JP2011020262A - 切削工具 - Google Patents

Abstract

【課題】改善された切削工具本体、切削インサート及び保持ねじを備える切削工具を得る。
【解決手段】切削工具（１０）は、インサート（３０）を支持するポケット（２６）を有する工具本体（１２）を含む。工具本体（１２）は、切削作業の際に工作物からチップを放出するフルート（３７）を有することができる。工具本体（１２）及びインサート（３０）は、不断のフルート（３７）を協調的に形成するように相補的な形状を有することができる。工具本体（１２）は軸方向のすきま面（６０）を含むことができる。工具本体（１２）は半径方向のすきま面（６２）を含むこともできる。
【選択図】図１

Description

本発明は切削工具に関し、より詳細には取り外し可能な切削インサートを支持するための切削工具本体に関する。最も具体的には、本発明は、インサートの楕円でヘリカルな形状を妨げられずに工具本体へ連ねるチップフルートを含む切削工具本体を有する切削工具に関する。また、本発明は、ランピング及びヘリカル補間の際により大きなランピング角を可能にする、軸方向のすきま面を有する工具本体に関する。更に、本発明は、正面削り及びヘリカル補間の際により大きな送り量を可能にする、段階的な半径方向のすきま面を有する工具本体に関する。

切削工具は周知である。一般に、従来の切削工具は、切削機と噛み合うように構成された工具本体を含む。工具本体は、作業端と、作業端にある１つ以上のポケットを有する。通常、従来のポケットは、床部と、頂部で互いに交差する２つの座面を含む。ポケットは、切削インサートを収容するために設けられる。保持ねじは各インサートの取付穴を貫通し、対応するポケットの床部のねじ穴にねじ込まれる。

従来のねじ穴は、ポケットの床部に対してほぼ垂直である。その結果、保持ねじは剪断力に弱く、剪断力によって保持ねじがこわれやすくなる。また、保持ねじの垂直の向きは、ねじにとって最も好適な向きでもない。なぜなら、この向きのねじではインサートが座面に向けて効果的に配向されないからである。これらの欠点を克服する着座構成を提供することが望ましい。

一般に、従来の切削インサートには、上部すくい面、逃げ面、及びすくい面と逃げ面との間の切削エッジがある。内向きのすくい面が、切削インサート３０の逃げ面から半径方向内側に延びている。ランピングエッジが、内向きの逃げ面とすくい面との間に設けられている。切削エッジはインサートの底部とほぼ平行である。ランピングエッジは負の形状を有する。切削エッジとランピングエッジの負の形状とが互いに平行であることは、切削インサートにとって最も好適な構成ではない。一般に、これらの構成は工作物の切削により大きな力を必要とし、切削インサートによって得られるランピング角に影響を及ぼし、質の劣った仕上げを生じてしまう。その結果、更なる労力と切削作業が必要となる。また、所望の仕上げを得るには追加の独立した切削作業が必要となる。このため、より大きなランピング角を達成し、より少ない力を必要とし、より少ない切削作業において所望の仕上げを達成するインサートを提供することが望ましい。

従来の工具本体は、ポケットに隣接した半径方向面と軸方向面を有する。これらの表面は、切削作業の際、特にランピング作業（即ち、切削工具は軸方向及び半径方向に移動する）又はヘリカル補間作業（即ち、切削工具は螺旋方向において軸方向及び半径方向に移動する）を行う際に工作物と係合する可能性がある。この表面係合は、従来の切削工具によって生じる仕上げに悪影響を及ぼす。所望の仕上げを生じ、よって更なる切削作業の必要性を低減するか又は取り除くように、切削作業の際に径方向面及び軸方向面と工作物との間に十分なすきまを有する工具本体を提供することが望ましい。

切削作業の際は、切削工具と工作物の摩擦係合によって切削工具の温度が上昇する。従来の保持ねじは、切削工具が高温になることによって切削インサートと結合してしまう場合がある。その結果、保持ねじと切削インサートを互いから容易に取り外すことができなくなる。これは、従来の保持ねじの欠点である。従来の保持ねじよりもインサートと結合する可能性の低い保持ねじが必要である。

従来の工具本体の中には、切削作業の際に工作物からチップ（切りくず）を取り除くためのフルート（溝）を備えたものがある。フルートは、工具本体に切り込まれた側壁によって定められている。一般に、フルートは切削インサートから生じ、工具本体の作業端から離れるように軸方向に延びている。切削インサートとフルートとの間の遷移は一般に不連続であり、よってフルートを介するチップの流れを妨げる。インサートとフルートとの間に連続的又は滑らかな遷移を有し、切削工具の作業端からチップを効果的に放出する切削工具が必要である。

従来の課題が改良された切削工具本体、切削インサート及び保持ねじを提供する。

本発明の請求項１に記載の発明は、床部によって部分的に定められたポケットと、該ポケットに形成されたねじ穴とを含み、該ねじ穴が前記ポケット床部に対してある角度で形成されている、工具本体と、上部すくい面と、逃げ面を定める少なくとも１つの側面と、前記すくい面と前記逃げ面との間に設けられた切削エッジとを有し、前記ポケットに取り付けられたインサートと、前記ねじ穴にねじ込まれて前記インサートを前記ポケット内に保持する保持ねじと、を有する切削工具である。

本発明の更なる特徴や、特徴から得られる効果は、図面を参照してなされる下記の詳細な説明から明白になる。

本発明の好適な実施の形態による切削工具の部分側面図である。 約９０°回転された図１に示す切削工具の作業端の側面図である。 切削インサートが工具本体のポケットから取り外された状態にある、図１に示す切削工具の側面図である。 本発明の好適な実施の形態による切削インサートの拡大斜視図である。 切削インサートの正面図であり、後部はその鏡像である。 切削インサートの右側面図であり、左側はその鏡像である。 切削インサートの平面図である。 切削インサートの底面図である。 本発明の好適な実施の形態による切削インサート及び角度付けされた保持ねじの平面図である。 図９の１０−１０線に沿った切削インサート及び角度付けされた保持ねじの断面図である。 図９の１１−１１線に沿った切削インサート及び角度付けされた保持ねじの断面図である。 図９の１２−１２線に沿った切削インサート及び角度付けされた保持ねじの断面図である。 本発明による軸方向すきま面及び半径方向すきま面の正面図である。 図１３に示す半径方向すきま面の正面図である。 図１３に示す軸方向すきま面の拡大側面図である。 他の切削工具の部分側面図である。 図１６の１７−１７線に沿った断面図である。 図１６の１８−１８線に沿った断面図である。 図１６の１９−１９線に沿った断面図である。 図１６の２０−２０線に沿った断面図である。 図１６に示す切削工具の拡大部分略図である。 図１６に示す切削工具の保持ねじの側面図である。

図面（複数の図面の全てにわたり同様の番号が同様の構成要素を示す）を参照すると、本発明の好適な実施の形態による切削工具１０が図１に示される。切削工具１０は、正面削り（即ち、切削エッジが工具の表面にある）、外周削り（即ち、切削エッジが工具の外周にある）、ランピング(ramp)削り及び／又はヘリカル補間といった作業で使用するように構成される。一般には、複数の切削工具がこれらの機械加工作業を行う。本発明による切削工具１０はこれらの機械加工作業のいずれか１つ又は全てを行うことができるため、必要な機械加工時間が短くなる。

切削工具１０は、図示する工具本体１２のようなホルダを含む。工具本体１２はほぼ円筒状の外周面１４を含み、この外周面の一部は、当該技術分野で周知のタイプのアダプタと噛み合って工具を複合工作機械又は切削機（図示せず）に適合させるように構成されたシャンク（図示せず）を定めることが好ましい。

本発明の切削工具１０は、概して２５で示される切削端又は作業端（即ち、図１の左側）を有する工具本体１２を含み、図３に明瞭に示すように、１つ以上のポケット２６がその中に設けられている。ポケット２６は、切削インサート３０を収容するように構成されている。切削インサート３０は任意の好適な形状をとることができ、ポケット２６内での切削インサート３０の位置決め及び再位置決めを促すように割出し可能な形態であることが好ましい。切削インサート３０は、（図２に示す）固定又は保持ねじ３２によってポケット２６内に保持される。保持ねじ３２は切削インサート３０を貫通するように挿入され、（図１に示す）工具本体１２の長手軸３６を横断する方向に延びる穴３４にねじ込まれるように構成されている。工具本体１２及びインサート３０は、工作物（図示せず）からチップを放出するフルート３７を協同で定めている。

図３に示すように、ポケット２６は、半径方向に延びる床部２７と、少なくとも２つの側壁又は座面（即ち、半径方向壁２８及び軸方向壁２８’）によって少なくとも部分的に定められることが好ましい。これらの表面２８、２８’はポケットの床部２７から延び、頂部で互いに交差する（これは図３の２９に明瞭に示されている）。図示の実施の形態では、３つのポケット２６が設けられて、３つの対応するフルート３７を工具本体１２に協同で形成する３つの切削インサート３０を支持している。しかし、当業者は、１つ以上のポケット、インサート及びフルートを用いて本発明を実施できることを理解すべきである。

本発明の好適な実施の形態による切削インサート３０を図４乃至図８に示す。図面に示すように、ワイパ面３９を有する楕円切削エッジ３８が設計され、切削インサート３０の前部エッジを形成している。楕円切削エッジ３８は、切削インサート３０の鼻部４０から切削エッジ３８の後端（即ち、鼻部４０の反対側）まで、一定ではなく徐々に変化するか又は減少する半径を有する。切削エッジ３８の特定の半径は想像上の焦点から測定され、例えば、約０．５００乃至０．２５インチの範囲とすることができる。この半径は明らかに切削工具のサイズに依存する。切削エッジ３８は、切削インサート３０の鼻部４０の半径及び内向きのランピング切削エッジ４１に対して接線方向にあることが好ましい。これにより、特定のパラメータでの作動時に工作物（図示せず）の表面及び側壁上に優れた表面仕上げが生じる。例えば、ワイパ面３９の幅を約０．０８インチとし、切削エッジ３８の半径を約２インチとすることができる。切削工具１０が、ワイパ面３９の幅の範囲内である１回転当たりの送り量（即ち、１回転当たり約０．０８インチ）で作動されると、優れた表面仕上げを生じることができる。切削エッジ３８の半径は、工具本体１２における切削インサート３０の向きと、（図１３の端面図に示すように）切削インサート３０を収容した状態の切削工具１０の総直径に基づいている。半径は種々の補正要件（即ち、工作物の表面に対するポケットの向き）間で決定され、これらの要件によって切削インサート３０は、約９０°である肩部及び許容範囲の肩部製造公差を生じることができる。

インサート３０の楕円切削エッジ３８は、インサート３０のすくい面４２（即ち、図４及び図５の上面）での正の切削形状（即ち、上昇形状）の形成を促すように楕円形であることが好ましい。すくい面４２の正の切削形状は、従来の切削インサートよりも小さい切削力を必要とする。更に、楕円切削エッジ３８は、従来の固体カーバイドのエンドミルによって生じるような、より正確な９０°の肩部を工作物（図示せず）に生じる。楕円切削エッジ３８は最終的な仕上げを生じるため、追加の切削工具による追加の仕上げ作業の必要性が低減されるか又は取り除かれる。

切削インサート３０は、３次元の作業性を更に有する。即ち、内向きのランピング切削エッジであり、これは（即ち、ランピングエッジ４１の正の形状により）従来のインサートに比べてランピング能力を増加させる。「ランピング」という用語は、インサートが工作物（図示せず）に対して軸方向及び半径方向の両方に移動される切削作業を指す。ランピングエッジ４１は、通常は従来のインサートの平坦な底部と平行であり、負の形状となるためにより大きな切削力が必要となる。従来のランピングエッジとは異なり、本発明のランピングエッジ４１は正の形状を有し（即ち、ランピングエッジ４１がすくい面４２に対して上昇している）、従来のインサートの負の形状によって必要となる切削力に比べて切削力を減少させる。また、内向きランピングエッジ４１によって切削工具１０は、通常はランピング作業やヘリカル補間作業を行うことのできないルータやシェルミルカッタ（図示せず）などの機械を用いて正確なランピング作業及びヘリカル補間作業を更に速い速度で行うことができる。「ヘリカル補間作業」とは、インサート３０が工作物に対して軸方向及び半径方向に移動する切削作業である。インサート３０は、まず工作物（図示せず）の穴の周辺を切削することによって切削を開始する。次に、インサート３０は穴の軸の方向へ切削を続けながら穴の中心までヘリカルに移動され、遂には所要の深さが得られる。この作業は、通常は途切れることなく行われる。

図９乃至図１２に明瞭に示すように、保持ねじ３２の姿勢と工具本体１２の穴３４は、インサート取付穴４８（これは以下により詳細に説明する）又はポケット床部２７に対して非直角の軸方向角度にある。これにより、保持ねじ３２に更なる応力を付すことなく切削インサート３０の適切な着座が可能になる。即ち、ねじ３２の姿勢によって、ねじ３２を剪断力方向の向きではなく張力方向の向きに配することができる。その結果、ねじ３２はその最も強い向きで用いられる。

保持ねじ３２の姿勢を、切削インサート３０の底部４６、即ちポケット床部２７に対する合成角度とすることができる。インサート３０及び工具本体１２の潤滑係数（即ち、摩擦係数）に適合するように、この角度を計算することができる。これによってインサート３０は座面２８、２８’（図１２に示す）の頂部２９（図１２に示す）内にスライドすることができ、よってねじ３２にかかる付加的な応力を防止する。例えば、所与のねじ力Ｆ_SCREWに対して以下が知られている。
Ｆ_z＝Ｆ_SCREW ｃｏｓθ
Ｆ_f＝ Ｃ_fＦ_SCREW ｃｏｓθ、及び
Ｆ_x ＝Ｆ_SCREW ｓｉｎθ

式中、Ｆ_zはポケット床部２７に垂直な方向の分力であり、Ｆ_fは摩擦力であり、Ｆ_xは
ポケット床部２７に平行な方向の分力である。これらの力Ｆ_z、Ｆ_f及びＦ_xを全て図１２
に示す。分力Ｆ_xは、摩擦力Ｆ_fに打ち勝つよう十分でなければならない。どの角度θの場合に分力Ｆ_xが摩擦力Ｆ_f以上になるか、又は、どの角度θの場合にＣ_fにおいてＦ_f＝ Ｆ_xとなるか？
Ｆ_f＝Ｆ_x又はＣ_fＦ_SCREW ｃｏｓθ＝Ｆ_SCREW ｓｉｎθ
Ｃ_f＝ｔａｎθ
θ＝ｔａｎ^-1Ｃ_f

摩擦係数Ｃ_fが０.５である（これは被覆されていない鋼上にある被覆されていないカーバイドの摩擦係数である）場合、角度θは２６.５６°である。摩擦係数Ｃ_fが０.２であ
る（これは被覆されていないカーバイド上にある被覆されていないカーバイドの摩擦係数である）場合、角度θは１１.３°である。摩擦係数Ｃ_fが０.２７である（これは鋼上に
ある酸化膜被覆鋼の摩擦係数である）場合、角度θは１５．１°である。

よって、前述の説明を以下のように要約することができる。工具本体１２及び切削インサート３０の材料組成を選択し、材料の摩擦係数を判断し、保持ねじ３２の角度を決定する。ここで、ポケット床部２７と平行である分力Ｆ_xは材料間の摩擦力Ｆ_f以上である。ポケット床部２７に平行な分力Ｆ_xは座面２８もしくは２８’又はこれらの間の頂部に向か
い、インサート３０を座面２８もしくは２８’又は頂部２９に引き寄せることができる。

材料の摩擦係数は、環境（即ち、温度）や異物（即ち、潤滑剤）に影響を受ける場合がある。所望の角度を決定する際にこれらの要因を考慮することができる。また、切削作業の際に生じる外力（即ち、動力）を考慮することができる。このような力の影響を補正するように保持ねじ３２を角度付けすることが望ましい場合がある。

ねじ３２の角度付けされた配向によって、インサート３０の底部４６下の鋼を増加して更なる支持を提供することもでき、保持ねじ３２を直径の更に小さい工具本体上でねじ山を増加させて係合させることができる。不十分な螺合は、インサートの底部に対して垂直に配向される保持ねじの公知の欠点である。

図１０及び図１１を見ると、保持ねじ３２が半径方向壁２８及び軸方向壁２８’に対して角度付けされていることに注意されたい。この角度配向により、インサート３０が半径方向座面２８に向けて（即ち、図の右側へ）、かつ軸方向座面２８’に向けて（即ち、図１１の上方へ）スライドされる。これによってインサート３０が座面２８、２８’間の頂部２９内（即ち、図１２の右側）に効果的にスライドすることが当業者によって理解されるはずである。

図６を参照すると、（図９乃至図１２に示す）保持ねじ３２のための角度形成取付穴４８が示されている。取付穴４８は切削インサート３０の中心を貫通する。取付穴４８は楕円形であり、取付穴４８のより長い方がインサート３０の対向する鼻部４０間に延びるように配向されていることに注意されたい。取付穴４８は、保持ねじ３２を工具本体１２のねじ穴３４（図１０乃至図１２に明瞭に示す）内に導くように配置され、構成されている。例示の実施の形態が割出し可能な形態であるため、取付穴４８は楕円形である。即ち、インサートをポケット２６（図１０乃至図１２にも示す）から取り外し、１８０°（即ち、図６の時計回り又は反時計回り）に回転させ、ポケット２６に再度挿入することができる。

図１０乃至図１２に明瞭に示すように、本発明の好適な実施の形態による保持ねじ３２が球状又は丸みを帯びた頭部５０を有することにも注意されたい。インサート３０を貫通する取付穴４８は円錐状であることが好ましい。頭部５０と取付穴４８との接触を制限するように、頭部５０及び取付穴４８を協調的に寸法決めし、構成することができることを理解されたい。この接触の制限により、保持ねじ３２がインサート３０に拘束されるリスクを低減する。この接触を約１８０°の接触に制限することができ、この約１８０°の接触は、図面では、図１２に示すようにポケット２６の頂部２９に最も近い取付穴４８の側（即ち、座面２８、２８’の間）に生じる。保持ねじ３２がポケット２６の頂部２９に最も近い取付穴４８の側と接触し、切削インサート３０を頂部２９に向けて押しつけるため、接触の制限は力が保持ねじ３２に加えられた際に生じうる。

作動の際、工具本体１２は、工具を複合工作機械又は切削機（図示せず）に適合させる当該技術分野で公知のタイプのアダプタ内に支持される。インサート３０は、前述のように、角度付けされた保持ねじ３２を用いてポケット２６内に固定される。支軸が旋回すると、インサート３０は工作物（図示せず）と係合して工作物から材料を除去する。材料が工作物から除去されるにつれ、チップがフルート３７を介して放出される。

本発明の好適な実施の形態によると、切削インサート３０及び工具本体１２は協同でフルート３７を形成する。図１乃至図３に明瞭に示すように、フルート３７は側壁によって定められており、側壁の大部分が工具本体１２に切り込まれている。しかし、側壁の小さな一部分はインサート３０のすくい面４２によって構成されている。すくい面４２によって構成される側壁の部分と工具本体１２に切り込まれた部分との間に滑らかな遷移があることを理解されたい。この滑らかな遷移は、工作物からチップを効率よく効果的に放出させるように連続的な、即ち不断の、妨げられない溝又はフルートを生じる。

また、フルート３７は、切削エッジ３８の楕円及びヘリカル形状が、工具本体１２のヘリカルフルートと連続した水平な表面を形成するように設計されている。フルート３７は、工具本体１２の作業端２５からのチップの自然な流れを助長するヘリカルチップ溝を提供する。これにより、インサート３０の切削エッジ３８からフルート３７を介するチップの妨げられない流れが更に生じる。

本発明の好適な実施の形態によると、フルート３７が工具本体１２の作業端２５からシャンク（軸部）に向けて延びるにつれ、各フルート３７の底部５４は工具本体１２の長手軸３６から半径方向に離れてゆくように移動する。フルート３７間の工具本体１２の断面積はシャンクに向かって大きくなってゆくため、これによって工具本体１２の剛性が増す。

従来の工具本体は、切削作業の際に工作物と係合することのできる軸方向表面及び半径方向表面を有する。本発明は、図１３に示すような表面すきま、即ち軸方向すきま面６０と、図１４に示すような段階的な半径方向すきま面６２を有する。軸方向すきま面６０は、従来の軸方向表面が破線で示される図１５を参照して最も良く説明される。従来の軸方向表面は、ランピング作業やヘリカル補間作業の際、更に大きなランピング角のために十分なすきまを提供しない。これに対し、本発明の軸方向すきま面６０は、従来の軸方向すきま面の角度に対して、又は工具本体１２の長手軸３６（図１３に示す）に垂直な面に対して約５乃至２５°の範囲の角度Φにあることが好ましい。本発明の好適な実施の形態によると、軸方向すきま面６０は約８乃至１０°の範囲の角度にある。その結果、本発明による切削工具１０は、従来の工具本体よりも大きなランピング角を得る能力が更に高くなっている。軸方向すきま面６０はインサート３０のすきま面（即ち、図１５の左側）と一致することに注意されたい。あるいは、軸方向すきま面６０を、インサート３０のすきま面とほぼ平行か又はこれよりも大きな角度でオフセットしてもよい。

同様に、従来の半径方向面が図１４に破線で示されている。従来の半径方向面は、正面削り作業又はヘリカル補間作業の際、更に大きな送り量のために十分なすきまを提供しない。これは、従来の切削工具の典型的な障害又は欠点である。従来の切削工具とは異なり、本発明の半径方向すきま面６２によって切削工具１０はより大きな送り量を達成することができ、よってこの欠点を克服する。半径方向すきま面６２の直径を漸減させることによってすきまを更に増加させることができる。例えば、第１の半径方向すきま面直径が図１４に７０で示され、第２の半径方向すきま面直径が７２で示される。これにより、例えば７４で示される追加のすきまが生じる。この追加のすきま７４は、工具本体１２の外周面又は円筒表面１４（図１に示す）に関連している。半径方向すきま面６２は、ポケット床部２７から始まる減少半径を有する。半径方向すきま面６２の始まりは、インサート３０の前端の逃げ面とほぼ一致する。半径方向すきま面６２のすきまは、１歯当たり約０．０３０乃至０.０５０インチ（１歯当たり０.７６２乃至１.２７ｍｍ）の範囲にある横方
向の送り量に基づいている。公称すきまは、１歯当たり約０．０４０インチ（１歯当たり１.０１６ｍｍ）の送り量に基づいており、これは工具本体１２の支持や切削工具１０自
体の安全性を失うことなく最も大きなすきまを提供する。

他のインサート８０及び保持ねじ９４が図１６乃至図２１に示されている。インサート８０は上部すくい面８２及び４つの側面を有し、これらの各々が逃げ面８４（図１７及び図１８に示す）を定めることに注意する。切削エッジ８６（これも図１７及び図１８に示す）を、すくい面８２とインサート８０の各逃げ面８４との間に設けることができる。その結果、インサート８０を割出し可能な形態にすることができる。

インサート８０を保持ねじ９４によって工具本体９０のポケット９２に取り付けるように構成することができる。保持ねじ９４は、ポケット９２の床部１００のねじ穴９８にねじ込まれている。ねじ穴９８は、ポケット床部１００に垂直な面と、２つの座面１０２、１０２’ 又は座面１０２、１０２’間の頂部１０４に関連して形成された合成角度Ω（
図１９に示す）で配置されることが好ましい。例示の実施の形態では、合成角度Ωは約５°である。これは公称角度である。しかし、約０乃至１５°の範囲の角度が本発明の実施に適切となりうる。この特定の角度は、インサートの形状、保持ねじ９４のサイズ及び形状、ならびに工具本体９０と切削インサート８０との間の摩擦係数に依存する。角度Ωを合成角度とする必要はなく、代わりに座面１０２、１０２’のうちの１つに対する角度としてもよいことを理解されたい。

図１７乃至図２０に明瞭に示すように、切削インサート８０を貫通する取付穴１１２の底部１１４を先細状又は円錐状とし、角度付けされた保持ねじ９４にすきまを提供することができる。あるいは、取付穴１１２の底部１１４は、先細状でも円錐状でもない他の逃げ形状や直径増加部分を有し、角度付けされた保持ねじ９４にすきまを提供してもよい。更に別の代替例として、逃げを設けずに取付穴１１２又はその底部１１４を十分に大きくし、インサート８０の割出された向きにかかわらず角度付けされた保持ねじ９４の収容に必要なすきまを設けるようにすることができる。このすきまによってインサート８０を割出し可能な形態にでき、一方でねじ９４がインサート８０の割出された形態の向きにかかわらず角度付けされる。

ねじ９４の角度Ωを設けるという利点により、ねじ９４の底部と工具本体９０の円筒表面１０６との間の距離Ｄ１が増加することに注意されたい。これは図２１に明瞭に示されている。これを、線１０８、１１０間に示すような従来のねじの底部と工具本体の円筒表面との間の距離Ｄ２と比較する。ねじ９４の上部と工具本体９０の円筒表面１０６との間の距離Ｄ３もわずかに増加している。距離の増加によってねじ９４と円筒表面１０６との間により多くの工具本体材料がもたらされ、よって工具本体９０の強度が高まり、ねじ９４及びインサート８０が更にしっかりと保持される。また、距離の増加によってねじ９４が工具本体９０から突出するリスクが取り除かれたり、更に長いねじの使用が可能になる。更に長いねじを用いることによって強度が高まる。

図２２に示すように、ねじ９４は、前述のねじ３０と同様に球状又は丸みを帯びた頭部１１６を有する。丸みを帯びた頭部１１６により、ねじ９４は、取付穴１１２（図２１に示す）、特にＩＳＯや他の産業規格に適合するよう寸法決めされた従来の取付穴に適切に着座することができる。従来の保持ねじ（即ち、先細状又は円錐状のねじ頭部を有するもの）は、０°以外の角度で配向されると、ねじ９４の上部に近いねじ頭部の一方の側でしか従来の取付穴と接触できないため、このことは有利である。反対側は取付穴１１２から突出してしまう。丸みを帯びた頭部１１６は、取付穴１１２内に嵌まり、穴１１２の中の適切な座面に着座するのに十分なサイズである。適切な座面は、インサート８０の軸、取付穴１１２又はポケット９２の床部１００（図２１に示す）にほぼ垂直な面であり、必ずしもねじ９４の軸に垂直というわけではない。ねじ９４は取付穴１１２から突出しない。頭部１１６の丸みの配置は、ロックアップ（即ち、ねじ９４及び取付穴１１２の固定係合）が望まれる位置に依存する。ねじ９４があまりに遠くて取付穴１１２から出てしまったり、取付穴１１２の中にあまりに入る場合、インサート８０がポケット９２に適切に着座できない場合がある。

本発明の種々の特徴は、一緒に用いたり互いから独立して用いるように構成されていることを理解されたい。例えば、ねじ穴３４及び工具本体１２のすきま面６０、６２は新規とみなされ、互いに独立して使用するように構成されている。更に、工具本体１２は、本明細書に記載したインサート３０、８０や本明細書に記載していない他のインサートと共に使用するように構成されている。本明細書に記載のインサート３０の他の特徴の中でも、楕円切削エッジ３８、内向きのランピング切削エッジ４１及び角度形成取付穴４８は独立した新規な特徴とみなされ、これらの特徴は、図示し、本明細書に記載した特定のインサート３０に限定されることを意図していない。更に、保持ねじ３２、９４は、本明細書に記載の種々の実施の形態と取替可能であり、他の切削工具と共に使用するように構成されている。ねじの向きや向きの決定方法は、図示し、又は本明細書に記載した工具本体１２、９０、インサート３０、８０及びねじ３２、９４に限定されることを意図しておらず、他の工具本体、インサート及びねじによって実施されてもよい。

本発明の切削工具にはいくつかの利点がある。工具の表面仕上げを提供するという点で性能が向上している。工具は、３次元作業能力が改善されている。工具は、単一又は複数のパスで外周面を切削すると正確な垂直壁面を生じる。工具は、インサートの保持が改善されている。更に、工具本体は支持及びすきまの増加を提供する。

本発明をいくつかの好適な実施の形態に関連して説明したが、種々の変更及び追加が当業者にとって明らかであろう。このような変更及び追加は全て、本明細書に添付の請求項によってのみ限定される本特許の範囲に含まれるよう意図されている。

Claims (13)

1. 切削工具であって、
   床部によって部分的に定められたポケットと、該ポケットに形成されたねじ穴とを含み、該ねじ穴が前記ポケット床部に対してある角度で形成されている、工具本体と、
   上部すくい面と、逃げ面を定める少なくとも１つの側面と、前記すくい面と前記逃げ面との間に設けられた切削エッジとを有し、前記ポケットに取り付けられたインサートと、
   前記ねじ穴にねじ込まれて前記インサートを前記ポケット内に保持する保持ねじと、
   を有する切削工具。
2. 前記工具本体の長手軸に垂直な面に対して約５乃至２５°の範囲の角度にある軸方向のすきま面を含む、請求項１に記載の切削工具。
3. 前記工具本体の長手軸に垂直な面に対して約８乃至１０°の範囲の角度にある軸方向のすきま面を含む、請求項１又は請求項２に記載の切削工具。
4. １歯当たり約０．０３０乃至０.０５０インチの範囲の送り量に基づいた半径方向のすきま面を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の切削工具。
5. １歯当たり約０．０４０インチの送り量に基づいた半径方向のすきま面を含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の切削工具。
6. 前記ねじ穴の前記ポケット床部に対する角度が約０乃至１５°の範囲にある、請求項１から５のいずれか１項に記載の切削工具。
7. 前記ねじ穴の前記ポケット床部に対する角度が約５°である、請求項１から６のいずれか１項に記載の切削工具。
8. 前記保持ねじが、剪断の向きではなく張力の向きにすることのできる姿勢で前記ねじ穴にねじ込まれた請求項１から７のいずれか１項に記載の切削工具。
9. 前記保持ねじと前記ねじ穴との螺合が増すように、前記保持ねじが前記ポケット床部に対してある角度で配置されている、請求項１から８のいずれか１項に記載の切削工具。
10. 前記ポケットが２つの座面によって更に定められ、前記保持ねじが双方の前記座面に対してある合成角度で角度付けされている、請求項１から９のいずれか１項に記載の切削工具。
11. 側壁によって定められる少なくとも１つのフルートを更に含み、該フルートが連続的で妨げられることのないように、前記側壁が前記工具本体に切り込まれるとともに、前記インサートの前記すくい面によって前記側壁の一部が定められている、請求項１から１０のいずれか１項に記載の切削工具。
12. 前記切削エッジがヘリカルで前記フルートがヘリカルであり、これにより前記楕円切削エッジが前記工具本体の前記フルートへ連なる、請求項１１の切削工具。
13. 前記ポケットが２つの座面とこれらの間にある頂点によって更に定められており、前記ねじの角度が前記工具本体及び前記インサートの摩擦係数に適合するように計算され、これによって前記インサートは前記座面間の前記頂点にスライドし、前記ねじにかかる応力を減少させる、請求項１から１２のいずれか１項に記載の切削工具。

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