JP3065343U - 切削インサ―ト - Google Patents

切削インサ―ト

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JP3065343U JP1999004806U JP480699U JP3065343U JP 3065343 U JP3065343 U JP 3065343U JP 1999004806 U JP1999004806 U JP 1999004806U JP 480699 U JP480699 U JP 480699U JP 3065343 U JP3065343 U JP 3065343U
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アミール・サトラン
ラフアエル・マルグリス
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 装着を有利にする。 【解決手段】 後部装着部分は、前部切削部分から、前
記作業正面とほぼ同方向を向く後部装着部分の背部当接
壁に向かって延在する上部、下部、側部の壁をもつ。後
部装着部分の側部壁は背部縁部で背部当接壁と交わる。
背部当接壁は、2つの横方向表面と、これらの間の中央
表面を具備し、横方向表面は背部縁部から前部切削部分
に向かう方向に収束し、中央表面は前部切削部分から遠
ざかる方向で、横方向表面の隣接部分から外方向に向か
って突出し、これと合流縁部領域で交わる。

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【考案の分野】
本考案は、作業切刃を備える(associated)前部切削部分とインサートを切削 工具に装着するための後部装着部分をもつタイプの切削インサートに関する。
【0002】
【考案の背景】
本考案は特に、インサート受け入れポケット(insert receiving pockets)を 配備するためのスペースに限りがある切削工具にインサートを装着するための、 コンパクトなデザインにした切削インサートに関する。具体的には、複数のチッ プ排出用溝(chip evacuation flutes)が形成され、溝と溝の間の前部正面(fr ont face)で切削インサートを支えるようにした、エンドミル研削、ドリル、プ ランジ研削などの作業に用いられるタイプの回転切削工具に関する。
【0003】 このような切削工具の前部正面で切削インサートを装着するためのスペースを 効率よく利用するために、切削インサートの切削切刃を、相対的に長くできるよ うにする一方で、後部装着部分の寸法を大幅に小さくできるように、切削インサ ートの幾何形状(geometry)を最適化することが望ましい。
【0004】 特許出願PCT/IL97/00270では、エンドミルカッターについて上 記の問題を解決するように設計された切削インサートを開示している。この切削 インサートは、上部と下部の湾曲切削切刃(arcuate cutting edges)と、これ らの間に位置する側部切刃(side edge)を備える(associated)作業正面(ope rative front surfaces)をもつ前部切削部分と、上部、下部、側部壁であって 、すべて前部切削部分のそれぞれの切刃(respective edges)から遠ざかる方向 に延在する壁をもつ後部装着部分からなり、側壁は前部切削部分から遠ざかる方 向に収束し、かつそれぞれの湾曲切削切刃の両端間の距離より短くなっている。 インサートには、後部装着部分の上部と下部の壁を貫通する締付ネジ穴が形成さ れており、この穴の軸がカッターの回転軸にほぼ垂直になるようにカッターに装 着される。
【0005】 US4,768,901では、ドリル工具の前部正面に装着される切削インサー トを開示している。切削インサートは切削切刃につながる前部切削部分と上部、 下部および側部壁と、これらの間に延在する背部壁を有する後部装着部分を有す る。切削インサートは後部装着部分の上部、下部壁を通る締付ネジ穴をもち、イ ンサートは締付ネジ穴の軸がドリル工具の回転軸に平行になるように装着される 。後部装着部分の背部壁は、後部装着部分の側壁に隣接し切削切刃に比較的近い 位置に設けた段差付きの横方向当接表面(stepped lateral abutment surfaces )と、横方向当接表面の間に設けられ、締付ネジ穴の背部部分の周りに延在する 半円筒形中央表面を具備する。
【0006】 本考案は、新規な切削インサートであって、とりわけ、上記のような種類の切 削工具への装着に関して有利な切削インサートを提供することを目的とする。
【0007】
【考案の要旨】
本考案の一側面によれば、 少なくとも一つの切削切刃につながる作業正面をもつ前部切削部分と、 後部装着部分であって、前記前部切削部分から、前記作業正面とほぼ同方向を 向く後部装着部分の背部当接壁に向かって延在する、上部、下部および側部壁を もち、側壁はその背部縁部(rear edges)で前記背部当接壁と交わる、後部装着 部分 を具備し、 前記背部当接壁は2つの横方向表面と、その間の中央表面を備え、前記横方向 表面は前記背部縁部から前部切削部分に向かう方向に収束し、前記中央表面は、 横方向表面の隣接部分から前記前部切削部分から遠ざかる方向に外側に突き出し て、これと合流縁領域(merging edge regions)で交わる、 切削工具に装着するための切削インサートが提供される。
【0008】 本考案の他の側面によれば、長手方向の回転軸及び作業切削切刃をもつ切削イ ンサートをその中に支持するためのインサート受け入れポケットを少なくとも1 つ形成した正面(front face)をもつ工具ホルダーが設けられ、 インサート受け入れポケットは、ポケット底部壁と、工具ホルダーの設計回転 方向に対して規定されるポケットの背部端部に位置し、ポケット底部壁を横断す る方向(transversely)と前記回転方向を横断する方向に姿勢配置された背部壁 をもち、 ポケット背部壁は2つの横方向部分と、これらの間にあって、横方向部分の隣 接領域に対して背後方向にくぼんでおり(depressed)、合流縁部領域を介して これと交わる中央部分をもち、前記ポケット背部壁の横方向部分は、その外側端 部(outer ends thereof)から切削インサートの切削切刃の方向に収束している 。
【0009】 切削インサートの背部当接壁とポケットの背部壁のデザイン、そして特に切削 インサートの背部当接壁の横方向壁と、ポケット背部壁の横方向部分の具体的な 配置方向(specific orientation)のため、本考案では、切削作業中に工具ホル ダー本体に働く反発力(reaction forces)の方向が好ましいものになる。この ため、工具ホルダー本体のうち、この観点から最も問題となる(critical)領域 における応力集中やその結果生じる局部的な変形を排除できる。
【0010】 好ましくは、切削インサートは締付ネジを用いてインサート受け入れポケット の中で固定(secured)する。この場合、切削インサートには締付ネジ穴を形成 し、ポケット底部壁にはポケットネジ山付き穴(pocket threaded bore)を形成 して、この中で締付ネジを受けるようにする。切削インサートの締付ネジ穴は切 削インサートの後部装着部分に対してほぼ垂直の方向に、後部装着部分の上部と 下部の壁の間を通る。
【0011】 本考案の一実施例では、ポケットネジ山付き穴は全体としては、工具ホルダー の長手方向軸と同方向を向いている。本考案の他の実施例では、ポケットネジ山 付き穴は、工具ホルダーの長手方向軸を横切る方向を向いている。
【0012】
【実施例】
本考案が実地ではどのように実施されるかの理解を助けるため、添付図面を参 照する。
【0013】 図1乃至4に本考案の切削インサート1を示すが、インサートは、作業前部正 面3をもつ前部切削部分2と、これと一体に形成され前部切削部分2から切削イ ンサート1の背後方向に延在する後部装着部分4を具備する。切削インサートに は、これを切削工具に装着するための締付ネジ穴5が形成されている。切削イン サート1は割り出し可能(indexable)であり、また作業正面3の中心点O(図 4)を通り、これに垂直な締付ネジ穴5の軸Sを通る対称軸A(図2)を中心に して180°対称の設計になっている。インサートは、対称軸が通りかつ締付ネ ジ穴5の軸Sに垂直な基準面(reference plane)Pをもつ。
【0014】 図1、2、3、4からわかるように前部切削部分2の作業正面3は切削インサ ートの基準面Pにほぼ横(transverse to)である。作業正面3は、基準面Pに ほぼ平行な上部、下部の主切刃6と、基準面Pと直交し主切刃6の間に延在して これとインサート前部隅角(front corners)8と交わる側部副切刃7によって 規定(bound by)されている。作業正面3は主切刃6、副切刃7、そして前部隅 角8から内側に向かって傾斜し(slopes)、これから外方向につき出していてか つ中心に配置されるチップ破砕装置(chip breaker)9に向かってさらに立ち上 がる。これにより、切削切刃6、7には、適切なチップ制御手段をもつチップレ ーキ表面が設けられる。
【0015】 切削インサート1の主切刃6はそれぞれ2つの構成切刃11をもつが、切刃1 1は、これにつながるインサート前部隅角8から基準面Pに向かって、かつ切削 インサート1の外側に向かって延在する。図2に示すように、各主切刃6の構成 切刃11は互いに鈍角の内角(interior obtuse angle)θをなす。
【0016】 後部装着部分4は、上部、下部壁12が切削インサートの基準面Pにほぼ平行 で、側壁13が基準面Pを横断する方向を向いた角錐台形をもつ。上部、下部壁 12と側壁13は、前部切削部分2の各上部、下部切刃6および側部切刃7から 、後部装着部分4の背部当接壁14に向かって延在する。背部当接壁14は、イ ンサート背部隅角16の間に延在するインサート背部縁部(insert rear edges )15で側壁13と交わる。背部当接壁14は、上部、下部、および側部の壁1 2、13に対してほぼ横断する方向をむく。締付ネジ穴5は上部、下部壁12を 貫通する。
【0017】 図3に見られるように、後部装着部分4の上部、下部壁12は、背部当接壁1 4に向かって収束し、また側壁13も同様に収束するが、このことは図2に最も 明瞭に示されている。上部、下部壁12と側壁13は、それぞれ逃げ面17、1 8を介してそれぞれ上部、下部切削切刃6と側部切削切刃7と合流する。
【0018】 図2、5からわかるように、背部当接壁14は背部縁部15に隣接する2つの 横方向表面20と、これら横方向表面20の間にあって、かつ横方向表面20か ら背部と外側に向かって突き出し、さらに横方向表面と合流縁部領域23でこれ と交わる中央表面22を備える。横方向表面20は背部縁部15から前部切削部 分20の方向に収束し、図5からわかるように、合流する縁部領域23を通る仮 想平面Qの方が、背部縁部15よりも、前部切削部分2(図示せず)に近くなる ような、また、好ましくは、締付ネジ穴5の軸Sよりも、前部切削部分2から遠 くなるように、配置される(oriented)。図5に示すように、横方向表面20の 配置は、それぞれこれにつながる背部縁部15と合流縁部領域23を通り構成切 削切刃11が作る角度θにほぼ等しい角度τなす仮想平面T1、T2によって規 定される。図5に見られるように、合流縁部領域23同士の距離は、締付ネジ穴 5の最大直径より大きいことが望ましい。
【0019】 図5に見られるように、横方向表面20は、切削インサート1からその背部に 向けて外方向に位置する軸(図示せず)をもつ第1の円筒弧(cylindrical arc )25と実質的に重なり(lie)、中央表面22は切削インサート1の内側に位 置する軸(図示せず)をもつ第2の円筒弧26にほぼ重なる。弧25、26の軸 は、締付ネジ穴の軸Sに平行でかつこれと同一平面上にある。第2の円筒形弧2 6の半径γは、第1の円筒形の半径Rよりもかなり小さい。あるいはまた、横方 向表面20は平面でもよく、またはその他適切な形状をもつことができる。
【0020】 図6に、本考案の切削インサートが装着される工具ホルダー27を示す。工具 ホルダー27は切削ヘッド30をもち、、切削ヘッド30の正面34から工具ホ ルダーの長手方向回転軸Xに沿って延在するチップ排出溝32が形成されている 。工具ホルダー27の正面34には、切削ヘッド30の本体部分40の上であっ て長手方向の軸Xに近い位置に位置する、一対の同じインサート受け取りポケッ ト38a、同じく本体部分40の上であって長手方向の軸Xから遠い位置に位置 する、一対の同じインサート受け取りポケット38b、そしてインサート受け取 りポケット38aと同じ本体部分40の上であって、ただしその周辺部に位置す る一対の同じインサート受け取りポケット38cが、形成されている。
【0021】 インサート受け取りポケット38a、38b、38cはすべて、上述の切削イ ンサート1と同じ切削インサートを受け入れるように設計されていて、そのため すべて切削インサート1の形状にほぼ対応する形状をもつため、インサート受け 入れポケット38と総称して、一つについてのみ図7を参照しながら以下に詳述 する。
【0022】 図7に示すように、インサート受け入れポケット38はポケットネジ山付き穴 45をもつポケット底部壁44と、工具ホルダーの設計回転方向Dに対して規定 されるポケット38の背部端部49に位置するポケット背部壁48をもつ。ポケ ット背部壁48はポケット底部壁44にほぼ垂直に配置され(oriented)、回転 方向Dに対しても垂直である。
【0023】 ポケット背部壁48は、切削インサート1の背部当接壁14にほぼ対応する形 状をもつ。特に、ポケット背部壁48は一対の横方向部分50と、その間の湾曲 中央部分52をもち、湾曲中央部分52は横方向部分50の隣接領域に対して背 部方向にくぼんでいて、合流縁部領域53でこれらと交わる。ポケット背部壁4 8の横方向部分50はその外側端部60からポケットネジ山付き穴45に向かっ て収束して、その結果、合流縁部領域53は回転方向Dに対して横方向部分50 の外側端部60より前に位置するようになっている。
【0024】 図8、9に、図6に示す工具ホルダー27と、工具ホルダー27のそれぞれの インサート受け入れポケット38a、38b、38cに、その長手方向軸Xから 異なる距離と異なる方法で装着した図1乃至4に示す本考案による切削インサー ト1a、1b、1c、からなるプランジ研削作業のための切削工具アセンブリー を示す。
【0025】 図示のように、切削インサート1a、1bは、それぞれの締付ネジ64a、6 4bが切削工具の長手方向軸Xにほぼ平行になるように装着されているため、こ れらの下部主切刃6a、6bは作業位置にくる。切削インサート1cは、それぞ れの締付ネジ64cが長手方向軸Xにほぼ垂直になるように装着されているため 、これらの副切削切刃7cが作業切削切刃になる。
【0026】 切削インサート1a、1b、1cは、インサートの上部壁12がポケット底部 壁44に当接すること、およびインサートの背部当接壁14がポケットの背部壁 48に当接することで、それぞれインサート受け入れポケット38a、38b、 38cの中で支持されるもので、後者の当接は図10a、10b、10cに具体 的に示すように横方向当接区域72、76と中央当接区域74で生じる。これら の図は、それぞれ、切削インサート1a、1b、1cと、72a、74a、76 a;72b、74b、76b;72c、74c、76cとしてそれぞれ示すその 当接区域72、74、76を図示したものである。各切削インサートの当接区域 の位置、特に中央当接区域74の位置は、切削工具における切削インサートの位 置に依存しており、切削作業中に切削インサートに作用する切削力に対向して、 インサートに十分な支持を確保できるようにする。
【0027】 加えて、切削インサートの背部当接壁の横方向表面と、ポケット背部壁の横方 向部分の特定の配置方向により、本考案によれば、切削作業中に工具ホルダー本 体には好ましい方向の反発力が働く。このため、工具ホルダー本体のうち、応力 集中とその結果生じる局部的な変形の観点から重要な領域において、例えば図8 bについて言えば、ポケット64bのポケット背部壁48bの最外端縁部に隣接 する本体部分42の領域であって、切削インサート1bをその背部当接壁14b の最外端縁部で支える領域において、応力集中とその結果生じる局部的な変形を 排除することができる。
【0028】 本考案の切削インサート、特にその前部切削部分と後部装着部分は、上述およ び図示したもの以外の他のデザインのものでもよい。したがって、インサートの 前部切削部分やその切削切刃は、切削工具アセンブリーが用いられる切削作業に 応じて、適切な幾何形状をもつことができる。例えば、切削インサートの主切刃 の構成切刃は一つだけでもよく、あるいはまた、2つ以上であってもよく、それ らはそれぞれ直線でも湾曲したものでもよい。インサート後部部分の背部当接壁 の横方向と中央の表面、ならびに、ポケット背部壁の横方向と中央部分は、それ ぞれの当接区域が所定の位置にくることを保証するものであればどのような形状 でもよい。したがって、例えば、インサート背部当接壁とポケット背部壁の横方 向表面は、異なる曲率半径であってよく、あるいはそれぞれの横方向表面が湾曲 していなくてもよい。切削工具のチップ排出溝の数は幾つでもよく、工具に装着 されるインサートの数もいくつでもよい。切削インサートはプランジ研削以外の 切削作業用に設計された切削工具に使用することもできる。
【0029】 本考案の特徴および態様を示せば以下のとおりである。
【0030】 1. 切削工具に装着するための切削インサートであって、 少なくとも一つの切削切刃につながる作業正面をもつ前部切削部分、 後部装着部分であって、前記前部切削部分からその背部当接壁に向けて延在す る上部、下部、側部壁をもち、前記作業正面とほぼ同一方向を向く後部装着部分 を備え、後部装着部分の側部壁は背部縁部で前記背部当接壁と交わり、 前記背部当接壁は、2つの横方向表面とその間の中央表面を備え、前記横方向 表面は前記背部縁部から前部切削部分に向かう方向に収束し、前記中央表面は前 記前部切削部分から遠ざかる方向で横方向表面の隣接部分から外方向に突出し、 合流縁部領域でこれと交わる、 ことを特徴とする切削インサート。
【0031】 2. 後部装着部分の側部壁がその背部当接壁に向かって収束することを特徴 とする、上記1に記載の切削インサート。
【0032】 3. 前記後部装着部分の側部壁が、背部縁部で前記背部当接壁と交わり、前 記中央表面が、前部切削部分に対して、後部装着部分の背部縁部より前に位置す る合流縁部領域において、横方向表面の前記隣接部分と交わることを特徴とする 、上記1に記載の切削インサート。
【0033】 4. 切削インサートには、その後部装着部分の上部、下部壁を貫通し、これ に対してほぼ垂直な軸をもつ締付ネジ穴が形成されていることを特徴とする、上 記1に記載の切削インサート。
【0034】 5. 前記合流縁部領域を通る仮想平面は、前記締付ネジ穴の軸よりも前部切 削部分に近くない位置に配置されることを特徴とする、上記4に記載の切削イン サート。
【0035】 6. 合流縁部領域間の距離が前記締付ネジ穴の最大直径より大きいことを特 徴とする、上記4に記載の切削インサート。
【0036】 7.前部切削部分の切刃が、これにつながる前部隅角からインサートの外方向 でかつ後部装着部分から遠ざかる方向に延在し、互いに鈍角の内角をなす2つの 構成切刃をもち、前記後部装着部分の横方向表面が、前記鈍角の内角にほぼ等し い角度で収束する仮想平面にほぼ沿った方向を向くように配置されていることを 特徴とする、上記1に記載の切削インサート。
【0037】 8. 長手方向の回転軸、及びその中で作業切刃をもつ切削インサートを支持 するためのインサート受け入れポケットを少なくとも一つが形成されている正面 を有する工具ホルダーであって、 インサート受け入れポケットはポケット底部壁と、工具ホルダーの設計回転方 向に対して規定される背部端部に位置し、ポケット底部壁に対して横で、前記回 転方向に横の方向に配置されるポケット背部壁をもち、 ポケット背部壁は2つの横方向部分と、これらの間にあって、横方向部分の隣 接領域に対して背部方向にくぼんでいて、合流縁部領域を介してこれと交わる中 央部分をもち、前記ポケット背部壁の横方向部分はその外側端部から、切削イン サートがインサート受け入れポケットに装着されたとき、インサートの切刃に向 かう方向に収束することを特徴とする、工具ホルダー。
【0038】 9. 前記中央部分が、前記回転方向に対してポケット背部壁の外側端部より 前に位置する合流縁部領域で、前記横方向部分の隣接領域と交わることを特徴と する、上記8に記載の工具ホルダー。
【0039】 10. ポケット底部壁には、その中に前記切削インサート受け入れポケット 中に切削インサートを固定するための締付ネジを受けるためのポケットネジ山付 き穴が形成されることを特徴とする、上記8に記載の工具ホルダー。
【0040】 11. ポケットネジ山付き穴が、工具ホルダーの長手方向軸とほぼ同方向を 向くことを特徴とする、上記10に記載の工具ホルダー。
【0041】 12. ポケットネジ山付き穴が、工具ホルダーの長手方向軸に対して横をな す、上記10に記載の工具ホルダー。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の切削インサートの斜視図。
【図2】図1の切削インサートの平面図。
【図3】図1の切削インサートの側面図。
【図4】図1の切削インサートの正面図。
【図5】図3に示す切削インサートの線V−Vから見た
後部装着部分の拡大部分断面図。
【図6】本考案の工具ホルダーの斜視図。
【図7】図6の工具ホルダーに形成されたインサート受
け入れポケットの斜視図。
【図8】図6に示す工具ホルダーと図1に示す切削イン
サートを備える切削工具アセンブリーの斜視図。
【図9】図8に示す切削工具アセンブリーの正面図。
【図10】図8、9に示す切削工具の工具ホルダーに装
着した切削インサート1a、1b、1cの断面図。
【符号の説明】
1 切削インサート 1a、1b、1c 切削インサート 2 前部切削部分 3 作業正面 4 切削インサート1の後部装着部分 5 締付ネジ穴 6 切削インサート1の主切刃 6a、6b 切削インサート1a、1bの下部主切刃 7 切削インサート1の副切刃 7c 切削インサート1cの副切刃 8 インサート前部隅角 9 チップ破砕装置 11 切削インサート1の構成切刃 12 後部装着部分の上部、下部壁 13 後部装着部分の側壁 14 切削インサート1の後部装着部分の背部当接壁 15 後部装着部分4の背部縁部 16 インサート背部隅角 17、18 逃げ面 20 切削インサート1の背部当接壁の横方向表面 22 切削インサート1の背部当接壁の中央表面 23 背部当接壁14の合流縁部領域 25 第1の円筒形の弧 26 第2の円筒形の弧 27 工具ホルダー 30 工具ホルダーの切削ヘッド 32 チップ排出溝 34 切削工具の正面 38 インサート受け入れポケットの総称 38a、38b、38c インサート受け入れポケット 40、42 切削ヘッドの本体部分 44 インサート受け入れポケット38の底部壁 45 インサート受け入れポケット38のポケットネジ
山付き穴 48 インサート受け入れポケット38の背部壁 49 インサート受け入れポケット38の背部端部 50 背部壁48の横方向部分 52 背部壁48の中央部分 53 背部壁48の当接隅角 60 横方向部分50の外側端部 64a、64b、64c 締付ネジ 72、76 横方向当接区域の総称 72a、72b、72c;76a、76b、76c 各
切削インサート1a、1b、1cの横方向当接区域 74 中央当接区域の総称 74a、74b、74c 各切削インサート1a、1
b、1cの中央当接区域 θ 構成切刃11同士が作る角度 τ 横方向表面20の仮想平面T1、T2間の角度 A 対称軸 D 回転方向 O 作業正面3の中心点 P 基準面 Q 当接隅角を通る仮想平面 R、r 第1、第2の円筒形の弧25、26の半径 S 締付ネジ穴5の軸 T1、T2 横方向表面20の仮想平面 X 切削工具の長手方向軸

Claims (2)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 切削工具に装着するための切削インサー
    トであって、 少なくとも一つの切削切刃につながる作業正面をもつ前
    部切削部分、 後部装着部分であって、前記前部切削部分からその背部
    当接壁に向けて延在する上部、下部、側部壁をもち、前
    記作業正面とほぼ同一方向を向く後部装着部分を備え、
    後部装着部分の側部壁は背部縁部で前記背部当接壁と交
    わり、 前記背部当接壁は、2つの横方向表面とその間の中央表
    面を備え、前記横方向表面は前記背部縁部から前部切削
    部分に向かう方向に収束し、前記中央表面は前記前部切
    削部分から遠ざかる方向で横方向表面の隣接部分から外
    方向に突出し、合流縁部領域でこれと交わる、ことを特
    徴とする切削インサート。
  2. 【請求項2】 長手方向の回転軸、及びその中で作業切
    刃をもつ切削インサートを支持するためのインサート受
    け入れポケットを少なくとも一つが形成されている正面
    を有する工具ホルダーであって、 インサート受け入れポケットはポケット底部壁と、工具
    ホルダーの設計回転方向に対して規定される背部端部に
    位置し、ポケット底部壁に対して横で、前記回転方向に
    横の方向に配置されるポケット背部壁をもち、 ポケット背部壁は2つの横方向部分と、これらの間にあ
    って、横方向部分の隣接領域に対して背部方向にくぼん
    でいて、合流縁部領域を介してこれと交わる中央部分を
    もち、前記ポケット背部壁の横方向部分はその外側端部
    から、切削インサートがインサート受け入れポケットに
    装着されたとき、インサートの切刃に向かう方向に収束
    することを特徴とする、工具ホルダー。
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