JPH09500334A - ミリングカッター用の切削インサート - Google Patents

ミリングカッター用の切削インサート

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JPH09500334A JP7509206A JP50920695A JPH09500334A JP H09500334 A JPH09500334 A JP H09500334A JP 7509206 A JP7509206 A JP 7509206A JP 50920695 A JP50920695 A JP 50920695A JP H09500334 A JPH09500334 A JP H09500334A
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Abstract

(57)【要約】 本発明はミリングカッター用の切削インサート(10)に関する。切削インサート(10)は、頂部面(20)を有する主要本体(12)と、頂部面(20)に形成される少なくとも1つの高コーナーノーズ領域(30)とを含む。切削エッジ(32)は、高コーナーノーズ領域(30)の周りで、切削インサート(10)の隣接側部面(24)に沿って延出している。高コーナーノーズ領域(30)は、切削エッジ(32)と交わる角度付けされた面取り部(50)と、角度付けされた面取り部(50)の内側に配置される平らな面(52)と、を具備する。一対のテーパランド(54、56)は平らな面(52)から切削インサート(10)のそれぞれの側部面(24)に向かって延出し、ここで、テーパランド(54、56)の各々は、切削エッジ(32)と交わる。

Description

【発明の詳細な説明】 ミリングカッター用の切削インサート 発明の分野 本発明はツーリングに関し、更に詳細にはミリングカッター(フライス刃物) 用の切削インサートに関する。 発明の背景 ミリングカッターは典型的には、周囲を取りまくように互いに離間された複数 のインサートシートを有する円柱形のカッター本体から構成され、インサートシ ート(インサート座)はミリングカッター本体の切削端部の周りに配置される。 切削インサートは、周囲を取りまくように互いに離間された各インサートシート 内に固定される。各切削インサートは少なくとも1つの切削エッジ又は面を含み 、これは外側下部のノーズコーナーの周りに切削インサートの隣接側部面に沿っ て延出する。ミリングカッター本体を回転駆動することにより、ワークピース中 に簡便にミル(フライス削り)してスロット及びショルダー(肩)を作ることが できる。 ミリング(フライス削り)動作に使用される切削インサートは、多様な変更形 状及び外形(topography)を呈する。これは、切削インサートを選択的に整形する ことにより、切削インサートの性能に好ましい影響を与えることができるからで ある。 ミリングタイプの切削インサート用の設計又はジオメトリ(幾何学形状)に到 達する際、考慮されるべき多くのファクタが存在する。先ず、ホースパワー(馬 力)要求を減少すると共に切削力を減少するジオメトリが望ましい。切削力を減 少することにより、磨耗及び破損が最小化され、従って切削インサートの寿命は 向上されることになる。第2に、切削インサートのジオメトリが切削インサート の主要本体全体に強度を与えることは重要である。最後に、切削インサートのジ オメトリはワークピースの仕上げミル面の最終的な品質に影響を及ぼし得る。 発明の概要及び目的 本発明はパワー消費量を減少するジオメトリを提供すると同時に、強度及び寿 命を最適化するように設計されるミリングカッター用の切削インサートを提供す る。詳細には、本発明のミリングカッターインサートは切削エッジを含み、これ は、切削インサートの頂部面に形成される高さの高い(隆起)コーナーノーズ領 域の周りで湾曲する。この高いコーナーノーズから切削エッジは、切削インサー トの隣接側部面に沿って下方へ傾斜される。コーナーノーズ領域の頂部形状は、 角度付けされた面取り部(チャンファ)を具備し、面取り部は湾曲切削エッジと 交わる。平らな面は、角度付けされた面取り部のほぼ内側に配置される。1対の テーパランド(tapered land)は該平らな面から延出する。各テーパランドは、平 らな面の選択領域から切削インサートの隣接側部面又は端部面に延出する。ここ で切削エッジが角度付けされた面取り部及び高コーナーノーズ領域から離れるよ うに延出するので、テーパランドは切削エッジと交わる。 従って、本発明の目的は、パワー消費量を減少し、切削インサートに強度及び 寿命の長期化を与えるミリング切削インサートを提供することである。 本発明の別の目的は、切削インサートがミリングカッター本体内に固定される 時に有効な正のレーキ角(すくい角)を提供するのに適しているジオメトリをミ リングカッターインサートに提供することである。 本発明の他の目的及び利点は、下記記載、及び本発明を単に説明する添付図面 を検討することから明白になるだろう。 図面の簡単な説明 図1は、固定される本発明の切削インサートを有するミリングカッター本体の 斜視図である。 図2は、本発明の切削インサートの斜視図である。 図3は、図2に示された切削インサートの高いコーナーノーズ部分の部分平面 図である。 図4は、第2の実施の形態の切削インサートの高コーナーノーズ部分の部分平 面図である。 発明の詳細な記載 更に、図面を参照すると、本発明のミリング切削インサートが示され、これは 参照番号10により概略的に示される。従来の方法では、ミリング切削インサー ト10は、参照番号12により概略的に示される回転ミリングカッター本体内に 取り付けられるように設計される。図1に示されるように、ミリングカッター本 体12は周囲を囲むように互いに離間された複数のインサートシート14を具備 し、これらはミリングカッターの切削端部の周りに形成される。ミリングカッタ ー本体12は中心線16により表された主軸の周りを回転駆動されるように設計 される。ミリングカッター本体12内に取り付けられると、認識されるように切 削インサート10はエッジに沿って切削し、このエッジは切削インサートの外側 面に沿って延出し、またインサートの外側下部コーナーの周りで湾曲する。従っ て、ミリングカッター本体12が回転駆動されると、切削インサート10は作動 してワークピースと係合する。 次に、本発明、特に図2及び図3の切削インサート10では、本発明の切削イ ンサートは、参照番号20により概略的に示される頂部面、参照番号22により 概略的に示される底部面、参照番号24により概略的に示される1対の対向側部 面、参照番号26により概略的に示される1対の対向端部面を具備することがわ かる。ミリングカッター本体12のインサートシート14内に切削インサート1 0を固定するために、切削インサート10は中央の開口部28を備え、開口部2 8は切削インサートの中央部分を介して下方に延出する。参照番号29により示 される隆起カラーは頂部面20の周りの中央開口部28を囲んでいる。 参照番号30により概略的に示される1対の高(隆起)コーナーノーズ領域は 頂部面20の周囲に形成される。図中に示されるように、これらの高コーナーノ ーズ領域30は互いに向かい合い、中央の開口部28により実質的に隔離される か又は分離される。参照番号32により概略的に示される切削エッジは各高コー ナーノーズ領域30の周りに隣接側部面に沿って延出している。本明細書中に開 示される切削インサート10が2つの別個の独立した切削エッジ32を具備する ことは図面から認識される。これは、切削インサート10を、ミリングカッター 本体12のインサートシート14内に角度割り出し可能にする。このことは一旦 切削エッジ32が磨耗したり又は鈍くなると、切削インサート全体がインサート シート14中で180°回転されて他の鋭い切削エッジ32を露出することがで きることを当然意味する。 各切削エッジ32は湾曲した切削エッジ部分(セグメント)32aを含み、切 削エッジ部分32aはインサートの頂部面20のコーナー又は高コーナーノーズ 領域30の周りに実質的に延出する。切削エッジ32は高コーナーノーズエッジ 30から切削インサート10のそれぞれの側部面24に沿って傾斜して下方に延 出する。詳細には、切削エッジ32はストレート部分32bを具備し、これは、 インサートのコーナー領域から下方へ傾斜に沿って延出し、インサート10の頂 部面20及び側部面24と交わる。図1に示されないが、図3及び図4に示され るようにランド領域、切削エッジ32及び側部面24を具備することは共通する 。切削エッジ32は、それぞれの側部面24の全長にわたって延出でき、また湾 曲切削エッジ部分32aはインサートの高コーナーノーズ領域30の周りに延出 したすぐ後にそれぞれの端部面26で終端することは認識されるべきである。 次に頂部面20の向かい合うコーナーの周りに配置される高コーナーノーズ領 域30に関して、この領域が角度付けされた面取り部(チャンファ)50を具備 することは理解される。面取り部50は前エッジを含み、この前エッジは高コー ナーノーズ領域30の周りの湾曲切削エッジ部分32aにより形成される。図示 されるように、面取り部50は湾曲切削エッジ部分32aからわずかに上向きに 角度付けされている。面取り部50のこの角度付けされた配向が、切削力を切削 インサート10の周りに配分し、これにより力を切削インサート10全体に有効 に伝える。 ほぼ平らで高さの高い面52は、角度付けされた面取り部50に隣接するよう に配置され、また面取り部50のほぼ内側に位置される。平らな面52は切削イ ンサート10の頂部面20上で最も高い高さを呈する。図示されるように、平ら な面52は角度付けされた面取り部50とつながっている。開示される実施の形 態の場合、面取り部50は平らな面52に対してほぼ7〜15°の角度で下方に 傾斜されている。 1対のテーパ(先細り)ランド54及び56は、平らな面52から延出してい る。各テーパランド54、56は、平らな面52の内側境界部分(セグメント) とつながり、隣接側部面24か又は端部面26に向かって延出する。詳細には、 本発明の場合、テーパランド54は平らな面52から切削エッジ32の一部分に 延出し、切削エッジ32は側部面24に沿って延出する。もう一方のテーパラン ド56は平らな面52から延出し湾曲切削エッジ部分32aと交わる。 従って、頂部面20の向かい合うコーナーの周りに形成された高コーナーノー ズ領域30が、基本的には、角度付けされた面取り部50、平らな面52及び一 対のテーパランド54と56から構成されることは認識される。 図3に示されるように、平らな面52は切削エッジ32に接する。平らな面5 2に接する切削エッジ32の部分は2つの別個であるがつながっている半径r1 及びr2から構成される。更に、面取り部50を囲む切削エッジ32の部分は3 番目の半径r3を有する。従って、面取り部50の周りに延出する切削エッジ3 2の部分(セグメント又はポーション)及び平らな面52は3つの相違する明確 な半径r1、r2及びr3を有する。動作では、半径r3を有する切削エッジ32部 分はワークピースの側部と係合して、例えばスロットの側部及び底部を画定する ために材料を除去し始める。r2及びr3と関連付けられる切削エッジ32aがス ロットの残りの底部を画定し、切削エッジ32bがスロットの残りの側部を画定 する。設計により、半径r1の値は半径r2よりも大きくなり、半径r2は半径r3 よりも大きくなる。例として、0.394インチ(1.00076cm)の長さ 及び0.260インチ(0.6604cm)の幅を有するインサート に対するr1の値は、約0.08インチ(0.2032cm)、半径r3は約0. 03インチ(0.0762cm)とすることができる。結果として、比較的大き な半径r1はスロットの底部に改良された表面仕上げを提供する。更に、滑らか な変化が3つの半径を備えるセクション(部分)同士の間の切削エッジ32に存 在するように、切削エッジ32はブレンドされる(blend;境界が分からないよう に一体化される)。このように、鋭いコーナーは除去され、インサートコーナー が強化される。 図に示されるように、高コーナーノーズ領域30と切削エッジ32との間の頂 部面20は、切削インサート中に形成された中央の開口部28の周りの隆起カラ ー29に向かって下方に傾斜される。詳細には、頂部面20は一連の異なる(明 確な)面を具備し、これらの面は切削エッジ32から下方に傾斜される。この点 に関しては図2を参照すると、切削インサート10の両(対向)側に、中央の開 口部28に向かって下方に傾斜される一連の頂部面が存在することが理解される 。詳細には頂部面20は傾斜された中間頂部面60、62及び64を具備する。 中間面60はテーパランド54及び56とつながり、切削エッジ32と隆起カラ ー29との間の中間点へ下方に延出する。他の2つの中間面62及び64は、切 削エッジ32から下方に向かう側部面24及び端部面26の上側エッジから延出 する。切削インサート10の対称的な性質のために、これらの中間面60、62 及び64が切削インサート10の各々半分の対角線セクションに存在することは 理解される。 最後に、一対の頂部コーナー面66は、2つの中間面62と64との間に分散 され、切削エッジ32から下方に傾斜される。 図4は、切削インサート10の高コーナーノーズ部分30に関する第2の設計 を示す。図4に示される切削インサートの設計は図3に示されたものと類似する が、平らな面52、角度付けされた面取り部50、並びにテーパランド54、5 6の形状及び大きさが図3に示されたものから僅かに変更されたことが理解され る。図4に示される設計では、切削エッジ32と交わる平らな面52の外側エッ ジの周りにデュアル半径r1及びr2提供することが示される。また、角度付けさ れた面取り部50の外側エッジも切削エッジ32と交わり、第3の明確な(異 なる)半径r3を含む。従って、図4に示されるように、平らな面52と角度付 けされた面取り部50との周りの切削エッジ32は、3つの相違する明確な半径 r1、r2及びr3を含む。これらの半径の関係は図3に関して論じられたものと 類似する。 前記明細書及び論述より、本発明の切削インサート10のジオメトリ及び頂部 面形状は、ミリング動作中のパワー消費量を減少し、同時に全体として切削イン サート10に対する切削力を減少して、結果として切削インサートの寿命を延ば すように設計される。 本発明の精神及び実質的な性質から逸脱しなければ、当然、本発明を明細書中 で説明された方法以外の他の特定の方法で実行することができる。従って、本発 明の実施の形態は、全ての点で限定的なものとしてでなく説明的なものとして考 慮されるべきであり、請求の範囲の意味すること及びその等価範囲内である全変 更は、請求の範囲内に包含されることが意図される。
【手続補正書】特許法第184条の8 【提出日】1995年9月15日 【補正内容】 第2に、切削インサートのジオメトリが切削インサートの主要本体全体に強度を 与えることは重要である。最後に、切削インサートのジオメトリはワークピース の仕上げミル面の最終的な品質に影響を及ぼし得る。 ヨーロッパ特許出願公開番号0 542 150号は、角度割出し可能な切削 インサートを教示し、これはその周囲に沿って、インサートの各コーナーに最も 高い高さを備えるテーパ切削エッジを有する。一方、このインサートのコーナー 領域の正のレーキ角(すくい角)はホースパワ一要求を減少できるが、切削イン サートの主要本体全体に強度を与えない。 発明の概要及び目的 本発明はパワー消費量を減少するジオメトリを提供すると同時に、強度及び寿 命を最適化するように設計されるミリングカッター用の切削インサートを提供す る。詳細には、本発明のミリングカッターインサートは切削エッジを含み、これ は、切削インサートの頂部面に形成される高さの高い(隆起)コーナーノーズ領 域の周りで湾曲する。この高いコーナーノーズから切削エッジは、切削インサー トの隣接側部面に沿って下方へ傾斜される。コーナーノーズ領域の頂部形状は、 角度付けされた面取り部(チャンファ)を具備し、面取り部は湾曲切削エッジと 交わる。平らな面は、角度付けされた面取り部のほぼ内側に配置される。1対の テーパランド(land)は該平らな面から延出する。各テーパランドは、平らな面の 選択領域から切削インサートの隣接側部面又は端部面に延出する。ここで切削エ ッジが角度付けされた面取り部及び高コーナーノーズ領域から離れるように延出 するので、テーパランドは切削エッジと交わる。 従って、本発明の目的は、パワー消費量を減少し、切削インサートに強度及び 寿命の長期化を与えるミリング切削インサートを提供することである。 本発明の別の目的は、切削インサートがミリングカッター本体内に固定される 時に有効な正のレーキ角(すくい角)を提供するのに適しているジオメトリをミ リングカッターインサートに提供することである。 本発明の他の目的及び利点は、下記記載、及び本発明を単に説明する添付図面 を検討することから明白になるだろう。 詳細には、切削エッジ32はストレート部分32bを具備し、これは、インサー トのコーナー領域から下方へ傾斜に沿って延出し、インサート10の頂部面20 及び側部面24と交わる。図1に示されないが、図3及び図4に示されるように 切削エッジ32に隣接するランド領域を具備することは共通する。切削エッジ3 2は、それぞれの側部面24の全長にわたって延出でき、また湾曲切削エッジ部 分32aはインサートの高コーナーノーズ領域30の周りに延出したすぐ後にそ れぞれの端部面26で終端することは認識されるべきである。 次に頂部面20の向かい合うコーナーの周りに配置される高コーナーノーズ領 域30に関して、この領域が角度付けされた面取り部(チャンファ)50を具備 することは理解される。面取り部50は前エッジを含み、この前エッジは高コー ナーノーズ領域30の周りの湾曲切削エッジ部分32aにより形成される。図示 されるように、面取り部50は湾曲切削エッジ部分32aからわずかに上向きに 角度付けされている。面取り部50のこの角度付けされた配向が、切削力を切削 インサート10の周りに配分し、これにより力を切削インサート10全体に有効 に伝える。 ほぼ平らで高さの高い面52は、角度付けされた面取り部50に隣接するよう に配置され、また面取り部50のほぼ内側に位置される。平らな面52は切削イ ンサート10の頂部面20上で最も高い高さを呈する。図示されるように、平ら な面52は角度付けされた面取り部50とつながっている。開示される実施の形 態の場合、面取り部50は平らな面52に対してほぼ7〜15°の角度で下方に 傾斜されている。 1対のテーパ(先細り)ランド54及び56は、平らな面52から延出してい る。各テーパランド54、56は、平らな面52の内側境界部分(セグメント) とつながり、隣接側部面24か又は端部面26に向かって延出する。詳細には、 本発明の場合、テーパランド54は平らな面52から切削エッジ32の一部分に 延出し、切削エッジ32は側部面24に沿って延出する。もう一方のテーパラン ド56は平らな面52から延出し湾曲切削エッジ部分32aと交わる。 請求の範囲 1. 頂部面(20)、底部面(22)、及びそれらの間に少なくとも一対の側 部面(24)及び端部面(26)を備える主要本体(12)を有し、また少なく とも1つの高コーナーノーズ(30)が頂部面(20)上に形成される切削イン サート(10)であって: (a)高コーナーノーズ(30)の周りに形成され、そこから主要本体(12 )の隣接側部面(24)に沿って下方へ傾斜される切削エッジ(32)と; (b)コーナーノーズ(30)に形成され、切削エッジ(32)から上方に延 出する角度付けされた面取り部(50)と; (c)角度付けされた面取り部(50)に隣接し、その内側に配置される平ら な面(52)と; (d)平らな面(52)から延出し、角度付けされた面取り部(50)の両側 で切削エッジ(32)と交わる一対の別個のテーパランド(54、56)と; を備え、 (e) 頂部面(20)は中央部分と中間傾斜部分とを具備し、中間傾斜部分 が、中央部分と、切削エッジ(32)と、頂部面(20)の隣接高コーナーノー ズ(30)との間に延出し、また頂部面(20)の中間部分は切削エッジ(32 )及び高コーナーノーズ(30)から頂部面(20)の中央部分へ下方に傾斜さ れること; を、更に有する切削インサート(10)。 2. 2つの別個の切削エッジ(32)と、2つの対角線状に対向する高コーナ ーノーズ(30)とを具備する請求項1の切削インサート(10)。 3. 面取り部(50)が平らな面(52)に対して約7〜15°の角度で下方 に傾斜される請求項1の切削インサート(10)。 4. 平らな面(52)が切削インサートの主要本体の底部面(22)と略平行 する請求項3の切削インサート(10)。 5.平らな面(52)が切削エッジ(32)の部分であるエッジを具備する請求 項1の切削インサート(10)。 6. 切削エッジ(32)と交わる平らな面(52)のエッジ(32)が2つの 異なる半径(r1、r2)を具備する請求項5に記載の切削インサート(10)。 7. 角度付けされた面取り部(50)が切削エッジ(32)と交わる外側エッ ジを具備する請求項6の切削インサート(10)。 8.切削エッジ(32)と交わる角度付けされた面取り部(50)の外側エッジ が、切削エッジ(32)と更に交わる平らな面(52)のエッジとつながる請求 項7の切削インサート(10)。 9.平らな面(52)と角度付けされた面取り部(50)との周りに延出する切 削エッジ(32)が3つの別個の異なる半径(r1、r2及びr3)を有するよう に、切削エッジ(32)と交わる角度付けされた面取り部(50)のエッジが第 3の異なる半径を具備する請求項8の切削インサート(10)。 【手続補正書】 【提出日】1996年6月19日 【補正内容】 【図1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヤオホ、ロベルト ドイツ連邦共和国 デー―61250 ウーズ ィンゲン―ヴェルンボルン ヴィーゼンナ オ 18アー

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 切削インサートであって、 (a)頂部面、底部面、及びそれらの間にある少なくとも一対の側部及び端部 面を有する主要本体と; (b)頂部面に形成される少なくとも1つの高コーナーノーズと; (c)高コーナーノーズの周りに形成され、そこから主要本体の隣接側部面に 沿って下方へ傾斜される切削エッジと; (d)コーナーノーズに形成され、切削エッジから略上方に延出する角度付け された面取り部と; (e)角度付けされた面取り部に隣接し、その内側に配置される略平らな面と ; (f)平らな面から延出し、角度付けされた面取り部の両側で切削エッジと交 わる一対の別個のテーパランドと; を備え、 (g) 頂部面は中央領域と中間傾斜領域とを具備し、中間傾斜領域が中央領 域と、切削エッジと、頂部面の隣接高コーナーノーズ領域との間に延出し、また 頂部面の中間領域は切削エッジ及び高コーナーノーズから頂部面の中央領域へ下 方に傾斜される; 切削インサート。 2. 角度割り出し可能な切削インサートを形成する2つの別個の切削エッジと 、2つの対角線状に対向する高コーナーノーズとを具備する請求項1の切削イン サート。 3. 面取り部が平らな面に対して約7〜15°の角度で下方へ傾斜される請求 項1の切削インサート 4. 平らな面が切削インサートの主要本体の底部面と略平行する請求項3の切 削インサート。 5. 略平らな面が切削エッジと交わるエッジを具備する請求項1の切削インサ ート。 6. 切削エッジと交わる略平らな面のエッジが2つの異なる半径を具備する請 求項5に記載の切削インサート。 7. 角度付けされた面取り部が切削エッジと交わる外側エッジを具備する請求 項6の切削インサート。 8.切削エッジと交わる角度付けされた面取り部の外側エッジが、切削エッジと 更に交わる略平らな面のエッジとつながる請求項7の切削インサート。 9.略平らな面と角度付けされた面取り部との周りに延出する切削エッジが3つ の別個の異なる半径を含むように、切削エッジと交わる角度付けされた面取り部 のエッジが第3の異なる半径を具備する請求項8の切削インサート。 10. ミリングカッター用の切削インサートであって、 (a)頂部面、底部面、及び少なくとも一対の側部面とを有する主要本体と; (b)中央領域と少なくとも1つの高コーナーノーズ領域とを有する頂部面と ; (c)高コーナーノーズ領域の周りで湾曲され、コーナーノーズ領域から主要 本体の隣接側部面に沿って下方に傾斜される切削エッジと; (d)コーナーノーズに形成され、コーナーノーズの周りに延出する湾曲切削 エッジから上方に傾斜される角度付けされた面取り部と; (e)底部面と略平行で、角度付けされた面取り部とつながり、そこから略内 側に延出して面のコーナーノーズ領域に平らな形状を形成する平らな面と; (f)平らな面と1つの境界領域でつながり、そこから切削インサートの一方 の側面に向かって延出する第1のテーパランドであり、ここで第1のテーパラン ドが切削エッジと交わることと; (g)平らな面と第2の境界領域でつながり、そこから切削インサートの第2 側面に向かって延出する第2のテーパランドであり、ここで第2のテーパランド が切削エッジと交わることと; を備え、 (h) 切削インサートの頂部面は高コーナーノーズ領域から頂部面の中央領 域へほぼ下方に傾斜される; 切削インサート。 11. 面取り部、平らな面、及び第1並びに第2のテーパランドが全て連続し 、頂部面の高コーナーノーズ領域の少なくとも一部分を形成する請求項10の切 削インサート。 12. 平らな面が面取り部の略内側に配置されるが、面取り部と各テーパラン ドとの間に切削エッジと交わる外側エッジを具備する請求項10の切削インサー ト。 13. 面取り部が平らな面に対して約7〜15°の角度で下方に傾斜される請 求項10の切削インサート。 14. 切削エッジが角度付けされた面取り部の周りに湾曲してその前エッジを 形成する請求項13の切削インサート。 15. 切削エッジと交わる略平らな面の外側エッジが少なくとも2つの異なる 半径を具備する請求項12の切削インサート。 16. 角度付けされた面取り部が切削エッジと交わる外側エッジを具備し、略 平らな面と角度付けされた面取り部との周りに延出する切削エッジが少なくとも 三つの別個の異なる半径を具備するように、切削エッジと交わる面取り部の外側 エッジが第3の半径を具備する請求項15の切削インサート
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