JPH05116008A - 金属切削工具 - Google Patents

金属切削工具

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JPH05116008A
JPH05116008A JP4105247A JP10524792A JPH05116008A JP H05116008 A JPH05116008 A JP H05116008A JP 4105247 A JP4105247 A JP 4105247A JP 10524792 A JP10524792 A JP 10524792A JP H05116008 A JPH05116008 A JP H05116008A
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JP
Japan
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insert
tip
metal cutting
cutting edge
top surface
Prior art date
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Application number
JP4105247A
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English (en)
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Jacob Harpaz
ヤコブ・ハルパズ
Raphael Wertheim
ラフアエル・ワーゼイム
Benjamin Betman
ベンジヤミン・ベトマン
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Iscar Ltd
Original Assignee
Iscar Ltd
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Publication date
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    • B23B27/045—Cutting-off tools with chip-breaking arrangements
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属切削工具において、冷却液の流れを用い
て、切削縁の摩耗を制限し、金属切削チップの有効な除
去を保証する。 【構成】 頂面と底面と複数の周囲面と頂面のすくい面
形成部分を有する交換可能なインサートの如く金属切削
先端を有する金属切削工具である。切削縁が、頂面と周
囲面の一つの交差部分において形成される。チップ形成
手段が、頂面において形成され、横断面図において、連
続部分を具備し、その少なくとも一つは、先行又は後続
部分に関して相対的に凹所に置かれる。貫通穴が、イン
サートにおいて形成され、底面と周囲面の一つから相対
的に凹所の部分に切削縁に向かう方向において延在して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、分断、溝付け、丸削り
又はフライス削り作業において使用される工具の一体部
分、あるいはインサート保持器に解放可能に保持された
金属切削インサートである金属切削先端を有する種類の
金属切削工具に関する。
【０００２】
【従来技術及びその課題】そのような金属切削工具によ
り、先端(tip)切削縁は、急速に摩耗し、そして頻繁に
再設定されなければならず、あるいは先端が交換可能な
インサートの場合に、後者は、頻繁に交換されなければ
ならない。切削縁の摩耗程度は、切削作業中の切削縁の
加熱程度に直接に関係し、そしてこのため、切削作業中
切削先端を冷却する手段を設けることが公知である。そ
のような公知な手段は、切削先端又は切削インサート及
び／又はインサート保持器に適切な冷却液を噴霧し、及
び／又は発生熱を熱的に放散するように配置することを
含む。（例えば、ＤＥ３００４１６６、ＤＥ３００９１
６６とＤＥ３４２９８４２を参照せよ。）上記の種類の
金属切削作業のための金属切削工具の使用における別の
公知な問題は、切削作業中形成された金属切削チップの
有効かつ安全な除去にある。多様な手段が、これらのチ
ップの有効かつ安全な除去を保証するために使用され、
そのような手段は、一般に、チップが有効に圧密にさ
れ、比較的短長に破砕されることを保証する適切なチッ
プ形成手段を金属切削先端に設けている。さらに、切削
工具がカットオフ又は溝付け作業において使用される
時、チップがカットオフスロット内に留まらないことが
保証されなければならず、そしてそのため、チップ形成
手段は、通常、チップが横範囲において狭められ、チッ
プがスロットに留まることを防止することを保証するよ
うに設計される。
【０００３】
【課題を解決するための手段】新規な改良された金属切
削工具とともに、金属切削工具で使用される交換可能な
金属切削インサートを設け、冷却液の流れの使用を容易
にし、一方において切削縁の摩耗を制限し、他方におい
て金属切削チップの有効な除去を保証することが、本発
明の目的である。
【０００４】本発明の一つの見地により、頂面と底面と
複数の周囲面と頂面のすくい面形成部分と、頂面と周囲
面の一つの交差部分において形成された切削縁と、該頂
面において形成されたチップ形成手段であり、横断面図
において、連続部分を含み、その少なくとも一つは、先
行又は後続部分に関して相対的に凹所に置かれたチップ
形成手段と、該インサートにおいて形成され、該底面と
周囲面の一つから該相対的凹所の部分に該切削縁に向か
う方向において延在している貫通穴とを具備する金属切
削先端を有する金属切削工具が設けられる。
【０００５】本発明の別の見地により、金属切削インサ
ートと、該インサートを解放可能に保持するためのイン
サート保持器とを具備する金属切削工具が設けられ、該
インサートは、頂面と底面と複数の周囲面と頂面のすく
い面形成部分と、頂面と周囲面の一つの交差部分におい
て形成された切削縁と、該頂面において形成されたチッ
プ形成手段であり、横断面図において、連続部分を具備
し、その少なくとも一つは、先行又は後続部分に関して
相対的に凹所に置かれたチップ形成手段と、該インサー
トにおいて形成され、該底面と周囲面の一つから該相対
的凹所の部分に該切削縁に向かう方向において延在して
いる貫通穴とを有し、該インサート保持器は、貫通穴を
形成され、その一方の端部は、冷却流体供給源に結合さ
れるようにしてあり、そしてその反対端部は、該インサ
ート穴と連通している。
【０００６】発明はまた、そのような金属切削工具で使
用される金属切削インサートに関する。
【０００７】発明による金属切削工具では、インサート
穴を通って向けられた冷却流は、チップがまだ熱く、比
較的可鍛性の切削縁に接近した領域においてチップに打
ち当たる。チップをインサートからそらすことにより、
チップとインサートの有効接触長が縮小され、これによ
り、インサートとチップの摩擦接触から生ずる熱を低減
する。さらに、チップへの冷却噴流の効果は、一方にお
いて、チップ形成手段によって生じたチップの変形と狭
幅に影響を与えて固定し、そしてまた、チップをよりも
ろくし、このため容易に破壊しやすくするものであり、
他方において、チップをインサートとワークピースから
そらせるものである。こうして、冷却流は、インサート
とワークピースから圧密にされ容易に破壊されたチップ
長の有効な除去を補助する傾向がある。同時に、冷却流
体は、特に切削縁の領域において、インサートの冷却を
行わせるために役立ち、このようにして、切削縁におけ
る摩耗を有効に縮小する。
【０００８】チップとインサートの冷却のために、金属
相変化が、チップとワークピースにおいて発生すること
が認識される。
【０００９】切削インサートの特定構成と、インサート
穴の出口がチップ形成手段の相対的凹所の部分に位置す
るという事実は、チップが、形成中、穴出口を有効に閉
そくせず、インサートとチップの間に凹所が形成され、
この凹所は冷却流体で満たされ、これにより、チップ退
避と流体の冷却効果に寄与することを保証する。
【００１０】
【実施例】本発明のより良い理解と発明が実施される方
法を示すために、添付の図面が参照される。
【００１１】図面の図１と図２に見られた如く、金属切
削工具は、金属切削インサート１とインサート保持器２
を具備する。インサートとインサート保持器は、例え
ば、ここで詳細に参照された米国特許第４、５５８、９
７４号において開示された種類である。図２に見られた
如く、インサート１は、上面３と底面４と、前方周囲
（逃げ）面５と、後方周囲面６と、側方周囲面７とを具
備する。頂面３は、先行インサート部分の先行すくい面
８と、後尾くさび形部分９ａの後尾キーイング面９とか
ら成り、面９は、キーイング構造を形成された底面４の
方に傾斜している。ジ１２ａと１２ｂの中間に、相対的
に凹所の中央部分１２ｃがある。こうして、チップ形成
手段８ａは、横断面図において、連続部分１２ａ、１２
ｃと１２ｂを具備し、部分１２ｃは部分１２ａと１２ｂ
に関して凹所に設けられる。
【００１２】インサート１を通って、底面４に位置する
穴入り口１５ａからすくい面８の凹所部分１２Ｃに位置
する穴出口１５ｂに切削縁１０への方向において貫通穴
１５が延びている。
【００１３】図１に見られた如く、インサート１が、イ
ンサート保持器２に形成された対応するくさび形スロッ
トに保持可能にくさびで締められる時、インサート穴１
５は、インサート保持器２において形成された対応する
穴１６と連通し、そして穴１６は、冷却流体源（不図
示）と連通する。
【００１４】図面の図１と図２を参照して記載された切
削工具の使用と機能の形態が、図面の図３、図４と図５
を参照して考察される。
【００１５】図３に見られた如く、発明による金属切削
工具がワークピース１７における分断作業において使用
される時、せん断直後の金属切削チップ１８は、平面ラ
ンド面１１とチップ偏向面１３ａと１３ｂ上を通過する
ことにより上方にそらされる。同時に、冷却流体流１９
は、インサート穴１５を通過し、凹所部分１２ｃによっ
て形成された空洞内を有効に満たしかつ膨れあがり、そ
してチップの中央部分の下面に打ち当たる。
【００１６】冷却流体流の作用は、本質的に二重であ
る。一方において、それは、本質的に切削縁の領域にお
いてインサートを有効に冷却し、これにより、切削縁の
摩耗を縮小し、こうして有効作動寿命を延ばす。他方に
おいて、流は、切削工具とワークピース１７からのチッ
プ１８の有効な上方へのそらしに寄与する。さらに、チ
ップ１８の中央下方部分に打ち当たることにより、冷却
流体流１９は、チップ１８の上方部分に関する中央下方
部分の差冷却を生じ、そしてこれは、チップ１８を変形
させるためにチップ形成手段と組み合わされる。
【００１７】こうして、図４に見られる如く、せん断直
後のチップ１８は、インサート１のランド面１１上に一
様かつ平たんに延びている。しかし、チップが凹所部分
１２ｃ上を進む時、それは、冷却流体流１９によって打
ち当てられる。チップ形成手段８ａと冷却流の組み合わ
せ効果により、チップ１８は、図面の図５に明確に示さ
れた如く下方に変形されることになる。こうして変形さ
れたチップ１８は、図面の図４に示された如く、初期段
階における横寸法よりも狭まる。この狭幅変形チップ１
８は、分断作業においてワークピースに形成されたスロ
ットを容易に通過する。チップの冷却は、実質的にカー
ル半径が増大したカールを容易に生じ、そしてそれは、
圧密形状に容易に輪状にされ、そして圧密塊において破
砕する。チップ１８の破砕は、チップ１８をずっと壊れ
やすくする噴流による差冷却によって促進される。
【００１８】図面の図６に概略的に示された実施態様に
おいて、インサートのすくい面には、側部リッジ２１
ａ、２１ｂのほかに、中央リッジ２１ｃを設けてあり、
側部リッジ２１ａ、２１ｂは、中央リッジ２１ｃにより
一対の凹所部分２２ａ、２２ｂを規定し、各凹所部分２
２ａ、２２ｂは、分離インサート穴の出口２３ａ、２３
ｂを含む。
【００１９】図面の図７に示された実施態様において、
インサートのすくい面には、一対の中央リッジ２４ａ、
２４ｂを設けてあり、側部リッジ２４ｃ、２４ｄととも
に、それぞれ異なるインサート穴の出口２６ａ、２６
ｂ、２６ｃを含む３つの連続凹所部分２５ａ、２５ｂ、
２５ｃを規定している。
【００２０】しかし、すべての場合に、各インサート穴
の出口は、すくい面の凹所部分に形成され、このように
して、チップがインサート穴の出口を有効に密封せず、
冷却流体の有効な放出を防止することが保証される。反
対に、冷却流体は、凹所の全体に広がり、このため、有
効な冷却と潤滑が達成される。
【００２１】上記の実施態様において、インサート穴と
出口は円形断面形状であるが、穴の他の断面形状も有効
に使用され、適切な断面形状は、有効だ円形状である。
【００２２】穴出口の横範囲（又は複数の穴出口の場合
に穴出口の合計）は、インサートの全体横範囲の５〜５
０％（好ましくは１０〜４０％）内である。
【００２３】基部の横寸法は、冷却流が十分に高い圧力
でチップに打ち当たることを保証するために十分に小さ
くなければならないが、有効なインサート冷却とチップ
変形のために必要とされた圧力よりも低く流量率を低下
させるほど低くてはならない。
【００２４】冷却流は、大気圧と２０ａｔｍの間の圧力
で各穴に侵入する。好ましい圧力範囲は、６〜１６ａｔ
ｍである。
【００２５】上記の如く、一つ又は複数のインサート穴
が、切削縁の方に向けられるが、すくい面の平面に関す
る一つ又は複数のインサート穴の方向角は、切削縁とワ
ークピースの回転軸を通過する平面に関して５°〜８５
°である。好ましくは、角度は、６０°〜８０°であ
り、そして図面に示された実施態様における場合と同様
に、穴は、インサートの底面から延在している。しか
し、穴がインサートの後方周囲面から延在する可能性も
存在する。
【００２６】すくい面の各凹所部分は、各穴の広がった
出口又は開口部によって有効に構成される。
【００２７】図８は、ＩＮＣＯＮＥＬ７１８において溝
を形成する際に使用された時のＧＦＮ−３ ＩＣ２０イ
ンサートの相対摩耗を示すグラフである。図は、一方に
おいて、切削工具がすくい面に向けられた頭上冷却液源
から従来の冷却を受けた時と、他方において、冷却工具
が１６ａｔｍの流体流圧により本発明による冷却を受け
た時の同一条件下で使用された同一形式のインサートの
異なる摩耗動作を示す。図から容易に見られる如く、イ
ンサートが本発明により冷却される時受ける摩耗は、イ
ンサートが標準冷却条件下で冷却を受ける時よりも相当
に小さく、結果的に、本発明によるインサートの有効作
動寿命は、従来の冷却インサートのそれよりも相当に大
きい。
【００２８】本発明が、分断又はカットオフ工具又はイ
ンサートがインサート保持器において形成された対応す
るくさび形スロットにくさびで締められる形式に適用さ
れるとして具体的に記載されたが、本発明は、切削イン
サートが他の手段によってインサート保持器に解放可能
に保持される他の形式の切削工具に等しく適用され、こ
の場合工具は、丸削り又はフライス削りの如く、他の形
式の切削作業に対しても設計される。
【００２９】こうして、例えば、米国特許第４、９９
２、００８号に記載された如く、インサートは、分断又
は溝付けにおいて使用される前方切削縁のほかに、横に
向けられた丸削り作業において使用される側部切削縁を
形成される。そのようなインサートは、本発明により複
数の貫通穴を設けられ、その結果切削縁とそれぞれ関連
した一つ又は複数の凹所部分は、それぞれ、一つ又は複
数の穴を形成される。
【００３０】本発明が、切削工具が交換可能なインサー
トから成る金属切削工具に関連して実施例により具体的
に記載されたが、本発明は、切削先端が切削工具の一体
部分を形成する、例えば、ろう付けされる場合に等しく
適用可能である。
【００３１】本発明の主なる特徴及び態様は以下のとお
りである。
【００３２】１．頂面（３）と底面（４）と複数の周囲
面（５、６、７）と頂面（３）のすくい面（８）形成部
分と、頂面（３）と周囲面の一つ（５）の交差部分にお
いて形成された切削縁（１０）と、該頂面（３）におい
て形成されたチップ形成手段（８ａ）であり、横断面図
において、連続部分（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）を具備
し、その少なくとも一つ（１２ｃ）は、先行（１２ａ）
又は後続（１２ｂ）部分に関して相対的に凹所に置かれ
たチップ形成手段（８ａ）とを具備し、貫通穴（１５）
が該インサート（１）において形成され、該底面（４）
と周囲面（５、６、７）の一つから該相対的凹所の部分
（１２ｃ）に該切削縁（１０）に向かう方向において延
びていることを特徴とする金属切削先端（１）を有する
金属切削工具。
【００３３】２．該切削先端（１）が、一体に形成され
ることを特徴とする上記１に記載の金属切削工具。
【００３４】３．金属切削インサート（１）と、該イン
サート（１）を解放可能に保持するためのインサート保
持器（２）とを具備する金属切削工具であり、該インサ
ートは、頂面（３）と底面（４）と複数の周囲面（５、
６、７）と頂面（３）のすくい面（８）形成部分と、頂
面（３）と周囲面の一つ（５）の交差部分において形成
された切削縁（１０）と、該頂面（３）において形成さ
れたチップ形成手段（８ａ）であり、横断面図におい
て、連続部分（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）を具備し、そ
の少なくとも一つ（１２ｃ）は、先行（１２ａ）又は後
続（１２ｂ）部分に関して相対的に凹所に置かれたチッ
プ形成手段（８ａ）とを具備する金属切削工具におい
て、貫通穴（１５）が、該インサート（１）において形
成され、該底面（４）と周囲面（５、６、７）の一つか
ら該比較的凹所の部分（１２ｃ）に該切削縁（１０）に
向かう方向において延在しており、該インサート保持器
（２）が、貫通穴（１６）を形成され、その一方の端部
は、冷却流体供給源に結合されるようにしてあり、そし
てその反対端部は、該インサート穴（１５）と連通して
いることを特徴とする金属切削工具。
【００３５】４．該インサート（１）が、連続リッジ
（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）の間にそれぞれ位置する複
数の凹所部分（２２ａ、２２ｂ）を設けられ、この場合
同様に複数の貫通穴が設けられ、該底面（４）から該凹
所部分（２２ａ、２２ｂ）にそれぞれ延在していること
を特徴とする上記３に記載の金属切削工具。
【００３６】５．該切削縁（１０）が、前方切削縁（１
０）を構成し、この場合該インサート（１）が、さら
に、横向き切削作業において使用される側部切削縁と複
数の貫通穴を設けられ、その結果一つ又は複数の凹所部
分が、切削縁にそれぞれ関連し、各凹所部分は一つ又は
複数の貫通穴を形成されることを特徴とする上記３又は
４に記載の金属切削工具。
【００３７】６．該インサート（１）が、インサート保
持器（２）において形成された対応するくさび形スロッ
ト内に解放可能にくさびで締められたくさび形本体部分
（８ａ）を形成されることを特徴とする上記３、４又は
５のいずれか一つに記載の金属切削工具。
【００３８】７．各貫通穴（１５）が、切削縁（１０）
とワークピースの回転軸を通過する平面に関して角度を
規定し、該角度が５°〜８５°であることを特徴とする
上記３〜６のいずれか一つに記載の金属切削工具。
【００３９】８．該角度が、６０°〜８０°であること
を特徴とする上記７に記載の金属切削工具。
【００４０】９．頂面（３）と底面（４）と複数の周囲
面（５、６、７）と、頂面（３）と周囲面の一つ（５）
の交差部分において形成された切削縁（１０）と、該頂
面（３）において形成されたチップ形成手段（８ａ）で
あり、横断面図において、連続部分（１２ａ、１２ｂ、
１２ｃ）を具備し、その少なくとも一つ（１２ｃ）は、
先行（１２ａ）又は後続（１２ｂ）部分に関して相対的
に凹所に置かれたチップ形成手段（８ａ）とを具備し、
貫通穴が、該インサート（１）において形成され、該底
面（４）と周囲面（５、６、７）の一つから該相対的凹
所の部分（１２ｃ）に該切削縁（１０）に向かう方向に
おいて延在していることを特徴とする上記３に記載の金
属切削工具において使用される金属切削インサート
（１）。
【００４１】１０．該チップ形成手段（８ａ）が、先行
チップ偏向表面（１３ａ）を有する少なくとも一つの伸
長した縦向きリッジ（１２ａ、１２ｂ）を具備し、該相
対的凹所の部分（１２ｃ）が該リッジ（１２ａ、１２
ｂ）に隣接していることを特徴とする上記９に記載に金
属切削インサート。
【００４２】１１．複数の該リッジ（２１ａ、２１ｂ、
２１ｃ；２４ｂ、２４ｃ、２４ａ）が、連続リッジの間
に位置する該凹所部分（１２ｃ）を設けられることを特
徴とする上記１０に記載の金属切削インサート。
【００４３】１２．複数の凹所部分が、連続リッジの間
にそれぞれ位置し、この場合同様に複数の貫通穴が設け
られ、該底面から該凹所部分にそれぞれ延在しているこ
とを特徴とする上記１１に記載の金属切削インサート。
【００４４】１３．該穴の出口の全体横寸法が、切削縁
の全体長の５〜５０％を構成していることを特徴とする
先行する上記９〜１２のいずれか一つに記載の金属切削
インサート。
【００４５】１４．該全体横寸法が、該全体長の１０〜
４０％を構成していることを特徴とする上記１３に記載
の金属切削インサート。
【００４６】１５．該切削縁が、前方切削縁を構成し、
この場合該インサートが、さらに、横向き切削作業にお
いて使用される側部切削縁と複数の貫通穴を設けられ、
その結果一つ又は複数の凹所部分が、切削縁にそれぞれ
関連し、各凹所部分は一つ又は複数の貫通穴を形成され
ることを特徴とする上記９〜１４のいずれか一つに記載
の金属切削インサート。
【００４７】１６．インサート保持器（２）において形
成された対応するくさび形スロット内にくさびで締めら
れるようにされたくさび形本体部分（８ａ）を形成され
ることを特徴とする上記９〜１５のいずれか一つに記載
の金属切削インサート。
【００４８】１７．各凹所部分が、各穴の広がった出口
によって構成されることを特徴とする上記９〜１６のい
ずれか一つに記載の金属切削インサート。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による金属切削工具の部分の斜視図であ
る。
【図２】図１に示された金属切削工具において使用され
た金属切削インサートの斜視図である。
【図３】分断作業中に示されたインサートとワークピー
スの略断面側面図である。
【図４】線IV−IVとＶ−Ｖに沿った図３に示されたイン
サートとチップのそれぞれ断面図である。
【図５】線IV−IVとＶ−Ｖに沿った図３に示されたイン
サートとチップのそれぞれ断面図である。
【図６】本発明による修正インサートの部分のそれぞれ
斜視図である。
【図７】本発明による修正インサートの部分のそれぞれ
斜視図である。
【図８】従来のインサートと発明によるインサートの相
対摩耗の比較を示すグラフである。
【符号の説明】
１ インサート ２ インサート保持器 ３ 頂面 ４ 底面 ５ 周囲面 ６ 周囲面 ７ 周囲面 ８ａ チップ形成手段 １０ 切削縁 １２ａ 連続部分 １２ｂ 連続部分 １２ｃ 連続部分 １５ 貫通孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベンジヤミン・ベトマン イスラエル・キルヤトチエイム26302・ハ リシヨニムストリート31エイ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 頂面と底面と複数の周囲面と頂面のすく
    い面形成部分と、頂面と周囲面の一つの交差部分におい
    て形成された切削縁と、該頂面において形成されたチッ
    プ形成手段であり、横断面図において、連続部分を具備
    し、その少なくとも一つは、先行又は後続部分に関して
    相対的に凹所に置かれたチップ形成手段とを具備する金
    属切削工具において、貫通穴が該インサートにおいて形
    成されており、該底面と周囲面の一つから該相対的凹所
    の部分に該切削縁に向かう方向に延びていることを特徴
    とする金属切削先端を有する金属切削工具。
  2. 【請求項２】 金属切削インサートと、該インサートを
    解放可能に保持するためのインサート保持器とを具備す
    る金属切削工具であり、該インサートは、頂面と底面と
    複数の周囲面と頂面のすくい面形成部分と、頂面と周囲
    面の一つの交差部分において形成された切削縁と、該頂
    面において形成されたチップ形成手段であり、横断面図
    において、連続部分を具備し、その少なくとも一つは、
    先行又は後続部分に関して相対的に凹所に置かれたチッ
    プ形成手段とを具備する金属切削工具において、貫通穴
    が、該インサートにおいて形成され、該底面と周囲面の
    一つから該比較的凹所の部分に該切削縁に向かう方向に
    おいて延在しており、該インサート保持器が、貫通穴を
    形成され、その一方の端部は、冷却流体供給源に結合さ
    れるようにしてあり、そしてその反対端部は、該インサ
    ート穴と連通していることを特徴とする金属切削工具。
  3. 【請求項３】 頂面と底面と複数の周囲面と、頂面と周
    囲面の一つの交差部分において形成された切削縁と、該
    頂面において形成されたチップ形成手段であり、横断面
    図において、連続部分を具備し、その少なくとも一つ
    は、先行又は後続部分に関して相対的に凹所に置かれた
    チップ形成手段とを具備し、貫通穴が、該インサートに
    おいて形成され、該底面と周囲面の一つから該相対的凹
    所の部分に該切削縁に向かう方向において延在している
    ことを特徴とする請求項２に記載の金属切削工具におい
    て使用される金属切削インサート。
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