコーナー４１’’’との間には、側部非当接面３９’’’がある。

【0125】

例えば、図１５を使用して、追加の参照番号（すなわち、３８’’’および３９’’’に加えて）は、説明のためだけに追加される。第一の側部当接面１００（一般的に３８’’’で示す）は、いわゆる隣接コーナー１０２と非隣接コーナー１０４との間に位置し、第一の側部当接面１００と非隣接コーナー１０４との間には、いわゆる非当接面１０６（一般的に３９’’’で示す）がある。各対の隣接コーナーの間には、対応する側部当接面および側部非当接面があるが、これらは同一であるので、説明しない。

【0126】

前述の例と同様に、各側部当接面３８’’’に示されたハッチングは、概略的に、インサートの側部当接面３８’’’が、上記の等脚台形側面にそれぞれ含まれ、それが適切に取り付けられたときに、工具のポケットにも当接することを示す。

【0127】

上述のように、本発明のポケットは、異なるインサートを収容することができ、典型的な従来技術の設計とは違って、異なるタイプの四方向割出し可能なインサートごとに異なるように構成されることはない。

【0128】

試験中、意外なことに、本発明のポケットに図１４の送りインサート１４’’を不正確に取り付けること、すなわち、正しい位置から回転した位置に取り付けることが可能であることが見出された。これは、２つの異常な状況に由来する。

【0129】

第一の状況は、当接面３８’’の間に位置する隣接する非当接面が、ポケットの第一および第二の横当接面６６Ａ、６６Ｂと基本的に同じ割出し角度（この例では９０°、すなわち、意図される隣接する当接面３８’’と同じ割出し角度でもある）に配向されていたことであり、これにより、操作者は、非当接面を使用して、インサートを誤って固定する機会を可能にした。

【0130】

第二の状況では、インサートは、互いに隣接する（すなわち、隣接するコーナー間に）２つの異なる機能を有するサブ刃を有する。したがって、このような不正確な取り付けは、全てが対称な刃を有するインサートでは問題にならないが、高送りインサートまたは隣接する刃の機能が同一でない他のタイプのインサートの場合、このような不正確な取り付けは許容できない。

【0131】

前記不正確な取り付けの可能性を低減し、好ましくは排除するために、側部非当接面３９’’’は、インサート１４’’’の中心軸Ａ_Ｉから、当接面３８’’’よりも大きな距離だけ離間した。

【0132】

一例を用いて詳細に説明すると、図１７Ｄを参照すると、中心軸Ａ_Ｉ（すなわち、インサートの中心）から側部当接面３８’’’（例示の側部当接面も１００で示される）まで測定された第一の長さＬ１は、中心軸Ａ_Ｉ（すなわち、インサートの中心）から隣接する側部非当接面３９’’’（同じく１０６で示される）まで測定された第二の長さＬ２よりも短い。数学的な用語では、このような関係は、Ｌ２＝Ｌ１＋Δのように表すことができる（Δは、差である）。

【0133】

特に、図面からは、長さの差が非常に小さいので、長さの差を見ることは困難である。所与の例では、Ｌ１＝１．９ｍｍ、Ｌ２＝１．９８ｍｍである。その結果、側部当接面３８’’’内で測定したインサート１４’’’の内接円は、Ｌ１の大きさの２倍、すなわち３．８ｍｍである（すなわち、３．８ｍｍは、当接面３８’’’の内接直径である）。

【0134】

別の言い方をすれば、上述した例示的な差Δは、当接面の内接直径の０．０８ｍｍまたは約２％である。差Δの最小動作値は約０．０４ｍｍ（すなわち、それ以下では不正確な取り付けを妨げる所望の効果が効果的でない可能性がある）と推定され、最大動作値は約０．５ｍｍと推定される。その結果、中心軸Ａ_Ｉから非当接面までの第二の長さＬ２は、好ましくは０．０４ｍｍ＜Δ＜０．５ｍｍ、より好ましくは０．０６ｍｍ＜Δ＜０．２ｍｍ、最も好ましくは０．０６ｍｍ＜Δ＜０．１ｍｍである。

【0135】

図１８Ａおよび図１８Ｂを参照すると、上記特徴の効果は、ポケット２２内に示されており、前述したものと同一である。

【0136】

この例のための関連する特徴を再び説明するために、ポケット２２は、ねじ付きポケット穴６４と、第一および第二の横当接面６６Ａ、６６Ｂと、ねじ付きポケット穴６４の中心を通って延びるねじ軸Ａ_Ｓとを備える。

【0137】

図１８Ａの正しい取り付け位置では、隣接する２つの側部当接面３８’’’が第一および第二の横当接面６６Ａ、６６Ｂに当接し、その結果、インサートの中心軸Ａ_Ｉとポケット穴のねじ軸Ａ_Ｓとが、互いに比較的小さな第三の長さＬ３だけ離間する。したがって、インサートのねじ穴３０’’’とポケット穴６４’’’とを通して、ねじ（図示せず）を挿入して、インサート１４’’’をポケット２２に固定することができる。

【0138】

対照的に、図１８Ｂの不正確な取り付け位置では、隣接する側部非当接面３９’’’が第一および第二の横当接面６６Ａ、６６Ｂに当接し、その結果、インサートの中心軸Ａ_Ｉとポケット穴のねじ軸Ａ_Ｓとが、互いに比較的大きな第四の長さＬ４だけ離間する（すなわち、第四の長さＬ４が、長さＬ３よりも相対的に長い）。したがって、インサートのねじ穴３０’’’を通して、ねじ（図示せず）を挿入することが妨げられるが、その理由は、ポケット穴６４の刃１０８の一部が、その経路に突出しているためである。

【0139】

操作者がインサート１４’’’をポケット穴６４に固定しているとき、非当接面３９’’’は、図１８Ａに示すように、インサート１４’’’を自動的に調節または回転させて正しい取り付け位置にすることができることが観察された。

【0140】

本実施形態は、高送りインサートであるが、２つの異なる可能な当接面（つまり、非当接面に隣接する当接面であって、両方ともインサートをポケットに取り付けるために使用される可能性がある）を有する興味深い発見のために、このような特徴（不正確な取り付けを防止するために、一方の当接面の長さを他方よりも長くすること）も逆にし得ることに留意されたい。これは、例えば、切削刃が高送り切削刃として構成されない場合でも、例えば、インサートの隣接するコーナー刃が、典型的なミーリングインサートを提供するように機能し得る場合であり得る。

【0141】

図１５を参照すると、高送りインサート（例示の高送りインサート１４’’’が説明の目的のみに使用されているとは限らない）については、非当接面（３９’’’、１０６、意図された当接面よりも中心軸Ａ_Ｉから遠くに配置されている）は、主切削刃１１０の下方に位置するが、傾斜切削刃１１２の下方に位置せず、また当接面（３８’’’、１００）は、傾斜切削刃１１２の下方に位置する。

【0142】

図１７Ｄに示すように、側部当接面の第一の幅Ｗ１は、側面非当接面の第二の幅Ｗ２よりも大きい。これは、側部非当接面３９’’’を中心軸Ａ_Ｉからさらに押し出すための好ましいが非限定的な方法であったことが理解されるであろう。このような変形例は、接続された側部当接面３８’’’にも影響を及ぼすことが理解されるであろう。

【0143】

本実施例の主なコンセプトを上述してきたが、そのコンセプト自体は別個の特許可能な態様でさえあり、そのようなコンセプトのいくつかの好ましい特徴は以下の通りである。

【0144】

側部非当接面３９’’が、中心軸Ａ_Ｉから側部当接面３８’’’よりもさらに離間している結果、インサート周面２８’’’は、ベース支持面２６’’’に隣接する逃げサブ面１１４を有して、さらに形成される。

【0145】

ミーリング中のインサート１４’’’の並進運動の間に、インサート周面２８’’’’がワークピース（図示せず）に接触する可能性が高まるが、これは望ましくないので、逃げサブ面１１４が含まれている。

【0146】

逃げサブ面１１４の追加がより重要なのは、ワークピース（図示せず）と接触する可能性が最も高い非当接面３９’’’（１１４Ａで示す）の下である。その理由は、ワークピースがインサート１４’’’の中心からさらに突出するからである。しかしながら、当接面３８’’’の下の領域がワークピースと接触する可能性も高いので、前記逃げサブ面１１４はインサート当接面３８’’’（１１４Ｂで示す）の下にも追加される。製造を容易にするために、逃げサブ面１１４は、インサート周面２８’’’全体の周りに延在する。

【0147】

特に、前記逃げサブ面１１４をインサート当接面３８’’’の下に追加することは、（当接面積がより小さくなるために）安定性を低下させるので若干不利であるが、全体的に有益であると考えられる。したがって、インサート周面２８’’’の任意の部分に沿って逃げサブ面１１４を追加することは、好ましいが非限定的な選択肢である。

【0148】

この好ましいが非限定的な例では、逃げサブ面１１４は、凸状に湾曲している。

【0149】

図１６Ａに最も良く示されている別の好ましいが任意の特徴は、中立またはネガティブなランド１１６である。上述のように、すくい面は、チップを形成する目的で、鋭角の内角を形成するために、切削刃から内向きで下向きに傾斜することが好ましい。しかしながら、上述したものと同様に、非当接面が外側に離れているがゆえに、ワークピースとの接触の可能性が高まる結果として、切削効率を犠牲にしても、切削刃を補強することが好ましい。このような補強は、傾斜切削刃１１２に隣接する凸状に湾曲したすくい面部分１１６の形態で追加されてもよい。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】

【図7E】

【図7F】

【図7G】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図11A】

【図11B】

【図11C】

【図11D】

【図12】

【図13A】

【図13B】

【図13C】

【図14A】

【図14B】

【図14C】

【図14D】

【図15】

【図16A】

【図16B】

【図16C】

【図17A】

【図17B】

【図17C】

【図17D】

【図18A】

【図18B】