JP2014512978A - 前縁部で切り屑を薄肉化するワイパー切れ刃を有するインサート - Google Patents

Abstract

切削インサート（１００）は少なくともひとつのコーナーが形成されたボディ（１０２）を含む。少なくとも第１の半径（１２８）と第１の半径に隣接して配置された第２の半径（１３０）とを有する円弧でコーナーが形成される。この切削インサートは切削工具の一部とするのに適合している。

Description

本発明は、ワイパー切れ刃を有するインサート、及びそのようなインサートの製造方法に関する。詳しくは、本発明は、インサートへの切り屑のアクセスを顕著に減少させることなくインサートの前縁部で切り屑を薄肉化するワイパー切れ刃を有するインサート、及びそのようなインサートの製造方法に関する。

（関連出願への相互参照）
本特許出願は、「前縁部で切り屑を薄肉化するワイパー切れ刃を有するインサート」という表題で２０１１年５月３日に出願され、その開示全体が本明細書に組み込まれる米国特許仮出願番号６１／４８１８７５号明細書の優先権を主張する。

背景についての以下の議論でいくつかの構造及び／又は方法が参照される。しかし、以下の参照は、それらの構造及び／又は方法が従来技術を構成するということを認めるものと解釈してはならない。本発明者は、それらの構造及び／又は方法が従来技術を構成するものではないと言明する権利を明記して留保する。

機械加工用の切削工具では、切削インサートを切削工具の一部として適合させることができる。切削エリアにおける非切削切り屑厚さが最大のゾーンの近くで切り屑発生と折損が顕著になるいくつかの難加工性材料を加工するとき、半径を大きくして切り屑を薄くすることが有利になる。しかし、半径が大きくなると、インサートのアクセシビリティ、すなわち「リーチ（reach）」が小さくなる。

したがって、この分野では、インサートのリーチをあまり減少させることなく切り屑を薄肉化するのにもっと適合したインサートが必要になっている。

ある代表的な切削インサートは、少なくともひとつのコーナーが形成されたボディを含み、コーナーは、少なくとも第１の半径と第１の半径に隣接して配置された第２の半径とにより形成される。

切削インサートを製造するためのある代表的な方法は、ボディを用意するステップと、第１の半径と第１の半径に隣接して配置された第２の半径とにより規定されたボディのコーナーを形成するステップと、を含む。

上記の一般的な記述も、以下の詳細な記述も例示的なそして説明的なものであり、特許請求の範囲に記載されている本発明のさらに詳しい説明を意図したものであるということは理解されるであろう。

以下の詳しい説明は添付図面と関連させて読むことができる。それらの図面で、同様な要素は同じ参照符号によって表されている。

一実施形態に係わるインサートを示す斜視図である。 図１に示されたインサートを示す平面図である。 図１に示されたインサートのある部分を詳しく示す部分平面図である。 図１に示されたインサートの別の部分を詳しく示す部分平面図である。 図１に示されたインサートを示す側面図である。 図５に示されたインサートのある部分を詳しく示す部分側面図である。 別の代表的な実施形態に係わるワイパー切れ刃を有するインサートを示す斜視図である。 あるコーナー半径を有するインサートを示す斜視図である。 図７と８に示されたインサートに関する非切削（切削前の）切り屑厚さと角位置を示すグラフである。 他の代表的な実施形態に係わるワイパー切れ刃を有するインサートを示す斜視図である。 コーナー半径を有するインサートを示す斜視図である。 図１０と１１に示されたインサートに関する非切削切り屑厚さと角位置を示すグラフである。 コーナー半径のみを有する切削インサートとコーナー半径と前縁部を有する切削インサートの工具寿命を示すグラフである。

実際の機械加工において、少なくとも３つの運動学的変数は切削速度、切込み及び送り速度である。切込みと送り速度は、切れ刃の境界を画する表面の形に分解すると、非切削（又は未切削、又は切削前の）切り屑面積となり、それは最大非切削切り屑厚さを含み、それによって特徴づけられる。最大非切削切り屑厚さは、チップ（切り屑）を生ずるワークピースに接触して係合する切れ刃の内側のある点で切れ刃に直交する断面における単位幅あたりの最大進入ワーク物質面積とすることができる。生産性と柔軟性を犠牲にすることなく最大非切削切り屑厚さを減らすことはインサート設計における重要な目標となりうる。一定の切削速度で、生産性は非切削切り屑面積で細かく追跡できるが、柔軟性はいくつかの因子の結果であり、そのひとつはインサートのリーチ（reach）であって、それについて以下で詳しく述べる。

図を参照して説明する。切削インサート１００は非切削切り屑厚さを小さくするように適合させることができる。切削インサート１００はいろいろな異なる形状を有することができる。しかし、説明を簡単にするために、図示した切削インサート１００を参照して代表的な実施形態を説明する。図示された切削インサート１００は方形（square）切削インサートと呼ぶことができる。しかし、本発明は図示され説明される切削インサート１００に限定されない。

図１を参照すると、切削インサート１００はボディ１０２を含むことができる。ボディは複数の面１０４，１０６，１０８，１１０，１１２及び１１４を含む。図１に示された実施形態では、ボディ１０２は６つの面１０４，１０６，１０８，１１０，１１２及び１１４を含む。あるいはまた、ボディ１０２は図示した６つの面１０４，１０６，１０８，１１０，１１２及び１１４と異なる数の面を含むこともできる。特に、別のある構成では、ボディ１０２は６つより少ない又は６つより多くの面を含むことができる。面１０４，１０６，１０８，１１０，１１２及び１１４の正確な数は、応用、用途、又は切削インサート１００に関連した他の何らかの規準によって決められる。

やはり図１において、２つの対向する面は一般には正方形である。しかし、ボディ１０２は、それと異なり、ひとつ以上の略正方形、略長方形、略菱形、又はその他の適当な形、例えば多角形、を含むように構成することもできる。各面１０４，１０６，１０８，１１０，１１２及び１１４の正確な形は、応用、用途、又は切削インサート１００に関連した他の何らかの規準によって決められる。

さらに、複数の面１０４，１０６，１０８，１１０，１１２，及び１１４のうちひとつを上面とし、複数の面１０４，１０６，１０８，１１０，１１２，及び１１４のうち対向する面を底面とすることができる。上面と底面を接合する面は横面又は側面と呼ぶことができる。図１に示された実施形態では、面１０４を上面とし、面１０４に対向する面１０６を底面とすることができる。上面１０４から底面１０６まで伸びる面１０８，１１０，１１２，及び１１４は側面である。別の構成では、面１０４，１０６，１０８，１１０，１１２，及び１１４の異なる配置も可能であり、その場合面１０４が上面である必要はなく、面１０６を底面とする必要もなく、面１０８，１１０，１１２，及び１１４が側面である必要もない。

図２を参照すると、ボディ１０２はひとつ以上のコーナー１２０，１６０，１８０，及び１９０を含む。コーナー１２０，１６０，１８０，及び１９０はボディ１０２の複数の面１０４，１０６，１０８，１１０，１１２，及び１１４が出会うところに形成される。図示した実施形態では、ボディ１０２は４つのコーナー１２０，１６０，１８０，及び１９０を含む。しかし、切削インサート１００の別の構成では、コーナー１２０，１６０，１８０，及び１９０の数は限定されず、図示した４つのコーナー１２０，１６０，１８０，及び１９０より少ない数又は多い数のコーナーがあってもよい。また、図示した実施形態では、コーナー１２０は面１０４，１１２，１１０，及び１０６から形成でき、コーナー１６０は面１０４，１１２，１１４，及び１０６から形成でき、コーナー１８０は面１０４，１１０，１０８，及び１０６から形成でき、コーナー１９０は面１０４，１０８，１１４，及び１０６から形成できる。別の構成では、コーナー１２０，１６０，１８０，及び１９０は、それぞれ、複数の面の別の組合せから形成できる。

コーナー１２０，１６０，１８０，及び１９０の各々は、前縁部と呼ばれる部分と、後縁部と呼ばれる別の部分を有する。すなわち、複数の面１０４，１０６，１０８，１１０，１１２，及び１１４のひとつが前縁部と呼ばれ、複数の面１０４，１０６，１０８，１１０，１１２，及び１１４の別のひとつが後縁部と呼ばれる。例えば、図１に示された切削インサート１００が右手型カッターとなる場合、切削インサート１００の切削方向は図１の左側に向いた方向である。したがって、コーナー１２０では、面１１４が前縁部と呼ばれ、面１１２が後縁部と呼ばれる。あるいはまた、図１に示された切削インサート１００が左手型カッターとなる場合、切削インサート１００の切削方向は図１の右側に向いた方向である。したがって、コーナー１６０では、面１１０が前縁部と呼ばれ、面１１２が後縁部と呼ばれる。他のコーナー１６０，１８０，及び１９０の各々も、前縁部と呼ばれる部分と後縁部と呼ばれる別の部分を有する。

図２に示された実施形態では、ボディ１０２は、幅と高さを有し、それらは例えば、約９．５２ミリメートル又は約０．３７５インチである。別の構成で、ボディ１０２は幅と高さの異なる寸法を有することができ、幅と高さは等しくなくてもよい。

図３を参照すると、コーナー１２０がそこに示されている。コーナー１２０は第１の円弧２２，第１の円弧１２２に隣接して配置された第２の円弧１２４，及び第２の円弧１２４に隣接して配置された第３の円弧１２６を含む。第１の円弧１２２は第１の半径１２８によって規定される円弧であり、第２の円弧１２４は第２の半径１３０によって規定される円弧であり、第３の円弧１２６は第３の半径１３２によって規定される円弧である。別の構成では、ひとつ以上の円弧１２２，１２４，又は１２６は円弧でなくてもよい。

また、第２の半径１３０はコーナー半径と呼ばれることもある。「リーチ（reach）」は、インサート１００の中心といずれかのコーナー半径、例えば第２のコーナー半径１３０，の中心との間の距離と定義される。第２の半径１３０はインサート１００の切削負荷をインサート１００のより大きな部分に分布させる。より大きな第２の半径１３０はまた、１００によって切削される物体により滑らかな仕上げを与える。しかし、第２の半径１３０が大きくなるとインサート１００のリーチ、すなわちインサート１００のアクセシビリティが減少する。第２の半径１３０を有する第２の円弧１２４がインサート１００のリーチを決定する。あるサイズのインサート１００では、第２の半径１３０が大きくなると、第２の半径１３０の中心がインサートの中心の方へ移動し、したがってコーナー半径の中心がインサートの中心の方へ移動する。第２の半径１３０が大きくなると、ある特定サイズのインサートでは第２の半径１３０の中心がインサートの中心の方へ移動するので、リーチが小さくなる。

第１及び第３の円弧１２２と１２６の一方又は両方はワイパー切れ刃（ワイパー）と呼ばれることがある。さらに、インサート１００が右手型カッターである場合、第１の円弧１２２はさらに前縁部ワイパー（前縁ワイパー）と呼ばれ、第３の円弧１２６は後縁部ワイパー（後縁ワイパー）と呼ばれる。インサート１００が左手型カッターである場合、第３の円弧１２６はさらに前縁部ワイパーと呼ばれ、第１の円弧１２２は後縁部ワイパーと呼ばれる。

前縁部のワイパー切れ刃は後縁部のワイパー切れ刃と異なる目的を有する。前縁部のワイパー切れ刃はインサート１００によって切削されている物体の非切削切り屑厚さを調整する。インサート・ホルダーの選ばれた方位角との組合せで、最大非切削切り屑厚さは前縁部に発生する。したがって、前縁部ワイパー切れ刃は切り屑の薄肉化効果のために、すなわち最大非切削切り屑厚さを薄くするために設けることができる。また、前縁部ワイパー切れ刃によってインサート１００の寿命を調整できる。例えば、図示した実施形態では、前縁部のワイパー切れ刃はインサート１００の寿命を長くする。

後縁部のワイパー切れ刃は前縁部のワイパー切れ刃と異なる目的及び機能を有する。後縁部のワイパー切れ刃は表面仕上げ処理を可能にする。例えば、後縁部のワイパー切れ刃は部品の表面仕上げを改善する。図示の実施形態は後縁部のワイパー切れ刃を含むが、後縁部のワイパー切れ刃は表面仕上げを特に改善する必要はない。別の構成又は実施形態では、インサート１００のようなインサートが前縁部と後縁部の両方にワイパー切れ刃を含み、それらは同じ目的又は機能を有しても、異なる目的又は機能を有してもよい。例えば、前縁部と後縁部のワイパー切れ刃がどちらも表面仕上げの改善、リーチの改善、リーチと表面仕上げの両方の改善、又は他の同じ利点を与えるものであってもよい。

第１、第２及び第３の円弧１２２，１２４，及び１２６は複合カーブを形成し、第１、第２及び第３の円弧１２２，１２４，及び１２６はそれに接する引き続く円弧である。すなわち、第１の円弧１２２は第２の円弧１２４に滑らかに移行し、第２の円弧１２４は第３の円弧１２６に滑らかに移行する。第１の円弧１２２は、第１の円弧１２２の端点で第１の接線１３４を有し、第２の円弧１２４は第１の円弧１２２が第２の円弧１２４に出会うところに位置する第２の円弧１２４の端点で第２の接線１３６を有する。第１の接線１３４と第２の接線１３６は同じであり、したがって、第１の円弧１２２と第２の円弧１２４は不連続なしに滑らかに出会う。第２の円弧１２４は、第２の円弧１２４の別の端点で別の接線１３８を有し、第３の円弧１２６は第３の円弧１２６が第２の円弧１２４に出会うところに位置する第３の円弧１２６の端点で第３の接線１４０を有する。別の接線１３８と第３の接線１４０は同じものであり、したがって、第２の円弧１２４と第３の円弧１２６は不連続なしに滑らかに出会う。

また、第１の円弧１２２と第２の円弧１２４の間、又は、第２の円弧１２４と第３の円弧１２６の間に、ひとつ以上の付加的な円弧があって、第１の円弧１２２が第２の円弧１２４に融け込むように、又は第２の円弧１２４が第３の円弧１２６に融け込むようになっていてもよい。ひとつ以上の付加的な円弧はそれぞれが円弧であってよく、円弧であるひとつ以上の円弧のそれぞれが融合する半径を有することができる。

別の構成では、第１、第２及び第３の円弧１２２，１２４，及び１２６は複合カーブを形成しない、又は第１、第２及び第３の円弧１２２，１２４，及び１２６は引き続いて接する円弧でなくてもよい。

第２の半径１３０は複数の標準的な半径、例えば「丸められたコーナーを有し、部分的に円筒状の固定孔を有する切れ刃割出可能な硬い材料のインサート−寸法」という表題のＩＳＯ６８９７：１９９８（Ｅ）に記載されている標準的半径、のひとつから選択できる。こうして、第２の半径１３０は、例えば、約０．４ミリメートル、０．８ミリメートル、１．６ミリメートル、３．２ミリメートル、とすることができる。しかし、第２の半径１３０は標準的な半径に限定されず、別の構成では、第２の半径１３０は非標準的な半径であってもよい。第２の半径１３０はインサート１００の応用、用途又は他の何らかの適当な規準によって決定することができる。

図示の実施形態では、コーナー１２０は、例えば約２５°の第１の円弧１２２と、例えば約２５°の第３の円弧１２６を有する。また、第１の円弧１２２は、例えば約３．００ミリメートル、又は約０．１１８インチ、の第１の半径１２８を有し、第３の円弧１２６は、例えば約３．００ミリメートル、又は約０．１１８インチ、の第３の半径１３２を有する。第２の円弧１２４は、例えば０．８０ミリメートル、又は約０．０３２インチ、の半径を有する。第１及び第３の円弧１２２と１２６及び第１及び第３の半径１２８と１３２は上述のものに限定されない。第１及び第３の円弧１２２と１２６及び第１及び第３の半径１２８と１３２はインサート１００の応用、用途又は他の何らかの適当な規準によって決定することができる。例えば、第１及び第３の円弧１２２と１２６及び第１及び第３の半径１２８と１３２はインサート１００の形、第２の円弧１２４，第２の半径１３０，又は別の隣接する成分の形から決定することもできる。

図４を参照すると、他のコーナー１６０，１８０，及び１９０のひとつ以上も、それぞれ、第１の半径の第１の円弧、第２の半径の第２の円弧、及び第３の半径の第３の円弧を含む。すなわち、他のコーナー１６０，１８０，及び１９０のひとつ以上が、それぞれ、前縁部ワイパー切れ刃、後縁部ワイパー切れ刃、前縁部ワイパー切れ刃と後縁部ワイパー切れ刃の両方、を有する、又は前縁部ワイパー切れ刃も後縁部ワイパー切れ刃も有しない予め定められたコーナー半径を有する。他のコーナー１６０，１８０，及び１９０はコーナー１２０と同じコーナー半径又は他のコーナー半径を有する。他のコーナー１６０，１８０，及び１９０が前縁部ワイパー切れ刃、後縁部ワイパー切れ刃、又は前縁部ワイパー切れ刃と後縁部ワイパー切れ刃の両方、を有する場合、前縁部ワイパー切れ刃及び／又は後縁部ワイパー切れ刃は、第１及び第３の円弧１２２と１２６，又は第１及び第３の半径１２８と１３２、と異なる円弧又は半径を有することができる。

図４において、コーナー１６０は第４の円弧１６２，第４の円弧１６２に隣接して位置する第５の円弧１６４，及び第５の円弧１６４に隣接して位置する第６の円弧１６６を有する。第４の円弧１６２は第４の半径１６８によって規定される円弧であり、第５の円弧１６４は第５の半径１７０によって規定される円弧であり、第６の円弧１６６は第６の半径１７２によって規定される円弧であってよい。別の構成では、円弧１６４，１６６，及び１６８のひとつ以上は円弧ではない。

第４、第５及び第６の円弧１６２，１６４，及び１６６は複合カーブを形成し、第４、第５及び第６の円弧１６２，１６４，及び１６６はそれに接する引き続く円弧である。すなわち、第４の円弧１６２は第５の円弧１６４に滑らかに移行し、第５の円弧１６４は第６の円弧１６６に滑らかに移行する。第４、第５及び第６の円弧１６２，１６４，及び１６６はそれぞれ接線を含み、それらは隣接する別の円弧１６２，１６４，及び１６６の接線と実質的に同じである。別の構成では、第４、第５及び第６の円弧１６２，１６４，及び１６６は複合カーブを形成しない、すなわち第４、第５及び第６の円弧１６２，１６４，及び１６６は引き続いて接する円弧でない。

図５と６を参照すると、少なくともコーナー１２０は面取り部１１６を含む。面取り部１１６は面１０４の周縁に沿って設けられる。別の構成では、面取り部１１６は面１０４の周縁の一部分に沿ってだけ設けられる、又は他の面１０４，１０６，１０８，１１０，１１２，及び１１４のひとつ以上の周縁の少なくとも一部分に沿って設けられる。

面取り部１１６は、面取り幅１１８と面取り角１１９を含む。図６に示された面取り部１１６では、面取り部１１６は、例えば、約０．１０ミリメートル、すなわち約０．００４インチ、の面取り幅１１８と、例えば、面１０４に対して約２５°の面取り角１１９を有する。しかし、実施形態は、上述のような面取り幅１１８と面取り角１１９に限定されない。正確な面取り幅１１８と面取り角１１９はインサート１００の応用、用途、又は他の規準によって決められる。また、第１及び第３の円弧１２２と１２６及び第１及び第３の半径１２８と１３２は、インサート１００の形と合わせて、面取り幅１１８と面取り角１１９によって決定される

図７〜９を参照すると、前縁部にワイパー切れ刃を有する切削インサートがコーナー半径だけを有する切削インサートと比較されている。図７〜９に示された分析は３次元モデル化によって完遂された。３次元モデル化は、Raja Kountanyaの「Mathematicaの切削工具表現を用いた難旋削における表面仕上げと工具摩耗」に記載されている。図７〜９のモデル化では、極座標系がコーナー半径の中心に固定され、切れ刃のすべての点が、原点とその点を結ぶ直線とインサートの上面の平面に固定された直線の間の角度で表される。これは角度値又は角位置と呼ばれる。インサートとワークピースの接触の終わりを表す角位置の限界は接触の角度端点（angular extremities）と呼ばれる。モデルは、与えられた送りと切込みに対して、幾何形状パラメータと合わせて、接触の角度端点を推定する。モデルはまた、ワークピースと接触して係合する切れ刃のすべての点で非切削切り屑厚さを推定することができる。

図７はワイパー切れ刃を有する切削インサートを示す。図８はコーナー半径だけを有しワイパー切れ刃を有しない切削インサートを示す。図７と８に示された切削インサートでは、面取り幅は、例えば、約０．２０ミリメートルであり、面取り角は、例えば、約２５°であり、エッジ半径は、例えば、約０．００５ミリメートルであり、リード（lead）角は、例えば、約４５°であり、傾斜（inclination）角は、例えば、約−５°であり、垂直すくい角（normal rake angle）は、例えば、約−５°であり、切込みは、例えば、約０．２５ミリメートルであり、送り速度は、例えば、１回転あたり約０．０７５ミリメートルである。図７に示された切削インサートでは、ワイパー切れ刃の半径は、例えば、約３ミリメートルであり、ワイパー切れ刃の円弧は、例えば、約２５°である。

図９に目を転ずると、非切削切り屑厚さvs.角位置のグラフが示されている。角位置は、切削インサートの切れ刃に沿った位置である。非切削切り屑厚さはミリメートル単位で、角位置は度で表されている。非切削切り屑厚さvs.角位置は、同じ送り速度、切込み、及びインサート・ホルダーについて計算された。図９における点線は、コーナー半径のみを有しワイパー切れ刃を有しない切削インサートの切れ刃に沿った非切削切り屑厚さvs.角位置を表している。点線は、例えば、約１７８°の角位置で、例えば、約０．０５２４１２ミリメートルの最大非切削切り屑厚さを示している。

図９の実線は、ワイパー切れ刃を有する切削インサートについて非切削切り屑厚さvs.角位置を表している。点線は、例えば、例えば、約１６２°の角位置で、例えば、約０．０３６３１３２ミリメートルの最大非切削切り屑厚さを示している。したがって、図９に示されているように、同じ送り速度、切込み、及び工具ホルダーで、（図７に示された）前縁部にワイパー切れ刃を有するカッターは、最大非切削切り屑厚さが、例えば、約３０％の減少を示し、リーチは、例えば、約５％しか減少しない。図９のトップの近くに示されているように、アクセシビリティの減少は、例えば、５．２０５１２％であり、最大非切削切り屑厚さの減少は、例えば、３０．７１５９％である。

図１０〜１２を参照すると、前縁部にワイパー切れ刃を有する切削インサートがコーナー半径のみを有する切削インサートと比較されている。図１０〜１２に示された分析は、図７〜９と同じ３次元モデル化によって完遂された。図１０はワイパー切れ刃を有する切削インサートを示す。図１１はコーナー半径のみを有しワイパー切れ刃を有しない切削インサートを示す。図１０と１１で示された切削インサートでは、面取り幅は、例えば、約０．１０ミリメートルであり、面取り角は、例えば、約２５°であり、エッジ半径は、例えば、約０．００５ミリメートルであり、リード（lead）角は、例えば、約４５°であり、傾斜（inclination）角は、例えば、約−５°であり、垂直すくい角（normal rake angle）は、例えば、約−５°であり、切込みは、例えば、約０．２５ミリメートルであり、送り速度は、例えば、１回転あたり約０．０７５ミリメートルである。図１０に示された切削インサートでは、ワイパー切れ刃の半径は、例えば、約３ミリメートルであり、ワイパー切れ刃の円弧は、例えば、約２５°である。図７〜９を図１０〜１２と比較すると、面取り幅は約０．２０ミリメートルから、例えば、約０．１０ミリメートルに減少している。

図１２に目を転ずると、非切削切り屑厚さvs.角位置のグラフが示されている。角位置は、切削インサートの切れ刃に沿った位置である。非切削切り屑厚さはミリメートル単位で、角位置は度（°）で表されている。非切削切り屑厚さvs.角位置は、同じ送り速度、切込み、及び工具ホルダーについて計算された。図１２における点線は、コーナー半径のみを有しワイパー切れ刃を有しない切削インサートの切れ刃に沿った非切削切り屑厚さvs.角位置を表している。点線は約１７８°の角位置で、約０．０５２４１２ミリメートルの最大非切削切り屑厚さを示している。

図１２の実線は、ワイパー切れ刃を有する切削インサートについて非切削切り屑厚さvs.角位置を表している。点線は、例えば、例えば、約１６２°の角位置で、例えば、約０．０３６３１３２ミリメートルの最大非切削切り屑厚さを示している。したがって、図１２に示されているように、同じ送り速度、切込み、及び工具ホルダーで、（図１０に示された）前縁部にワイパー切れ刃を有するカッターは、最大非切削切り屑厚さが、例えば、約３０％の減少を示し、リーチは、例えば、約５％しか減少しない。図９のトップの近くに示されているように、アクセシビリティの減少は、例えば、５．２０５１２％であり、最大非切削切り屑厚さの減少は、例えば、３０．７１５９％である。

図３を参照すると、機械加工テストの結果が示されている。図１３は、２セットの切削インサートについて寿命を分単位で示している。２つのセットの一方はコーナー半径だけを有する切削インサートについての結果を含み、２つのセットの他方はコーナー半径と前縁部ワイパー切れ刃を有する切削インサートについての結果を含む。グラフの左側の第１のデータ・セットはコーナー半径のみを有しワイパー切れ刃を有しない切削インサートに関するものである。第１のセットの右側の第２のセットはコーナー半径と前縁部ワイパー切れ刃を有する切削インサートに関するものである。また、各セットで、２つの異なる面取り幅の切削インサートがテストされる。第１のセットでは、２つの切削インサートは同じコーナー半径を有する。しかし、一方は面取り幅が、例えば、０．１ミリメートルであり（水平の破線で影をつけたバー）、他方は面取り幅が、例えば、０．２ミリメートルである（斜めの実線で影をつけたバー）。第２のセットでは、２つの切削インサートは同じコーナー半径と前縁部ワイパー切れ刃を有する。しかし、一方は面取り幅が、例えば、０．１ミリメートルであり（水平の破線で影をつけたバー）、他方は面取り幅が、例えば、０．２ミリメートルである（斜めの実線で影をつけたバー）。

機械加工テストの条件は図１０〜１２のものと同様である。特に、面取り幅は、例えば、約０．１０ミリメートルであり、面取り角は、例えば、約２５°であり、エッジ半径は、例えば、約０．００５ミリメートルであり、リード（lead）角は、例えば、約４５°であり、傾斜（inclination）角は、例えば、約−５°であり、垂直すくい角（normal rake angle）は、例えば、約−５°であり、切込みは、例えば、約０．２５ミリメートルであり、送り速度は、例えば、１回転あたり約０．０７５ミリメートルである。ワイパー切れ刃を有する切削インサートでは、ワイパー切れ刃の半径は、例えば、約３ミリメートルであり、ワイパー切れ刃の円弧は、例えば、約２５°である。さらに、切削インサートのワーク材料は、Wall社によって製造されたWallex-3すなわちWX3であった。

図１３で、グラフの左側の、コーナー半径だけを有しワイパー切れ刃を有しない切削インサートに関する第１のバーの組を、コーナー半径と前縁部ワイパー切れ刃を有する切削インサートに関する第２のバーの組と比較すると、コーナー半径と前縁部ワイパー切れ刃を有する切削インサートで寿命の延びが見られる。また、コーナー半径と前縁部ワイパー切れ刃を有し、面取り幅が異なる両方の切削インサートで寿命の延びが見られる。

インサート１００は多結晶立方晶窒化硼素（ＰＣＢＮ）、多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ），又は他の適当な材料で作ることができる。インサート１００に選ばれる正確な材料はインサート１００の応用、用途、又は他の何らかの規準による。

インサート１００は、硬い材料を成形できるコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）工具グラインダー又はその他の適当な装置で作られる。インサート１００がＣＮＣ工具グラインダーを用いて作られる場合、予め定められた量の適当な材料がＣＮＣ工具グラインダーに挿入される。ＣＮＣ工具グラインダーの研磨ホイールを用いて少なくともコーナー１２０に第１、第２、及び第３の円弧１２２，１２４，及び１２６がそれぞれ予め定められた第１、第２、及び第３の半径１２８，１３０，及び１３２で形成される。すなわち、ＣＮＣ工具グラインダーは、予め定められたコーナー半径をワイパー切れ刃なしで、又は前縁部ワイパー切れ刃、後縁部ワイパー切れ刃、又は前縁部と後縁部の両方のワイパー切れ刃と共に、設ける。ＣＮＣ工具グラインダーは、第１、第２、及び第３の円弧１２２，１２４，及び１２６を融合させて、隣接する円弧１２２，１２４，及び１２６の間に尖った形が現れないようにすることができる。ＣＮＣ工具グラインダーは、また、面取り部１１６に予め定められた面取り幅１１８と面取り角１９を与える。

ここで引用された刊行物、特許出願、及び特許を含むすべての参照文献は、各文献が個別に特定して参照によって組み込まれると明示され記載された範囲でその全体が参照によって本明細書に組み込まれる。

本発明の原理を理解しやすくするために、図面で示された実施形態を参照して、特定の言い方を用いてそれらの実施形態を説明した。しかし、この特定の言い方によって本発明の範囲を限定する意図はなく、本発明は当業者に通常考えられるすべての実施形態を包含すると解釈すべきである。本発明をその特定の実施形態と関連させて説明したが、具体的に記載されなかった追加、削除、変更、及び代用も、特許請求の範囲によって定義される本発明の精神と範囲から逸脱することなく可能であることは当業者には明らかであろう。最後に、ここに記載されたすべての方法のステップは、そうでないと明示されない限り、又はその他の点で状況と明らかに矛盾していない限り、どのような適当な順序で実行してもよい。

ここで用いられた用語は、特定の実施形態を記述するためのものであり、本発明の代表的な実施形態を限定することを意図していない。「メカニズム」及び「要素」という語は広い意味で用いられており、機械的又は物理的な形態に限定されない。ここで用いられるすべての例、又は例示する言い方（例えば「など」）は単に本発明をより明瞭にすることを意図したものであり、そうでないと明示しない限り、本発明の範囲を限定するものではない。どのようなアイテム又は成分も、その要素が「必須」又は「枢要」と具体的に記述されない限り、本発明の実行のために必須ではない。また、ここで用いられる「備える（comprise, comprising）」、「含む（include, including）」、「有する（have, having）」という用語は、特に、当業者の間で変更が可能な用語として読まれることを意図している。本発明を記載する文脈（特に以下の特許請求のの範囲の文脈）における「a」、「an」、及び「the」という用語及び同様の指示語は、文脈がそうでないことがはっきり示していない限り、単数と複数の両方をカバーすると解釈すべきである。さらに、「第１」、「第２」、等の用語がいろいろな要素を記述するためにここで用いられるが、これらの用語はある要素を別の要素と区別するために用いられるものであり、それらの要素がこの用語によって限定されないことは理解されるであろう。さらに、数値の範囲の記載は、そうでないと明示されていない限り、その範囲に入る別々の各数値に個別に言及するための簡便な方法として用いることを意図しており、別々の各数値は、ここで個別に記載されたと全く同様に本明細書に組み込まれる。

簡単のために、いろいろな実施形態の通常の側面は詳細に記載されないことがある。実際の装置では多くの代わりの又は追加の機能的関係や物理的な関連があることに注意しておきたい。

以下の特許請求の範囲で規定される本発明の精神と範囲から逸脱することなく多くの変更や調整が可能であることは当業者には明らかであろう。したがって、本発明の範囲は、本発明の詳細な説明によってではなく、以下のクレイムによって規定されるものであり、その範囲内でのすべての差異は本発明に含まれると解釈される。

Claims (15)

1. 少なくともひとつのコーナーが形成されたボディを備え、
   コーナーは少なくとも第１の半径と該第１の半径に隣接して配置された第２の半径とを有する円弧により規定され、
   切削工具の一部となるのに適合していることを特徴とする切削インサート。
2. 少なくとも一つのコーナーの前縁部においてワイパー切れ刃が形成されるように第１の半径が規定されていることを特徴とする請求項１に記載の切削インサート。
3. 第２の半径は標準的な半径であることを特徴とする請求項１に記載の切削インサート。
4. さらに、第２の半径に隣接して配置された第３の半径を有する請求項１に記載の切削インサート。
5. 第１の半径と第３の半径とが同じであることを特徴とする請求項４に記載の切削インサート。
6. 第１の半径により切り屑の薄肉化効果が生じ、機械加工の寿命を増加させることを特徴とする請求項１に記載の切削インサート。
7. 第１の予め定められたリーチが形成されるように第２の半径が規定され、第１のリーチより約５％小さい第２のリーチが形成されるように第１の半径、第２の半径、及び第３の半径が組み合わされていることを特徴とする請求項４に記載の切削インサート。
8. ボディを用意するステップと、
   第１の半径と該第１の半径に隣接して配置された第２の半径とを有する円弧でボディのコーナーを形成するステップと、
   を含むことを特徴とする切削インサートの製造方法。
9. さらに、コーナーの前縁部において第１の半径を有するワイパー切れ刃を形成することを特徴とする請求項８に記載の切削インサートの製造方法。
10. さらに、第２の半径を標準的な半径とすることを特徴とする請求項８に記載の切削インサートの製造方法。
11. さらに、第２の半径に隣接する第３の半径を有することを特徴とする請求項８に記載の切削インサートの製造方法。
12. さらに、第３の半径を第１の半径と同じ半径とすることを特徴とする請求項１１に記載の切削インサートの製造方法。
13. さらに、切り屑を薄肉化し、工具寿命を増加させることを特徴とする請求項８に記載の切削インサートの製造方法。
14. さらに、
    第１の予め定められたリーチを有するように第２の半径を規定し、
    第１のリーチより約５％小さい第２のリーチを有するように第１の半径、第２の半径、及び第３の半径を規定することを特徴とする請求項１１に記載の切削インサートの製造方法。
15. 少なくともひとつのコーナーを有するボディを備え、
    コーナーは、少なくとも第１の半径と該第１の半径に隣接して配置された第２の半径とを有する円弧で形成され、
    切削インサートが切削工具の一部となるのに適合しており、
    少なくともひとつのコーナーの前縁部においてワイパー切れ刃を形成するように第１の半径が規定されていることを特徴とする切削インサート。

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