ブルエンドミル：優れた切削性能を発揮する耐久性のあるコーナーラジアスカッター

ブルエンドミルとは

ブルエンドミルは、ブルノーズエンドミルまたはコーナーラジアスエンドミルとも呼ばれ、フライス加工された肩部の底部にコーナーRを作るための片刃工具です。

ブルノーズエンドミルはスクエアエンドミルより切削刃が強靭なため、送り速度を上げられ、工具寿命の延長と生産性向上につながります。これらのフライスビットは、ボールエンドミルより高い生産性で金型プロファイリング加工に使用できます。ブルノーズエンドミルは一般的に超硬ソリッドで、様々な直径サイズと長さが用意されています。

ブルエンドミルの材質とコーティング

エンドミル工具はCNC工作機械工具の主力製品です。一部の国では、旋削工具の90%以上、フライス工具の55%（ブルノーズエンドミル含む）が超硬合金製です。この傾向は現在も続いています。

1980年代以降、工具業界は一体型とインデキサブル超硬工具・チップの生産を継続的に拡大し、様々な切削工具用途に品揃えを広げてきました。これら超硬工具の中で、インデキサブル超硬工具はシンプルな旋削工具とフェイスミルカッターで構成され、精密・仕上げ・成形工具の分野で広く使用されています。

超硬合金は、ドリルビットやフェイスミルカッターなどの汎用工具から、リーマ、エンドミル、中・大モジュールギヤカッター（硬い歯面加工用）、ブローチなどの複雑な工具まで幅広く製造されています。超硬工具とチップの年間生産額は、切削工具総生産額の30%以上を占めています。

粒度により、コーナーラジアスエンドミル用超硬合金は、普通超硬合金、微粒超硬合金、超微粒超硬合金に分類されます。主化学組成では、WC系超硬合金とTiC系超硬合金に分けられます。

超硬コーナーラジアスエンドミルは、チタンアルミニウム窒化物（TiAlN、別名AlTiN）、チタン窒化物（TiN）、チタン炭素窒化物（TiCN）などのセラミックスでさらにコーティングされる場合があります。このうち、青灰色のTiAlNコーティングが最も一般的で、摩擦低減と硬度向上により金属切削速度を最大20%向上させ、工具寿命を延ばします。

ブルエンドミルのメカニズムと工法

ブルノーズエンドミルをフライス加工で使用する際、ワークを工具回転方向に沿って、または相対的に送ることで、切削の開始と終了特性が変わります。

コーナーラジアスエンドミルでダウンミーリング（同方向フライス）を行う場合、切削領域でのワーク送り方向と工具回転方向が同一です。チップ厚は切削開始から終了にかけて徐々に減少し、周辺フライスでは最終的にゼロになります。

一方、アップミーリング（逆フライス）では、ワーク送り方向がコーナーラジアスエンドミルの回転方向と逆になります。

アップミーリングでは、ゼロチップ厚から切削が始まるため高い切削力が発生し、工具とワークを互いに押し離す方向に働きます。刃が切り込みに食い込むと、前の刃によって生じた加工硬化表面と接触し、高温下で摩擦と研磨効果が生じます。切削力によりワークがテーブルから浮き上がりやすくなります。

ダウンミーリングでは、刃が最大チップ厚から切削を開始するため、熱を減らし加工硬化傾向を抑えて研磨効果を回避できます。最大チップ厚を活用するのは有利で、切削力がワークを工具側へ押し付ける方向に働くため、刃が切削動作を行いやすくなります。

ブルエンドミルの用途

コーナーラジアスエンドミルでのフライス加工中、チップが切削刃に溶着・付着し、次の切削刃の開始部に集まることがあります。アップミーリングでは、チップが刃とワークの間に挟まりやすく、刃欠けの原因になります。ダウンミーリングでは、同じチップが二つに割れるため、切削刃が損傷しません。

工作機械、治具、ワークの要件に関わらず、ダウンミーリングが好まれることが多いです。コーナーラジアスエンドミルによるダウンミーリングには、刃が前方へ押し出されながらワークを押さえ込むための加工プロセス要件があり、バックラッシュを排除したテーブル送り機構への適合が必要です。

工具がワークに押し込まれると、送り速度が不規則に増加し、過大なチップ厚とチッピングを招きます。この場合はアップミーリングを選択すべきです。また、加工代の変動が大きい場合もアップミーリングが適しています。

ワークを正しくクランプするには適切な治具が必要で、作業には正しい工具サイズも必要です。しかし、振動傾向に対しては、切削力の方向がより重要です。