JP2013031923A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】インサート−切り屑界面における潤滑の強化をもたらす。
【解決手段】切削インサート組立体（４０）は、少なくとも２つの個別の切削部位（２３０、２３２）を有する切削インサート本体（１９０）を含む。切削インサート本体（１９０）は、ポケット部開口と同心に配置され、クーラントが通って流れるためのクーラント流入流路（２０２）を含む。切削インサート本体（１９０）は、少なくとも２つの個別の窪み（２３０、２３２）を含むすくい面（１９２）を有する。個別の窪みは、切削部位の１つに対応する。組立体（４０）は、切削インサート本体（１９０）に隣接して配置される方向変換要素を含み、方向変換要素（２５０）は、クーラント流入流路（２０２）と同心に配置される収容開口を有し、クーラント流入流路からクーラントを収容する。
【選択図】図１４

Description

本発明は、切り屑形成および材料除去操作（ｃｈｉｐｆｏｒｍｉｎｇ ａｎｄ ｍａｔｅｒｉａｌ ｒｅｍｏｖａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）に用いられるフライス（ｍｉｌｌｉｎｇ ｃｕｔｔｅｒ）並びにフライスインサート（ｍｉｌｌｉｎｇ ｉｎｓｅｒｔ）に関する。さらに具体的には、本発明は、切り屑形成および材料除去操作に用いられるフライス並びにフライスインサートであって、フライスインサートと工作物との間の界面（すなわちインサート−切り屑界面）に隣接するクーラントの供給が強化され、従ってインサート−切り屑界面における過剰な熱が消去されるフライス並びにフライスインサートに関わる。

切り屑形成および材料除去操作（例えばフライス加工（ｍｉｌｌｉｎｇ）操作）においては、切削インサート（ｃｕｔｔｉｎｇ ｉｎｓｅｒｔ）と切り屑が工作物から除去される部位（ｌｏｃａｔｉｏｎ）との間の界面（すなわちインサート−切り屑界面）に熱が発生する。インサート−切り屑界面における過剰な熱は、フライスインサートの有用な工具寿命に負の影響を及ぼす（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。有用な工具寿命が短縮されると、すぐ分かるように、運転コストが増大し、全体的な生産効率が低下するので、インサート−切り屑界面における熱の低減には容易に認め得る利点が結び付いている。

この点に関して、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−切り屑界面における熱の低減の重要性を検討している。具体的には、ラガーベルグは、超硬合金製の切削インサートが特定の温度に達すると塑性変形に対する抵抗力が低下することを述べている。塑性変形に対する抵抗力が低下すると、切削インサートの破損リスクが増大する。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と結果的に切削インサートの硬度が減少し、それは切削インサートの摩耗の増大を招来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は、それぞれ、クーラントをインサート−切り屑界面に供給することの重要性を論じている。

他の特許文献は、クーラントをインサート−切り屑界面に供給するための種々の方法または装置を開示している。これに関して、アントン（Ａｎｔｏｕｎ）の米国特許第６，０４５，３００号明細書は、インサート−切り屑界面における熱を処理するために高圧大容量のクーラント供給を利用する方式を開示している。クリ−マー（Ｋｒｅａｍｅｒ）の米国特許出願公開第２００３／００８２０１８Ａ１号明細書は、切削インサートと上部プレートとの間の溝を開示している。クーラントはこの溝を通って流れてインサート−切り屑界面における熱を処理する。ホン（Ｈｏｎｇ）の米国特許第５，９０１，６３２号明細書は、液体窒素をインサート−切り屑界面に供給するクーラント供給装置を開示している。

切り屑形成および材料除去操作においては、インサート−切り屑界面における運転温度が高くなると、早期の破損および／または過度の摩耗によって有用な工具寿命に有害な影響が及ぶ可能性があることは容易に認められるところである。従って、フライスインサートと工作物との間の界面（すなわち、切り屑が発生する工作物の部位であるインサート−切り屑界面）へのクーラントの供給が改善された、切り屑形成および材料除去操作に用いられるカッタ組立体（ｃｕｔｔｅｒ ａｓｓｅｍｂｌｙ）（例えばフライス組立体）並びに切削インサート（例えばフライスインサート）を提供することが強く望まれる。

フライス切削操作においては、工作物から発生する切り屑は、時に、切削インサート（例えばフライスインサート）の表面に付着する（例えば溶着によって）可能性がある。このような切削インサートへの切り屑材料の堆積は、切削インサートの性能、ひいては全体的な材料除去操作に負の影響を及ぼす可能性がある望ましくない現象である。

このため、インサート−切り屑界面における潤滑の強化をもたらすように、インサート−切り屑界面へのクーラントの供給が強化される、切り屑形成および材料除去操作に用いられる切削組立体（例えばフライス組立体）並びに切削インサート（例えばフライスインサート）を提供することはきわめて望ましいであろう。インサート−切り屑界面における潤滑が強化されると、その結果として、切り屑が切削インサートに付着する傾向も低下する。

例えばフライス切削操作などの切削操作においては、切り屑が切削インサートに付着すると、切り屑がインサート−切り屑界面の領域から出ない事例が生じることがある。切り屑がインサート−切り屑界面の領域から出ないと、切り屑が再切削される可能性がある。フライスインサートが工作物からすでに除去された切り屑を再切削することは望ましくない。インサート−切り屑界面へのクーラントの流れにより、インサート−切り屑界面からの切り屑の除去が促進され、従って、切り屑再切削の可能性が最小限に抑えられるであろう。

従って、切り屑再切削の可能性を低減するように、インサート−切り屑界面へのクーラントの供給が強化される、切り屑形成および材料除去操作に用いられる切削組立体（例えばフライス組立体）並びに切削インサート（例えばフライスインサート）を提供することはきわめて望ましいであろう。インサート−切り屑界面へのクーラントの流れを強化すると、その結果として、界面の近傍から切り屑が良好に除去されるようになり、切り屑を再切削する可能性も低下する結果が得られる。

米国特許第６，０５３，６６９号明細書 米国特許第５，７７５，８５４号明細書 米国特許第６，０４５，３００号明細書 米国特許出願公開第２００３／００８２０１８Ａ１号明細書 米国特許第５，９０１，６３２号明細書

本発明の一形態において、本発明は、切り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、クーラントが供給される切削インサートに関する。この切削インサートは、少なくとも１つの切削部位を有する切削インサート本体を含む。切削インサート本体は、クーラントがそれを通って流れることができるクーラント流入流路を含む。また、切削インサート本体は、このクーラント流入流路と連通する少なくとも１つの個別の窪み（ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ）を含むすくい面を有する。この個別の窪みは切削部位に対応し、切削部位に向かって延びている。

本発明の別の形態において、本発明は、切り屑形成および材料除去操作に用いられる切削インサート組立体であってカッタ本体のポケット部（ｐｏｃｋｅｔ）に収容される切削インサート組立体に関する。この場合、クーラントは、ポケット部に含まれるポケット部開口から流出できる。この切削インサート組立体は、少なくとも２つの個別の切削部位を有する切削インサート本体を含む。この切削インサート本体は、ポケット部開口と同心に配置されるクーラント流入流路で、クーラントがそれを通って流れるためのクーラント流入流路を含む。また、この切削インサート本体は、少なくとも２つの個別の窪みを含むすくい面を有する。この個別の窪みは、それぞれ、切削部位の１つに対応し、その対応する切削部位に向かって延びている。この組立体は、切削インサート本体に隣接して配置される方向変換要素（ｄｉｖｅｒｔｅｒ）を含み、この方向変換要素は、クーラント流入流路と同心に配置される収容開口を有し、クーラント流入流路からクーラントを収容する。また、この方向変換要素は、収容開口と連通するクーラントトラフを含み、このクーラントトラフは、選択された１つの切削部位に向かって同心に配置される。これによって、クーラントトラフおよび選択された切削部位に対応する個別の窪みが、選択された切削部位に向かうクーラントの流れのための導管を画定する。

本発明のさらに別の形態において、本発明は、切削インサートと連係して用いる方向変換要素に関する。この方向変換要素は、切削インサートからクーラントを収容する収容開口を備えた中心の方向変換要素本体を含む。この中心の方向変換要素本体は、さらに、収容開口と連通するクーラントトラフを含み、このクーラントトラフは、収容開口から半径方向に外側の方向に延びる。クーラントトラフはテーパ化された末端フランジを有する。

本発明のさらに別の形態において、本発明は、切り屑形成および材料除去に用いられるフライス組立体であって、クーラント供給源からクーラントがフライスに供給されるフライス組立体に関する。フライスは、クーラント供給源と連通するクーラント溜め（ｃｏｏｌａｎｔ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）を有するフライス本体を含む。このフライス本体は、さらに、クーラント溜めと連通するポケット部開口を有するポケット部を含む。少なくとも２つの個別の切削部位を有する切削インサート本体が用いられる。この切削インサート本体は、ポケット部開口と同心に配置されるクーラント流入流路で、クーラントがそれを通って流れるためのクーラント流入流路を含む。また、切削インサート本体は、少なくとも２つの個別の窪みを含むすくい面を有する。この個別の窪みは、それぞれ、切削部位の１つに対応し、かつ、その対応する切削部位に向かって延びている。切削インサート本体に隣接して配置される方向変換要素が設けられる。この方向変換要素は、クーラント流入流路と同心に配置される収容開口を有し、クーラント流入流路からクーラントを収容する。また、この方向変換要素は、収容開口と連通するクーラントトラフを含み、このクーラントトラフは、選択された１つの切削部位に向かって同心に配置される。これによって、クーラントトラフおよび選択された１つの切削部位に対応する個別の窪みが、選択された切削部位に向かうクーラントの流れのための導管を画定する。

次に本願の一部を構成する図面を簡単に説明する。

本発明のフライス組立体の特定の実施形態の斜視図である。フライス本体はその周囲に間隔をおいて配置される複数のポケット部を有する。ポケット部のいくつかは空の状態（すなわちその中にフライスインサート組立体がない状態）で示され、２つのポケット部はフライスインサート組立体を含めて示されている。クーラントの流れは矢印によって示される。 フライス本体の切削リム（ｃｕｔｔｉｎｇ ｒｉｍ）に含まれる１つのポケット部を上部から見た斜視図であり、前縁凹面（ｌｅａｄｉｎｇ ｃｏｎｃａｖｅ ｓｕｒｆａｃｅ）およびシート部分（ｓｅａｔｉｎｇ ｓｅｃｔｉｏｎ）を示す。このポケット部は仮想線で示されるフライス本体の中に表現されている。 フライス本体の切削リムに含まれる１つのポケット部を側面から見た斜視図であり、前縁凹面およびシート部分を示す。このポケット部は仮想線で示されるフライス本体の中に表現されている。 図２における円４によって取り囲まれるポケット部の拡大斜視図である。 図３における円５によって取り囲まれるポケット部の拡大斜視図である。 図１のフライス組立体の斜視図であり、中心のクーラント溜めを見易くするために、クーラント溜めのキャップおよびロックスクリュー（ｌｏｃｋ ｓｃｒｅｗ）をフライス本体から取り外して分解したフライス本体を示す。クーラントの流れは矢印で示される。 図６のロックスクリューの側面図であり、その中心穿孔および補助的な傾斜穿孔を示すために一部が断面表示されている。クーラントの流れは矢印で示される。 図６のクーラント溜めキャップの平面図である。 図８の切断線９−９に沿うクーラント溜めのキャップの断面図である。 図１のフライスインサート組立体の斜視図であり、構成部品が一緒に組み立てられた状態を示す。クーラントの流れは、細長いスロットからシムの側面に流入し、工作物と係合する切削エッジ（ｃｕｔｔｉｎｇ ｅｄｇｅ）（すなわち係合切削エッジ）に隣接してフライスインサートから流出する矢印によって示される。 図６のフライス組立体に用いられるシムの１つの特定の実施形態の斜視図である。シム内の流路は破線で示され、クーラントの流れは矢印で示される。 図６に示すフライス組立体に用いるのに適したシムの第２の特定の実施形態の斜視図である。シム内の流路は破線で示され、クーラントの流れは矢印で示される。 構成要素を中心軸に沿って分解したフライスインサート組立体の斜視図である。シムの特定の実施形態は図１２に示され、クーラントの流れは矢印で示される。 図６のフライスインサートのすくい面の平面図である。 図１４の切断線１４Ａ−１４Ａに沿う図１４のフライスインサートの断面図である。 図１４の切断線１４Ｂ−１４Ｂに沿う図１４のフライスインサートの断面図である。 図１４のフライスインサートの斜視図である。 方向変換部材（ｄｉｖｅｒｔｅｒ ｍｅｍｂｅｒ）の第１の特定の実施形態の斜視図である。 図１５の方向変換部材の底面図である。 図１６の切断線１６Ａ−１６Ａに沿う図１６の方向変換部材の断面図である。 図１６の方向変換部材の側面図である。 図１６の切断線１６Ｃ−１６Ｃに沿う図１６の方向変換部材の断面図である。 一般的に図１４Ｂの場合と同じ方位の断面に沿って取られたフライスインサートおよび方向変換部材の組立体の断面図であり、フライスインサート−方向変換部材組立体に流入するクーラントの流れと、切削面の下側におけるクーラントの流出とを示す。 図１５の方向変換部材の左手タイプのものの斜視図であり、（仮想線で示す）フライスインサートと組み合わせて示される。方向変換部材は、クーラントの流れ（矢印表示）を、工作物と係合する位置に置かれる選択された切削エッジの方向に導くように選択的に配置される。 （仮想線で示す）フライスインサートと組み合わせて示される方向変換部材の右手タイプの斜視図である。方向変換部材は、クーラントの流れ（矢印表示）を、工作物と係合する位置に置かれる選択された切削エッジの方向に導くように選択的に配置される。 （仮想線で示す）フライスインサートと組み合わせて示される双方向の方向変換部材の斜視図である。方向変換部材は、クーラントの流れ（矢印表示）を、工作物と係合する位置に置かれる選択された切削エッジの方向に導くように選択的に配置される。 本発明のフライス組立体の別の特定の実施形態の斜視図である。フライス本体はその周囲に間隔をおいて配置される複数のポケット部を有する。ポケット部のいくつかは空の状態（すなわちその中にフライスインサート組立体がない状態）で示され、２つのポケット部はフライスインサート組立体を含めて示されている。クーラントの流れは矢印で示される。 フライスインサート組立体の斜視図であり、構成部品が一緒に組み立てられた状態を示す。クーラントの流れは、別の特定の実施形態のシムの底面における流路から流入し、工作物と係合する切削エッジに隣接してフライスインサートから流出する矢印によって示される。 構成要素を中心軸に沿って分解した図２１のフライスインサート組立体の斜視図である。 フライスインサートの別の特定の実施形態の平面図である。２つの個別の窪みがそれぞれの切削エッジに対応している。

図面を参照すると、図１は、本発明のフライス組立体の１つの特定の実施形態を示す。このフライス組立体は４０で概略的に示される。フライス組立体４０は切り屑形成および材料除去操作に用いられる（あるいは、切り屑形成による材料除去用のフライス組立体である）。このような操作においては材料が工作物から除去される。操作においては、フライス組立体４０は、矢印「Ｒ」で示す方向に回転する。

フライス組立体４０は、４２で概略的に示す通常円筒形のフライス本体を含む。フライス本体は、周囲表面４６を含む切削リム４４を有する。フライス４０は、さらに、（図１に見られるように）切削リム４４から下方に付属する付属一体カラー（ｄｅｐｅｎｄｉｎｇ ｉｎｔｅｇｒａｌ ｃｏｌｌａｒ）４８を含む。この特定の実施形態においては、フライス組立体４０は、さらに、切削リム４４の周囲表面４６に間隔を空けて配置される複数のポケット部を含む。これは、５２で概略的に示されている。以下にさらに詳しく述べるように、各ポケット部５２は、その中にフライスインサート組立体を収容し、確実に固定して保持する。

フライス本体４２には、この特定の実施形態に示されるポケット部とは異なる多くのポケット部を設けることができることを理解するべきである。さらに、ポケット部の間の間隔も、ここに開示されるのとは異なるものにすることができる点を理解するべきである。この点に関して、ポケット部の個数および位置は、フライス組立体に関する特定の用途に応じて変えることが可能である。出願人は、本発明の範囲を、添付の図面に示すようなフライス本体の特定の幾何学的形状およびその中におけるポケット部の方位に限定することを意図していない。

各ポケット部５２は、前縁凹面５４と、この前縁凹面５４に隣接しかつそれに後続する（ｔｒａｉｌ）シート部分（図１および５における括弧部分６０参照）とを有する。移行領域５８が前縁凹面５４とシート部分６０との間を繋ぐ。本発明の記述範囲においては、「前縁の（ｌｅａｄｉｎｇ）」および「後続する（ｔｒａｉｌｉｎｇ）」という用語（並びに類似の関連用語）は、フライス組立体の操作に関して、ポケット部およびフライスインサート組立体の構造的様態の相対的位置のことを言う。例えば、同じ構成部品に関して、「前縁の」その部分は、フライス組立体の操作の間において「後続する」その部分より回転において先行している。このような相対的用語の使用は、本発明の範囲を限定するように意図されたものではなく、あくまでも、構造の種々の特徴部を相互に対して規定するためのものである。

シート部分６０は、シート部分６０の後続端におけるシート面６２を含む。シート面６２は半径方向の配置（ｒａｄｉａｌ ｄｉｓｐｏｓｉｔｉｏｎ）および軸方向の配置を有する。また、シート面６２は上部端部６４および底部端部６６を有する。フライス本体４２は、シート面６２にその終端を有する閉じたネジ孔６８を含む。このネジ孔６８は、以下に述べるようにネジ付きの固定具を収容する。「上部」および「底部」等の用語の使用は、図１に表現される位置に示される構造要素の相対的方位に関するものである。このような相対的用語の使用は、本発明の範囲を制限するように意図されたものではなく、あくまでも、構造の種々の特徴部を相互に対して規定するためのものである。

シート部分６０は、さらに、シート面６２に繋がる後続の傾斜シート面７４を含む。フライス本体４２は２つのクーラント流路７６を含み、この２つの流路７６は、開口７７によって示すように、後続の傾斜シート面７４において開放されている。後続の傾斜面７４における開口７７は、ポケット部の開口であると見做すことができる。これらのクーラント流路７６は、以下に述べるように、ポケット部に含まれるフライスインサートに対するクーラントの流れ用の導管となる。クーラント流路７６からのクーラントの流れは、図１の矢印によって示される。

シート部分６０は、また、後続の傾斜シート面７４に隣接する前縁の傾斜シート面８０を含む。フライスインサート組立体がポケット部内部に保持される場合、フライスインサートは前縁の傾斜シート面８０の上に載り（かつそれによって支持され）、シムは後続の傾斜シート面７４の上に載り、かつそれによって支持される。前縁の傾斜シート面８０および後続の傾斜シート面７４は半径方向の配置および軸方向の配置を有することを理解するべきである。

シート部分６０は、さらに、前縁の傾斜シート面８０に隣接するクランプシート面８４を含む。肩部８６が、前縁の傾斜シート面８０をクランプシート面８４に繋ぐ。もう１つの肩部８８が、クランプシート面８４と前縁凹面５４との間の移行部である。クランプシート面８４と、肩部８６および８８とは半径方向および軸方向の配置を有する。フライス本体４２は、クランプシート面８４に開いているネジ孔（または開口）９０を含む。ネジ孔９０は、クランプを貫通する保持ピンを収容するように設計される。この場合、クランプは、シムおよびフライスインサートをポケット部内に確実に保持することを補助する。

図６に示すように、フライス本体４２は、さらに中心のクーラント（または流体）溜め９４を含み、このクーラント溜め９４は、図６に「クーラント供給源」として表示されるクーラント源と連通する。中心のクーラント溜め９４は、上方に延びる（ｈａｓ ａｎ ｕｐｗａｒｄ）（または図６に見られるように一般的に垂直方位の）中央の直立壁面９６によって画定される。直立壁面９６はフライス本体４２の底面９８から上方に延びており、底面９８も、中心のクーラント溜め９４を（部分的に）画定する。中心の直立壁面９６は、図６に見られるように、上端１００を有する。

中心の直立壁面９６は複数のクーラント流路７６の対を含み、この流路対７６はクーラント溜め９４とポケット部５２との間の流体連通を提供する。各クーラント流路対７６は１つのポケット部５２に対応しており、対応するクーラント流路対７６から、クーラントが対応するポケット部５２に供給される。出願人は、クーラント流路７６について、いかなる特定のサイズまたは内部の幾何学的形状にも限定する意図は有していないが、出願人としては、クーラント流路７６の寸法および幾何学的形状は、対応するポケット部に、従ってそのポケット部内に保持される対応するフライスインサートに十分なクーラント流量を供給するようなものであると考えている。

図６および７に示すように、フライス組立体４０は、さらに、１０６で概略的に示すロックスクリューを含む。ロックスクリュー１０６は、図７に見られるように上部端部１０８および底部端部１１０を有する。また、ロックスクリュー１０６は、その上部端部１０８に隣接して、肩部１１４を画定する拡大直径部分１１２を有する。拡大直径部分１１２から、細長い一体型の円筒形シャンク１１６が突き出ている。さらに、ロックスクリュー１０６は、その長さを貫通して延びる中心の六角形の縦方向穿孔１１８をその中に含む。

ロックスクリュー１０６は、さらにまた、ロックスクリュー１０６の縦軸Ｚ−Ｚに対してある角度で配備される半径方向に傾斜した複数の穿孔１２４を含む。傾斜穿孔１２４は、それぞれ、中心穿孔１１８と、ロックスクリュー１０６の上部の円形の角部１２２との間の流体連通を提供する。この傾斜穿孔１２４は、クーラントがクーラント源からクーラント溜めに流れることができる付加的な流路を提供する。図６および７に矢印で示すように、クーラントは、底部端部１２０において六角形の穿孔１１８に流入し、穿孔１１８を貫通して流れ、六角形穿孔１１８の上部端部１２２において六角形穿孔１１８から流出して、上部端部１２２の上をあらゆる方向に流れる。クーラントは、また、矢印で示すように傾斜穿孔１２４を経由して中心穿孔１１８から流出する。ロックスクリュー１０６から流出するクーラントは（中心穿孔１１８または傾斜穿孔１２４のいずれを経由するにせよ）、矢印で示すように続いて中心のクーラント溜め９４に流入する。

図８および９に示すように、フライス組立体４０は、また、１２６で概略的に示すクーラント溜めのキャップを含む。このクーラント溜めのキャップ１２６は、中心のクーラント溜め９４を部分的に画定するものであり、上面１２８および底面１３０を有し、そのキャップ１２６の周囲に等間隔に配置される複数のボルト孔１３２を含む。ボルト孔１３２は、それぞれ、クーラント溜めキャップ１２６をフライス本体４２に固定するボルト１３４（図６参照）を収容するように調整される。クーラント溜めキャップ１２６は、さらに、複数のノッチ１３８を有する一般的に円形の付属一体型フランジ１３６を含む。この場合、ノッチ１３８はフランジ１３６の周囲に等間隔に配置される。

図１０〜図２１を参照すると、フライス組立体４０は、さらに、それぞれが１５０で概略的に示す複数のフライスインサート組立体（あるいは切削インサート組立体）を含む。出願人は、「切削インサート」という用語が、フライスインサートおよび旋削インサート、並びに、例えば切り屑形成および材料除去操作などの材料除去操作において工作物と係合して材料を除去するのに用いられる他の形式および種類のインサートを（制限なしに）含意すると考えていることが理解されるべきである。

図１から明らかなように、ポケット部５２、特にシート部分６０が、それぞれ、フライスインサート組立体１５０を収容して保持する。フライスインサート組立体１５０はいくつかの構成要素を含む。すなわち、フライスインサート（さらに広範囲に切削インサートと考えることもできる）、シム、クランプ、およびネジ部材であり、これらについて以下に詳しく記述する。図１および図１０に示すように、クーラントは、選択された切削部位（または切削エッジ）に隣接する位置においてフライスインサートから流出する。以下に明らかになるように、シムには３つの異なる実施形態がある。

上記のように、フライスインサート組立体１５０は１５２で概略的に示すシムを含む。シム１５２の１つの特定の実施形態が図１０および１１に示される。シム１５２は、上面１５４と底面１５６と周囲の側面（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｆｌａｎｋ ｓｕｒｆａｃｅ）（または端面）１５８とを有する。また、シム１５２は、３つの穿孔をその中に含む。これらの穿孔の１つは、ネジ部材１６４を収容する固定具用穿孔１６０である。このネジ部材１６４が、シム１５２およびフライスインサートを、当業者にはよく知られた方式でフライス本体４２に装着する。シム１５２は、また、４つの角部（１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄ）を有する。この内、角部１６２Ｂおよび１６２Ｃは鋭利な角部であり、角部１６２Ａおよび１６２Ｄは、平面によって規定される平坦な角部である。

シム１５２に含まれる他の２つの穿孔は相互に流体連通している。この２つの穿孔は、それぞれ、クーラントが、後続の傾斜シート面７４において開放されているクーラント流路７６からシム１５２の上面１５４に流れるための流路を提供する。この２つの穿孔は、合わせて１つの内部クーラント流路と考えられる。この２つの穿孔の内の１つは、周囲の側端部１５８の１つにおいて開放される細長いスロット１６６であり、半径方向に内側の方向に延びて、中心穿孔１６８であるもう一方の穿孔と交差する。中心穿孔１６８はシム１５２の上面１５４において開放されている。矢印に示すように、クーラントは、スロット１６６から流入して、中心穿孔１６０に流れる。クーラント（図１１に見られるように垂直の矢印で表現される）は中心穿孔１６８からフライスインサートの中に流入するが、これについては以下に述べる。

図１２は、シムの別の実施形態を示す。この場合、１７０で概略的に示すシムは、上面１７２と底面１７４と周囲の側面または端部１７６とを有する。また、シム１７０は、その中に４つの穿孔を含む。１つの穿孔は、ネジ部材１８２を収容する固定具用穿孔１７８である。このネジ部材１８２が、シム１７０およびフライスインサートを、当業者にはよく知られた方式でフライス本体４２に装着する。シム１７０は、４つの角部（１８０Ａ、１８０Ｂ、１８０Ｃ、１８０Ｄ）を有する。この内、角部１８０Ｂおよび１８０Ｃは鋭利な角部であり、角部１８０Ａおよび１８０Ｄは、平面によって規定される平坦な角部である。

他の穿孔の内の２つは、クーラントが、後続の傾斜シート面７４において開放されているクーラント流路７６からシム１７０の上面１７２に流れるための流路である。この２つの穿孔は、合わせて、内部クーラント流路と考えることができる。この２つの穿孔の内の１つは、周囲の側面１７６の内の１つにおいて開放される細長いスロット１８４であり、半径方向に内側の方向に延びて、中心穿孔１８６と交差する。中心穿孔１８６はシム１７０の上面１７２において開放されている。

最後に、４番目の穿孔は、半径方向の穿孔１８８であって、クーラントの流れを、フライスインサートの係合切削エッジに隣接するシム１７０の周囲表面に向けて導く流体流路である。この場合、半径方向穿孔１８８は細長いスロット１８４と流体連通しているので、スロット１８４に流入するクーラントの少なくとも幾分かは半径方向穿孔１８８に流入する。半径方向穿孔１８８は、内部のクーラント流路と連通する半径方向のクーラント流路と考えることができる。

半径方向の穿孔１８８は、シム１７０の１つの角部（１８０Ａ）の近くで前縁表面１７２において開放されるように配置される。以下に述べるように、シム１７０がフライスインサートと一緒に組み立てられると、シムは、工作物と係合するフライスインサートの切削エッジに角部１８０Ａが隣接するような方位に向けられる。これは、運転時に、（「Ｇ」で表示される）矢印で示すように、クーラントが、細長いスロット１７０からシム１７０に流入し、さらに中心穿孔１８６および半径方向穿孔１８８に流入することを意味している。クーラントは、（矢印「Ｈ」で表現されるように）中心穿孔１８６から、以下に述べるようにフライスインサートに流入する。さらに、クーラントは、（矢印「Ｉ」で表現されるように）半径方向穿孔１８８から流出して、係合切削エッジに隣接するフライスインサートの周囲の逃げ面（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｆｌａｎｋ ｓｕｒｆａｃｅ）を越えて流れ、選択された切削部位（すなわちフライスインサートが工作物と係合する部位）に向かいかつインサート−切り屑界面の近傍におけるクーラントの付加的な流れをもたらす。フライスインサートから流出するクーラントの流れについては以下に詳述するが、図１３は、フライスインサートから流出するクーラント（矢印「Ｉ」）を示している。

図１４〜図１４Ｃを参照すると、フライスインサート組立体１５０は、さらにフライスインサート１９０を含む。フライスインサート１９０は粉末冶金技術によって製造するのが一般的である。この点に関して、フライスインサート用の出発粉末成分は、最初に、当初の粉末混合物にブレンドまたは粉砕される。潤滑剤または一時結合剤（ｆｕｇｉｔｉｖｅ ｂｉｎｄｅｒ）は通常当初成分として含まれる。当初の粉末混合物は、続いて、部分密度を有するフライスインサートの形状（すなわち圧粉体）に圧縮される。

次に、圧粉体が、通常高温において、かつ場合によっては加圧下で行われる圧密処理にかけられる。圧密処理は、圧力焼結法、真空焼結法、高温静水圧圧縮法、および他の既知の圧密法を含むことができる。得られる製品は、本質的に完全に密な圧密後のフライスインサートである。圧密後のフライスインサートは、未被膜処理のフライスインサートを形成するために、種々の仕上げ操作、例えば、研磨または吹き付け加工その他を施すことができる。

未被膜処理のフライスインサートは、その上の被膜なしに有用である場合がある。代替的に、未被膜処理のフライスインサートに被膜系を形成して（ａｐｐｌｙ ａ ｃｏａｔｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ）被膜フライスインサートとすることが有利である場合もある。被膜系は、１つ以上の個別の被膜層を含む広範囲の適切な被膜系のいずれかとすることができ、物理蒸着（ＰＶＤ）法および化学蒸着（ＣＶＤ）法を含む広範囲の被膜生成技術のいずれか１つ以上によって被覆生成できる。

フライスインサートは、切削インサートとして用いるのに適した任意の１つの材料から製造できる。次のような材料が、切削インサート用として有用な材料の例である。すなわち、工具鋼、超硬合金、サーメットまたはセラミックである。工具鋼に関しては、次の特許文献が切削インサートとしての使用に適した工具鋼を開示している。すなわち、「高速度鋼(High speed Steel)」について米国特許第４，２７６，０８５号明細書が、「超硬高速度工具鋼(Superhard high-speed tool steel)」について米国特許第４，８８０，４６１号明細書が、「焼結された粉末製の高速度工具鋼およびその製造法(High Speed Tool Steel Produced by Sintered Powder and Method of Producing the Same)」に関して米国特許第５，２５２，１１９号明細書が開示している。超硬合金に関しては、次の特許文献が切削インサートとしての使用に適した超硬合金を開示している。すなわち、「ジルコニウムおよびニオブを含む超硬合金体およびその製造法(a Cemented Carbide Body Containing Zirconium and Niobium and Method of Making the Same)」に関して米国特許出願公開第２００６／０１７１８３７Ａ１号明細書が、「優先的に結合剤の富化された超硬合金体および製造法 (Preferentially Binder Enriched Cemented Carbide Bodies and Method of Manufacture)」に関して米国再発行特許第３４，１８０号明細書が、「非層別表面 結合剤富化を有するＣ多孔度基体を備えた被膜切削インサート(a Coated Cutting Insert with A C Porosity Substrate Having Non-Stratified Surface Binder Enrichment)」 に関して米国特許第５，９５５，１８６号明細書が開示している。サーメットに関しては、次の特許文献が切削インサートとしての使用に適したサーメットを開示している。すなわち、「複合材およびその製造プロセス(Composite and Process for the Production Thereof)」について米国特許第６，１２４，０４０号明細書が、「Ｃｏ−Ｎｉ−Ｆｅ結合剤を有するサーメットの切削インサート(a Cutting Insert of a Cermet Having a Co-Ni-Fe Binder)」について米国特許第６，０１０，２８３号明細書が開示している。セラミッ クに関しては、次の特許文献が切削インサートとしての使用に適したセラミックを開示している。すなわち、「アルミナ−ジルコニア−炭化ケイ素−マグネシアセラミックの切削工具(an Alumina-zirconia-silicon carbide-magnesia Ceramic Cutting Tools)」について米国特許第５，０２４，９７６号明細書が、「サイアロン切削工具の組成(a Sialon Cutting Tool Composition)」について米国特許第４，８８０，７５５号明細書が、「窒化 ケイ素セラミックおよびそれから製作した切削工具(a silicon Nitride Ceramic and Cutting Tool made Thereof)」について米国特許第５，５２５，１３４号明細書が、「粗い 炭化ケイ素ウィスカによって補強したセラミック体およびその製造法(a Ceramic Body Reinforced with Coarse Silicon Carbide Whiskers and Method for Making the Same)」 に関して米国特許第６，９０５，９２２号明細書が、「イッテルビウム含有サイアロンおよび製造法(a SiAlON Containing Ytterbium and Method of Making)」に関して米国特許第７，０９４，７１７号明細書が開示している。

フライスインサート１９０は、すくい面１９２と、反対側の底部のシート面１９４と、周囲の逃げ面１９６とを有する。すくい面１９２および底部のシート面１９４は、通常互に平行に配置される。図１４Ａに示すように、周囲の逃げ面１９６は中心軸Ｃ−Ｃに対して角度Ｂを含むように配設される。

図示の特定の実施形態においては、フライスインサート１９０は、４つの別個の異なる切削エッジを有しており、これらが符号２３８、２４０、２４２および２４４で表示されている。この切削エッジ（２３８、２４０、２４２、２４４）は、それぞれ、すくい面１９２および周囲の逃げ面１９６の一部と交差する。この切削エッジは、それぞれ、フライスインサート１９０上の位置を意味する切削部位であると見做すことができる。この切削部位が、材料除去操作が行われる時に工作物から材料を除去するように工作物と係合する。

フライスインサート１９０のすくい面１９２は、その中に凹窩（ｉｎｄｅｎｔｉｏｎ）（または中心凹窩）２００を含む。この中心凹窩２００は、すくい面１９２内に含まれる中心開口（またはクーラント流入流路）２０２を取り囲む。フライスインサート１９０のすくい面１９２は、さらに、その中に複数の個別の窪みを包含し、この個別の窪みは、それぞれ、中心凹窩２００と交差する。以下にさらに詳述するように、この各個別の窪みは、また、フライスインサート１９０の特定の切削エッジ（または切削部位）に対応する。

個別の窪みの記述に関しては、各個別の窪みは本質的に同じ幾何学的形状を有するので、１つの個別の窪みについて詳述すれば、他の個別の窪みの詳細説明についても十分であろう。この個別の窪みの詳細説明に関して、第１の個別の窪み２１０は周囲の端部２１２を有し、この周囲の端部２１２は、半径方向の内側の部分２１４と半径方向の外側の部分２１６とを有する。個別の窪み２１０の半径方向の外側の部分２１６は、フライスインサート１９０の切削エッジ２４２の半径方向の内側にその終端部を有するが、それは切削エッジ２４２に近接している。すくい面１９２には周囲部分２１８があり、その周囲部分２１８が、個別の窪み２１０の半径方向の外側の部分２１６を切削エッジ２４２から分離している。従って、個別の窪み２１０は切削エッジ２４２に対応しており、これは、クーラントが個別の窪み２１０を通って流れる時に、クーラントが、切削エッジ２４２に隣接して、実際には切削エッジ２４２の下部に（半径方向には前方に）流出することを意味すると言うことができる。フライスインサート１９０は、切削エッジの任意のいずれかが工作物と係合するように割り出す（ｉｎｄｅｘ）ことが可能であることを理解するべきである。以下に明らかになるように、クーラントは、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個別の窪みを経由して流れる。

アーチ状の表面のアーチ特性によって、クーラントの流れの半径方向に外側の方向への滑らかな方向変換が、過度の量の乱流を発生することなく行われる。この個別の窪みを画定する表面は、個別の窪みの深さ（すなわち、個別の窪みの特定表面とすくい面１９２との間の距離）が半径方向に外側の方向に減少するような輪郭を有するが、この表面輪郭によって、クーラントの流れの切削エッジの方向への効率的な供給が促進される。

図面、特に図１４から分かるように、個別の窪みは、そのすくい面と同一平面の幅を有する。少なくとも個別の窪みと中心凹窩とが交差する位置から、その幅は半径方向に外側の方向に減少し、これによって、クーラントの流れの切削エッジの方向への効率的な供給が促進される。この点に関して、個別の窪み内における半径方向に外側の方向のクーラントの流れは、個別の窪みの半径方向の外側の部分に向かって集中している。

個別の窪みが容積を有することも理解できる。各個別の窪みの容積は、半径方向に外側の方向に減少しており、それによって、クーラントの流れの切削エッジの方向への効率的な供給が促進される。この点に関して、個別の窪み内における半径方向に外側の方向のクーラントの流れは、個別の窪みの半径方向の外側の部分に向かって集中している。

図１４は、その他の個別の窪みが、個別の窪み２３０、個別の窪み２３２および個別の窪み２３４であることを示している。これらの他の個別の窪み（２３０、２３２および２３４）のそれぞれの幾何学的形状は、個別の窪み２１０のそれと同じであり、簡潔さのためにここでは繰り返さない。

図１４をなお参照すると、個別の窪み２３８および２４０の間に、アーチ状のシール面２２０が位置している。個別の窪み２４０および２１０の間にはアーチ状のシール面２２２が位置し、個別の窪み２１０および２３０の間にはアーチ状のシール面２２４が位置し、個別の窪み２３０および２３２の間にはアーチ状のシール面２２６が位置している。これらのシール面の機能は、方向変換要素２５０とフライスインサートとの間のシールの形成を容易にすることにある。

図１５〜図１６Ｃを参照すると、フライスインサート組立体１５０は、２５０で概略的に示す方向変換要素をさらに含む。方向変換要素２５０は、以下に詳述するように、フライスインサートと組み合わせて用いるように想定されている。方向変換要素２５０は種々の材料から製造できる。材料選定に関しては、方向変換要素２５０が、切削またはフライス加工（すなわち材料除去操作）からの切り屑の流れによる摩滅に抵抗力を有すること、並びに、クーラントの流れによる腐食に抵抗するための腐食摩耗抵抗力を有することが有利である。方向変換要素２５０用として適切な材料には、工具鋼、ステンレス鋼、超硬合金、サーメットおよびセラミックが含まれる。また、出願人は、方向変換要素を１つ以上の被膜層で被膜処理することも可能であると考えている。

方向変換要素２５０は対向する表面を有する。すなわち、底面２５２および反対側の上面２６４である。フライス組立体が運転状態にある時は、材料除去操作から形成される切り屑にさらされる可能性がある底面２５２が上面２６４に対して前縁表面になる（すなわち回転において先行している）。以下に述べるように、方向変換要素２５０がフライスインサート１９０に組み込まれると、その上面２６４は、フライスインサート１９０のすくい面１９２内に設けられる空洞（この空洞は個別の窪みを含む）の内部に位置する。

底面２５２は、一般的に平面の中央表面部分２５４を有する。この中央表面部分２５４は、一般的に、方向変換要素２５０の中心の縦軸（Ｄ−Ｄ）に垂直である。また、中央表面部分２５４は円周の境界端２５６を有する。底面２５２は、さらに、この円周の境界端２５６から半径方向に外側の方向に延びる円錐状の周囲表面部分２５８を含む。この円錐状の表面部分２５８の終端部は、通常円形の周囲の端部２６０であるが、以下に述べるようにフランジ領域はその例外部分である。円錐状の表面部分２５８は、中央の表面部分２５４に対して「Ｆ」の角度で設けられる。

方向変換要素２５０の上面２６４は、収容開口２７２を画定するカラー２７０を包含する方向変換要素の中心本体２６６を含む。収容開口２７２は、フライスインサートのクーラント流入流路からのクーラントの流れを収容するように想定されている。方向変換要素の中心本体２６６は、さらに、収容開口２７２から半径方向に外側の方向に延びるクーラントトラフ２７４を含む。クーラントトラフ２７４は収容開口２７２と連通しており、そのため、クーラントは、収容開口２７２からクーラントトラフ２７４に、かつそれに沿って流れることができる。クーラントトラフ２７４は、テーパ化された末端フランジ２８０まで延びている。このテーパ化された末端フランジ２８０は１つの部分２８２を有しており、その部分２８２は、その末端フランジ２８０のもう１つの部分２８４よりも半径方向に外側の方向にさらに遠くまで延びている。

さらに、方向変換要素２５０の上面２６４は、上面２５２および底面２６４の交差部における周囲境界端２６０から延びる円錐状の部分２６７を有する。この円錐状の部分２６７は、方向変換要素２５０の周囲の範囲のほとんどの部分に拡がる。特定の実施形態においては、この円錐状の部分２６７は、中心軸Ｄ−Ｄに対して、約４５°に等しい角度Ｅに設けられている。角度Ｅは約５°〜約８５°の範囲にすることができることを理解するべきである。角度Ｅの大きさは、すくい面の対応する表面領域の輪郭に合致する。このすくい面の表面領域は、これらの表面において方向変換要素とフライスインサートとの間のシールを形成する。

図１５に示すように、クーラント（矢印「Ｈ」）は、フライスインサート組立体１５０に流入し、さらに収容開口２７２に流入する。クーラントはクーラントトラフ２７４の表面に衝突して、クーラントトラフ２７４の長さを半径方向に外側の方向に移動し、テーパ化されたフランジ２８０の表面上を通過する。クーラントの大部分は、半径方向の外側の寸法が小さい方のテーパ化フランジ２８０のもう一方の部分１８４の上を流れるが、クーラントの幾分かは、半径方向の外側の寸法が大きい方のテーパ化フランジ２８０の一方の部分２８２の上を流れるであろうことを予期できる。

フライスインサート組立体１５０は、２９０で概略的に示すクランプを含む。クランプ２９０は、上面２９２と底面２９４と周囲端面２９６とを有する。また、クランプ２９０は、ネジ部材またはピン３００を収容するように調整される穿孔２９８を含む。クランプ２９８の目的は、フライスインサート１９０および方向変換要素２５０をシム１５２に対してくさび止めして、フライスインサート１９０および方向変換要素２５０をフライス本体３２のポケット部５２内に確実に保持することにある。フライスインサート、あるいは、シムおよびフライスインサートの組み合わせ体をフライス本体のポケット部内に機械的に保持するためのクランプの使用については、フライスの分野における当業者にはよく知られているところである。

フライスインサート組立体１５０が図１２に示すシム１７０を用いる場合のフライスインサート組立体１５０のフライス本体４２のポケット部５２内への組み込みに関しては、シム１７０の底面１７４が、シート面６２に対して固く押し付けられる。シム１７０における細長いスロット１８４の方位は、スロット１８４が、後続の傾斜シート面７４におけるクーラント流路７６の終端と同心となるような（またはそれと合致するような）方位である。フライスインサート１９０の底面１９４はシム１７０の上面１７２に対して固く押し付けられる。

フライスインサート組立体１５０を組み立てるために、方向変換要素２５０の上面２６４がフライスインサート１９０のすくい面１９２に対して固く押し付けられる。この位置にある時には、方向変換要素の中心本体は、フライスインサート１９０のすくい面１９２における空洞内に包含される。

方向変換要素２５０がフライスインサート１９０に対して固く押し付けられ場合には、円錐状の表面部分２５８の表面領域の対応部分と、個別の窪みの間にある中心凹窩２００の部分との間に、表面対表面接触の局所部分が存在する。前記のように、これらの局所部分はアーチ状のシール面２２０、２２２、２２４および２２６である。これらの接触局所部分において、方向変換要素２５０とフライスインサート１９０との間の流体をほぼ通さないシールが形成される。

方向変換要素２５０がフライスインサート１９０に対して固く押し付けられると、方向変換要素２５０の（収容開口２７２を画定する）カラー２７０は、フライスインサート１９０のクーラント流入流路２０２と同心になる。同心であることによって、収容開口２７２は、クーラント流入流路２０２からフライスインサート１９０に流入するクーラントを収容することができる。

方向変換要素２５０がフライスインサート１９０に組み込まれると、方向変換要素２５０のフランジ２８０に隣接する（すなわち対応する）個別の窪み（２１０、２３０、２３２、２３４）は、クーラントトラフ２７４と共に、クーラントの流れをフライスインサート１９０の対応する切削エッジ（２３８、２４０、２４２、２４４）に向かって導く導管を画定する。この導管はフライスインサートの残りの空洞に対してはほぼ流体的に絶縁の状態にあるので、フライスインサート１９０に流入するほぼすべてのクーラントが、この導管を通って、選択された切削エッジに向かって流れる。

方向変換要素２５０のフランジ２８０の位置は、任意の１つの個別の窪みと、それに対応する選択された切削エッジとに合致するように選択できる。通常、クーラントを切削部位の近傍に供給することが重要であるので、この選択された切削エッジは、材料除去操作（例えばフライス加工）において工作物と係合する切削エッジである。

図１６Ｄを参照すると、組み立てられたフライスインサート１９０および方向変換要素２５０の断面図が示されている。クーラントは、クーラント流入流路２０２から組立体に流入して（矢印「Ｈ」参照）、さらに方向変換要素２５０の収容開口２７２に流入することが分かる。クーラントは、クーラントトラフ２７４と、選択された切削エッジに対応する個別の窪みとの間に画定される導管を通って流れ続ける。この場合、この切削エッジは、個別の窪み２３２に対応する切削エッジ２３８である。

矢印Ｊに示すように、フライスインサート−方向変換要素組立体を出るクーラントは、フライスインサート１９０のすくい面１９２に沿う平面の下側に流出するので、クーラントが切削面の下側に流出する。クーラントは、続いて、矢印Ｊによって分かるように、切削部位に向かって上方に吹き付けられる。クーラントの噴射を切削部位に向かって上方に導くことによって、クーラントがインサート−切り屑界面の部位またはその近傍に衝突し得るようになる。これによって、クーラントの噴射を切削部位に向かって上方に導くことに結び付くいくつかの利点がもたらされる。この場合、この利点には、フライスインサート−工作物界面に発生する熱の負の影響の低減と、フライスインサート−切り屑界面における潤滑の改善によるフライスインサート上への工作物材料の蓄積の回避または低減と、フライスインサート−切り屑界面の近傍からの切り屑の除去を促進することによる切り屑再切削の回避とが含まれる。

フライス組立体４０全体の運転に関して、フライス組立体４０は、機械工具駆動体等の作用の下で、図１に見られるように反時計回りの方向（矢印Ｒ参照）に回転する。中心のクーラント溜め９４はクーラント供給源と連通しており、クーラント供給源は、通常、フライス組立体４０の回転運転中圧力条件下にある。理解できるように、クーラントは、ロックスクリュー１０６の中心の六角形の縦方向穿孔１１８を通って流れて、そこから流出し、さらに上端面１０８の上を流れて、中心のクーラント溜め９４に流入する。

クーラントは、クーラント流路７６を通って中心のクーラント溜め９４から流出し、クーラント流路７６内を移動して、シート部分６０の後続の傾斜シート面７４において流出する。以下に述べるように、クーラントは、この位置においてフライスインサート組立体１５０に流入する。

クーラントは、細長いスロット１８４からシム１７０に流入し、続いて中心のクーラント穿孔１８６に流入する。クーラントの流れは、中心のクーラント穿孔１８６から、方向変換要素２５０のカラー２７０によって画定される収容開口２７２に流れ込む。方向変換要素２５０はフライスインサート１９０の中心の空洞内に配置されている。クーラントは、続いて、方向変換要素２５０の半径方向トラフ２７４と、隣接する個別の窪みを画定する表面との間に画定される導管を経由して流れる。クーラントの流れは、フランジ２８０において、クーラントがフランジ２８０の両方の部分（２８２、２８４）の上を流れるような態様でその導管から流出する。クーラントは、続いて、切削エッジの上に流れ、切削部位におけるインサート−切り屑界面の近傍にクーラントが供給される。

図１７を参照すると、フライスインサート組立体１５０は、クーラントを、工作物と係合する選択された切削エッジ（例えば、図１７に示される切削エッジ２４２）に選択的に直接導くことができる。クーラントの方向の選択は、方向変換要素２５０を係合切削エッジ２４２に合致するように選択位置に回転することによって実行される。図１７に示すように、方向変換要素２５０は、そのフランジ２８０がフライスインサート１９０の切削エッジ２４２と同一線上に並ぶように位置決めされる。この位置にある時は、クーラントは、上記のように、切削エッジ２４２に向かって移動し、切削エッジ２４２の下部に流出するであろう。この場合、クーラントの流れは小さい部分と大きい部分との上を通過し、それによって、その流れが係合切削エッジ２４２に導かれることに留意するべきである。

周知のように、フライス加工操作においては、工作物との係合用として新しい切削エッジを用意するために、フライスインサート１９０を割り出す、あるいは再配置することが必要になる時点が到来する。割り出し可能なフライスインサートの場合には、これは、フライスインサート１９０を、新しい切削エッジ（例えば切削エッジ２４０）が出るようにポケット部５２内で回転することを意味する。一例として、かつ、図１７をなお参照して説明すると、切削エッジ２４２が摩耗状態となり、あるいは交換が必要な状態に達した時には、フライスインサート１９０を割り出し操作して、工作物と係合する切削エッジとして切削エッジ２４０が出るようにする。クーラントを新しい切削エッジ２４０に供給するために、図１７に見られるように、方向変換要素２５０を、時計回りの方向に約９０°回転させる。クーラントトラフ２７４は、切削エッジ２４０に対応する個別の窪みと協働して、クーラントを係合切削エッジに導くであろう。

図１７に示すように、クーラントは（矢印「Ｊ」で示すように）、切削エッジと工作物との界面において切削エッジの下側の位置に流出する。その結果、クーラントによって、フライスインサート−切り屑界面に発生する熱の負の影響が低減される。さらに別の結果として、クーラントの存在によって、フライスインサート−切り屑界面における潤滑が改善され、フライスインサート上への工作物材料の蓄積が回避または低減される。さらに、クーラントの流れによって、フライスインサート−切り屑界面の近傍からの切り屑の除去が促進され、切り屑の再切削が回避される。

図１８を参照すると、別の実施形態の方向変換要素３００を、フライスインサート１９０と組み合わせて示している。この実施形態の方向変換要素３００は前記の実施形態の方向変換要素２５０と同様のものであるが、方向変換要素３０４の左右の向き（ｈａｎｄｅｄｎｅｓｓ）が異なる点が違っている。この点に関して、方向変換要素３００は右手型の方向変換要素、方向変換要素２５０は左手型の方向変換要素である。

図１７の実施形態の場合と同様に、フライスインサート組立体１５０は、クーラントを、工作物と係合する選択された切削エッジに選択的に直接導くことができる。これは、方向変換要素を、係合切削エッジ対して選択された位置に回転することによって行われる。図１８に示すように、方向変換要素３００は、そのフランジ３０２がフライスインサート１９０の切削エッジ２４４と同一線上に並ぶように位置決めされる。この位置にある時は、クーラントは、上記のように切削エッジ２４４に向かって移動し、切削エッジ２４４の下部に流出するであろう。フライスインサート１９０の割り出し操作に先立って、方向変換要素２５０に関して上記に述べたのと同様に、方向変換要素３００を回転させて、フランジ３０２が新しい切削エッジに対して同一線上になるようする。従って、方向変換要素３００を選択的に位置決めできることにより、フライス加工操作時に、新しく選択された切削エッジにクーラントを供給するためのフライスインサート組立体の能力を強化することを理解することができる。この状態にある場合には、クーラントは新しい切削エッジの下側に供給されるであろう。

図１９は、さらに別の特殊な実施形態の方向変換要素３０４を示す。この実施形態の構造は、方向変換要素２５０の外形に準拠しているが、フランジ３０６が延長された部分を有しないという点が違っている。その結果、方向変換要素３０４がフライスインサートに取り付けられた時に、クーラントの流れはフランジの全表面にわたって流出し、方向変換要素２５０および方向変換要素３００の場合のような指向性を有しない。

図２０〜図２２は、前記と同様のフライスインサート１９０と、方向変換要素２５０と、クランプ２９０とを含むフライスインサート組立体３２０を示す。しかし、シム３２２は、周囲の端部における細長いスロットを有することなく、底面における中心のクーラント孔３２４を含むという点において異なっている。図２０に示すように、ポケット部は、一般的に直立のシート面にクーラント流路３１６を有する。クーラントは、図２０において矢印「Ｋ」で示すように、クーラント流路３１６から流出する。

フライスインサート組立体がポケット部内に装着される場合、中心のクーラント孔３２４はクーラント流路３１６と同心の位置にある。図２１および２２は、クーラントの流れが、中心のクーラント孔３２４に直接流入し、続いて、前記の態様でフライスインサート−方向変換要素組立体に流入する様子を示している。クーラントは、さらに、前記と同様の態様でフライスインサート１９０を通って流れる。図２０は、フライスインサートから流出するクーラントを矢印「Ｌ」で表現している。

図２３は、別の実施形態のフライスインサート３３０を示す。このインサート３３０においては、２つの個別の窪み３３２、３３４がただ１つの切削エッジ（または切削部位）３３６に対応している。この場合、この２つの個別の窪みは、フライスインサート１９０の個別の窪みとは幾分異なる幾何学的形状を有する。この幾何学的形状は、フライスインサート１９０のものとは異なるが、フライスインサート３３０の個別の窪み（３３２、３３４）も、切削エッジ３３６に向かうクーラントの流れの効率的な供給を促進するように機能する。それによって、半径方向に外側の方向における個別の窪み内のクーラントの流れが、個別の窪みの半径方向の外側の部分に向かって集中している。フライスインサート３３０の他の切削エッジを参照すると、２つの個別の窪み３３２Ａ、３３４Ａが切削エッジ（または切削部位）３３６Ａに対応し、２つの個別の窪み３３２Ｂ、３３４Ｂが切削エッジ（または切削部位）３３６Ｂに対応し、２つの個別の窪み３３２Ｃ、３３４ＣＡが切削エッジ（または切削部位）３３６Ｃに対応している。

個別の窪み（３３２、３３４）は、対応する方向変換要素のクーラントトラフが両方の個別の窪みを包含し得るように十分に狭いものであることを理解するべきである。そうすることによって、両方の個別の窪み（３３２、３３４）およびクーラントトラフが、一緒に組み立てられた時に、フライスインサート（１９０）−方向変換要素（２５０）組立体の場合と同様に、方向変換要素とフライスインサートとの間の液密なシールの形成に基づく流体的に絶縁された導管を形成する。

特定の実施形態のフライス組立体の性能を証明するために試験を行った。この場合、図１の特定の実施形態に従って製作された１００ｍｍ直径のフライスを、幅７．６２ｃｍおよび長さ２５．４ｃｍのＴｉ−６ＡＬ−４Ｖチタン合金の焼きなましブロックをフライス加工するのに用いた。試験フライス加工は、フライス組立体の中心が工作物の中心と同心のまたぎフライス加工（ｓｔｒａｄｄｌｅ ｍｉｌｌｉｎｇ）によって行った。金属切削条件は次の表１に記載する。

ケナメタル（Ｋｅｎｎａｍｅｔａｌ）の等級Ｋ３２２は、炭化タングステン−コバルト系のフライスグレード（ｍｉｌｌｉｎｇ ｇｒａｄｅ）であり、約９．７５重量％のコバルトと、粒径１〜６ミクロンの残余の炭化タングステンとを、一般に認められている不純物と共に含む。Ｋ３２２等級は、ロックウェルＡスケールにおける約９０．８の公称硬度と、約１８０〜約２２０エルステッドの磁気飽和値とを有する。

比較のために、次のクーラント供給条件を用いて試験を行った。すなわち、クーラントがフライスインサートおよび工作物を巻き込む溢流クーラント方式と、主軸経由のクーラント供給方式と、本発明に基づくフライスインサートによるクーラント供給方式とである。試験結果を次の表２に示す。表中の圧力はポンプのゲージから測定し、流量は、３０秒間５ガロンバケツに収容してその貯留量を計量することによって測定した。

工具寿命の基準に関しては、工具の摩耗を測定するため、ブロックを横切る各パスの後に３０Ｘ（倍率）で光学像を撮った。刃先（ｎｏｓｅ）、逃げ面またはすくい面のどれか１つにおいて摩耗が０．３８ｍｍを超えた時をもって、工具寿命の終端を決定した。表２に見られるように、工具寿命は、摩耗限界に達するまでのパス数で報告されており、また、工具寿命は、摩耗限界に達するまでに工作物から除去された材料の容積（ｃｍ3）、および、摩耗限界に達するのに要した時間で報告されている。表２の結果は、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金をフライス加工する場合、本発明のフライスインサートは、従来型のクーラント溢流方式を用いる場合に比べると約４倍長い工具寿命を呈し、従来型の主軸経由のクーラント供給方式を用いる場合に比べると約２．２倍長い工具寿命を呈することを示している。

フライス組立体３０は、切削エッジおよび工作物の界面において切削エッジの下側にクーラントを供給するという点から、いくつかの利点を有する。１つの結果として、クーラントによって、フライスインサート−工作物界面に発生する熱の負の影響が低減される。さらに別の結果として、クーラントの存在によって、フライスインサート−切り屑界面における潤滑が改善され、フライスインサート上への工作物材料の蓄積が回避または低減される。さらに、クーラントの流れによって、フライスインサート−切り屑界面の近傍からの切り屑の除去が促進され、切り屑の再切削が回避される。

本発明は、切り屑形成および材料除去操作に用いられるフライス並びにフライスインサートであって、フライスインサートと工作物との間の界面へのクーラントの供給が改善されたフライス並びにフライスインサートを提供することが明らかである。クーラント供給の改善の結果としていくつかの利点が存在する。

この点に関して、本発明は、切り屑形成および材料除去操作に用いられるフライス並びにフライスインサートであって、フライスインサートと工作物との間の界面（すなわち工作物上の切り屑生成部位）へのクーラントの供給が改善されたフライス並びにフライスインサートを提供する。その結果、クーラントによって、フライスインサート−工作物界面に発生する熱の負の影響が低減される。さらに別の結果として、クーラントの存在によって、フライスインサート−切り屑界面における潤滑が改善され、フライスインサート上への工作物材料の蓄積が回避または低減される。さらに、クーラントの流れによって、フライスインサート−切り屑界面の近傍からの切り屑の除去が促進され、切り屑の再切削が回避される。

本明細書において特定した特許および他の文献資料は、参照によって本明細書に組み込まれる。本発明の他の実施態様は、本明細書、またはここに開示された本発明の実際を精査すれば、当業者には明らかであろう。本明細書および実施例は、あくまでも例示用のものであって、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。本発明の真の範囲および精神は特許請求の範囲に示される。

Claims (22)

1. 切り屑形成および材料除去に用いられると共にカッタ本体のポケット部に収容される切削インサートで、クーラントが前記ポケット部に含まれるポケット部開口から前記切削インサートに流出できるようになっている、切削インサートであり、
   少なくとも１つの切削部位を有する切削インサート本体を含む切削インサートであって、
   前記切削インサート本体は、前記ポケット部開口と同心に配置されるクーラント流入流路で、クーラントがそれを通って流れるためのクーラント流入流路を含み、かつ、
   前記切削インサート本体はすくい面を有し、前記すくい面は、前記クーラント流入流路と連通する少なくとも１つの個別の窪みを含み、前記個別の窪みは前記切削部位に対応し、かつ前記個別の窪みは前記対応する切削部位に向かって延びている、
   切削インサート。
2. 前記切削インサート本体が少なくとも２つの切削部位を有し、前記すくい面が少なくとも２つの個別の窪みを含み、前記個別の窪みはそれぞれ前記切削部位の１つに対応し、かつ、前記個別の窪みは、それぞれ、その対応する切削部位に向かって延びている、請求項１に記載の切削インサート。
3. 前記切削インサート本体が少なくとも２つの切削部位を有し、かつ、前記個別の窪みが、前記切削部位の１つに対応し、それに向かって延びている、請求項１に記載の切削インサート。
4. 前記切削インサート本体が複数の切削部位を有し、前記すくい面が複数の個別の窪みを含み、前記個別の窪みはそれぞれ前記切削部位の１つに対応し、かつ、前記個別の窪みは、それぞれ、その対応する切削部位に向かって延びている、請求項１に記載の切削インサート。
5. 前記個別の窪みが前記切削部位に隣接する半径方向の外側の終端部を有し、それによって、クーラントが、前記切削部位の下側において前記個別の窪みから流出して、前記切削部位に向かって上方に吹き付けられる、請求項１に記載の切削インサート。
6. 前記切削インサート本体が底面および周囲の逃げ面をさらに含み、前記切削インサート本体は前記すくい面内に前記クーラント流入流路を取り囲む凹窩を有し、かつ、前記個別の窪みは、それぞれ、前記クーラント流入流路と連通するように前記凹窩と交差する、請求項１に記載の切削インサート。
7. 前記個別の窪みが、それぞれ、半径方向の内側部分および半径方向の外側部分を有し、前記半径方向の内側部分は前記凹窩と交差し、前記半径方向の外側部分は前記切削部位の対応する部位に隣接する、請求項６に記載の切削インサート。
8. 前記個別の窪みのそれぞれの前記半径方向の外側部分の終端部が、前記切削部位の対応する部位の半径方向の内側の位置にあり、かつ、前記個別の窪みのそれぞれに対して、前記すくい面の周囲部分が、前記個別の窪みの半径方向の外側部分を前記切削部位の対応する部位から分離する、請求項７に記載の切削インサート。
9. 前記個別の窪みが、それぞれ、前記すくい面に対して深さを有し、前記深さは半径方向に外側の方向に減少する、請求項６に記載の切削インサート。
10. 前記個別の窪みが、それぞれ、前記すくい面と同一平面の幅を有し、前記幅は半径方向に外側の方向に減少し、それによって、前記個別の窪み内における半径方向に外側の方向のクーラントの流れが前記個別の窪みの前記半径方向の外側の部分に向かって集中する、請求項９に記載の切削インサート。
11. 前記切削部位が、それぞれ、前記すくい面および前記周囲の逃げ面の交差部分に形成される個別の切削エッジを含む、請求項６に記載の切削インサート。
12. 前記個別の窪みがそれぞれ容積を有し、各窪みの前記容積は半径方向に外側の方向に減少する、請求項１に記載の切削インサート。
13. 前記切削インサート本体が粉末冶金技術によって製造され、かつ、前記切削インサート本体が、工具鋼、超硬合金、サーメットおよびセラミックからなる群から選択される１つの材料を含む、請求項１に記載の切削インサート。
14. 前記切削インサート本体が１つ以上の被膜層で被膜処理される、請求項１に記載の切削インサート。
15. 少なくとも２つの前記個別の窪みが、同じ１つの前記切削部位に対応する、請求項１に記載の切削インサート。
16. 切削インサートと連係して用いる方向変換要素であって、
    前記方向変換要素は、前記切削インサートからクーラントを収容する収容開口を備えた中心の方向変換要素本体を含み、
    前記中心の方向変換要素本体は、前記収容開口と連通するクーラントトラフをさらに含み、前記クーラントトラフは、前記収容開口から半径方向に外側の方向に延びており、かつ、
    前記クーラントトラフはテーパ化された末端フランジを有する、
    方向変換要素。
17. 前記テーパ化された末端フランジが少なくとも２つの部分を有し、前記テーパ化された末端フランジの１つの部分は、もう１つの部分よりも、半径方向に外側の方向にさらに長い距離延びている、請求項１６に記載の方向変換要素。
18. 前記中心の方向変換要素本体が前記収容開口を画定するカラーを有する、請求項１６に記載の方向変換要素。
19. 前記中心の方向変換要素本体が、前記カラーを取り囲む円錐状の部分を有する、請求項１８に記載の方向変換要素。
20. 切り屑形成および材料除去に用いられるフライス組立体で、クーラントがクーラント供給源からフライスに供給されるフライス組立体であって、
    前記フライス組立体が、前記クーラント供給源と連通するクーラント溜めを有するフライス本体と、
    少なくとも２つの個別の切削部位を有する切削インサート本体と、
    前記切削インサート本体に隣接して配置される方向変換要素と、
    を含み、
    前記フライス本体は、前記クーラント溜めと連通するポケット部開口を有するポケット部をさらに含み、
    前記切削インサート本体は、前記ポケット部開口と同心に配置されるクーラント流入流路で、クーラントがそれを通って流れるためのクーラント流入流路を含み、かつ、
    前記切削インサート本体は、少なくとも２つの個別の窪みを含むすくい面を有し、前記個別の窪みは、それぞれ、前記切削部位の１つに対応し、かつその対応する切削部位に向かって延びており、
    前記方向変換要素は、前記クーラント流入流路と同心に配置される収容開口を有し、前記クーラント流入流路からクーラントを収容し、かつ、
    前記方向変換要素は、前記収容開口と連通するクーラントトラフを含み、前記クーラントトラフは前記選択された１つの切削部位に向かって同心に配置され、これによって、前記クーラントトラフおよび選択された１つの切削部位に対応する前記個別の窪みが、前記選択された切削部位に向かうクーラントの流れのための導管を画定する、
    フライス組立体。
21. 前記フライス本体が、前記クーラント溜めと前記ポケット部開口との間の連通を提供するクーラント流路を含む、請求項２０に記載のフライス組立体。
22. 前記フライス本体が、前記クーラント供給源と前記クーラント溜めとの間の連通を提供する複数のクーラント流路を含む、請求項２０に記載のフライス組立体。

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