CNC加工において、鋼、アルミニウム、その他の延性金属を低速または中速で切削すると、切削工具のすくい面に少量の金属片が付着することがあります。この付着した金属片は構成刃先（BUE）と呼ばれます。しかし、構成刃先がどのように形成されるか、また加工プロセスにどのような影響を与えるかご存知でしょうか？
構成刃先（BUE）の原因
CNC加工による延性材料 鋼材などの切削において、比較的低速の切削速度で連続的な切りくずが形成される場合、切削刃付近のすくい面に三角形のくさび形の金属塊が付着することがよくあります。この付着した金属塊は、図に示すように構成刃先（BUE）として知られています。BUEの硬度は非常に高く、通常、被削材の2～3倍です。BUEが安定状態に達すると、切削動作において一時的に切削刃の代わりとなることができます。BUEの大きさは、一般的にその高さ（H_b）で表されます。
切削加工中、切りくずの下面と工具のすくい面との間に激しい摩擦が生じます。接触面が高圧下で一定の温度に達すると、被削材が接着によってすくい面に付着します。これは「冷間溶接」とも呼ばれます。連続的に流れる切りくずが付着した金属層の上を通過する際、温度と圧力が適切な状態であれば、切りくずの底部の材料も流れが阻害されます。そして、すくい面上の既に冷間溶接された層に付着します。その結果、付着層が徐々に成長し、最終的に構成刃先が形成されます。
構成刃先（BUE）の形成と成長は、被削材の特性、および切削領域内の温度と圧力分布に密接に関係しています。加工硬化傾向の強い材料ほど、BUEが発生しやすくなります。切削領域の温度と圧力が低すぎると、BUEは形成されません。逆に、温度が高すぎると、材料が軟化し、BUEの形成も抑制されます。炭素鋼の場合、切削領域の温度が約300～350℃のときにBUEの高さが最大となり、500℃を超えるとBUEは自動的に消失します。
切削深さ（a_p）と送り速度（f）が一定の場合、切削中に発生する熱は切削速度の増加とともに増加するため、構成刃先高さ（H_b）は切削速度（v_c）と密接に関係します。図に示すように、
- 地域I：BUEが形成されない低速ゾーン
- 領域II：(v_c)が増加するにつれてBUEの高さが増加する
- 領域III：(v_c)が増加するとBUEの高さは減少する
- 地域IV：BUEフォームなし
構築された縁の影響
（１）有効レーキ角の増加
すくい面に付着したBUEは、工具の実際のすくい角を効果的に増加させ（図を参照）、それによって切削抵抗を低減します。
（２）切断厚さのばらつき
BUE の前面部分は切削刃を超えて伸びており、実際の切削厚さを ( Δ h_D )。BUEが成長するにつれて、（ Δ h_D ) は徐々に増加します。BUE がレーキ面から分離または脱落すると、( Δ h_D ) は急速に減少します。BUE の形成、成長、および剥離は周期的に発生するため、切削厚さの変動は必然的に切削力の変動につながります。
（３）表面粗さの増加
切削刃先から突き出た構成刃先（BUE）の部分は、形状と高さが不規則であるため、加工面の表面粗さが増大する。さらに、BUEの剥離片が加工面に埋め込まれる可能性があり、表面品質をさらに低下させる。
（４）工具寿命への影響
すくい面にしっかりと付着した安定した構成刃先（BUE）は、加工中に一時的に切削刃の代わりとなり、工具の直接摩耗を低減し、工具寿命を延ばします。しかし、BUEがすくい面から繰り返し剥離すると、特に超硬工具の場合、すくい面自体から工具材料の粒子が剥がれ落ち、摩耗が加速し、工具寿命が短くなる可能性があります。
盛り上がり防止対策
構成刃先（BUE）が切削加工に及ぼす影響には、有益な面と有害な面の両方がある。寸法精度や表面仕上げの要求が比較的低い粗加工においては、BUEは一時的な刃先として作用することで切削加工を補助する可能性がある。しかし、仕上げ加工においては、寸法精度と表面の完全性を確保するために、BUEを最小限に抑えるか、あるいは完全に排除する必要がある。
BUEの形成を抑制するために、以下の対策を講じることができます。
- 切削速度を適切に選択し、構成刃先（BUE）が最も形成されやすい中速域を避けてください。
- 切削屑の下面と工具のすくい面との間の摩擦を低減するために、潤滑性能に優れた切削油を使用してください。
- 工具のすくい角を大きくして、すくい面と切りくずの間の圧力を低減してください。
- 加工対象材料の硬度を適切に高めることで、加工硬化傾向を低減させる。
