円筒状のブランクが鋸から外されるとき、その端は平らでも四角でもありません。旋盤でのフェーシングは、これを修正する操作です。一点工具で端を直角にし、平らな基準面を作成し、部品を制御された長さにします。適切な面がなければ、その後のすべての操作で信頼できるデータが得られません。良好な面があれば、旋削、穴あけ、ボーリング、ねじ切りのすべてが強固な基盤を備えています。フェーシングは最も一般的な旋盤加工の 1 つであり、工具の高さ、送り方向、主軸速度に関して最も誤って扱われることが多い作業の 1 つです。この記事では、旋盤におけるフェーシングとは何か、旋削との違い、どの送り方向を選択するか、工具のセットアップ方法、きれいな端面を生成するパラメータ、および精密製造においてそれが重要である理由について説明します。
旋盤の端面とは何ですか?
旋盤におけるフェーシングとは、一点切削工具を使用して回転するワークピースの端面から材料を除去することです。ワークピースはそれ自身の軸を中心に回転し、工具はその軸に垂直に送り、外径から中心に向かって、または中心から外側に向かって送ります。その結果、スピンドル軸に垂直でワークピースの中心線に直角な平らな表面が得られます。
フェーシングは、一般的な加工シーケンスで 3 つのジョブを実行します。まず、きれいな基準面を確立します。鋸カット、鋳造、または鍛造ブランクの端は粗くて不均一であり、フェーシングによって不規則な層が除去されるため、他の寸法の信頼できる開始点が得られます。第 2 に、端から測定されたカットを行うと、部品が図面上で指定された長さになるため、部品の全長を制御します。第三に、必要な表面仕上げを行います。これは、単純なバリ取りエッジから、後でシールまたは合わせ面として機能する細かい面まで多岐にわたります。
フェイシングとターニング: 違いは何ですか?
旋削と端面加工は、同じ工具を使用して同じ機械で行われますが、異なる形状が作成されるため、異なる処理が必要になります。旋削では、工具はスピンドル軸と平行に送り、円筒形の外面を作成します。工具半径がほぼ一定に保たれるため、刃先での切削速度が安定します。旋削加工により、直径、肩部、テーパー、溝が形成されます。フェーシングでは、工具はスピンドル軸に対して垂直に送り、部品の端に平らな円形の面を作成します。
旋削と端面加工を、機械工が管理しなければならない変数全体で比較します。 | アスペクト | 旋回 | 対面 |
| 送り方向 | ワーク軸に平行 | ワーク軸に対して垂直 |
| 生成された表面 | 円筒面 | 平坦な円形端面 |
| 主な目的 | 直径、肩、溝 | 長さ制御、正方形基準面 |
| 切断速度 | カットに沿ってほぼ一定 | 中心でゼロになる |
| 速度制御モード | 固定スピンドル速度は許容可能です | 一定の表面速度が好ましい |
実際の違いは切断速度です。 50 mm バーの外縁から始まるフェーシング工具は、その直径の全表面速度で切削します。中心に到達するまでに切断速度はゼロになります。 CNC 旋盤では、表面速度一定モードにより、工具が内側に移動するにつれてスピンドルの回転数が上昇し、仕上げが均一に保たれます。手動旋盤では、オペレータは変動を受け入れ、鋭利な工具を使って軽く仕上げ加工を行い、面をきれいに保ちます。
端面加工にはどの送り方向を使用する必要がありますか?
加工に関して、外径から中心に向かうか、中心から外側に向かうかほど多くの議論を生むものはほとんどありません。どちらの方向でも機能します。正しい選択は、工具の方向、部品の剛性、および仕上げをどこに最適化する必要があるかによって異なります。
外側から中心への送りは、通常の外径旋削と同じ工具方向を使用するため、従来の選択です。工具は、切削速度が最も高い外刃から始まり、内側に移動します。ツールチップが中心に正確に設定されている場合、面は完全にクリーンアップされます。問題は、中心付近では切断速度がゼロに近づくことです。中心からわずかにずれた位置にあるツールを使用すると、こすれ始め、顔の中央に小さな傷が残ることがあります。
中心から外側に餌を与えると、そのピップを回避できます。工具は中心から始まり外側に移動し、パス全体を通じて刃先の圧縮状態が維持されます。多くの機械工は、特に面全体を滑らかにする必要がある場合や中心穴を尊重する必要がある場合に、仕上げ切削にこれを好みます。欠点は、クロススライド送りを逆転する必要があり、すべてのツールホルダーがそのように設定されているわけではないことです。
実際のルールは簡単です。荒加工には外側から中心へ使用し、フェースの直径全体にわたってきれいにする必要がある場合は、仕上げパスには中心から外側に切り替えます。どちらの場合も、工具を鋭く、先端を中心線上に保ちます。
フェーシングの工具セットアップ
工具のセットアップは、スピンドルが開始する前にフェーシングカットの品質を決定します。工具先端はスピンドルの中心線上に正確に位置する必要があります。中心より下に設定すると、エッジは真の中心点に到達できないため、面の中央にピップが残ります。中心より上に設定すると、同じピップが表示され、ツールが後端でこすれる可能性があります。心押し台の中心に対する工具の高さのチェックには数秒かかり、最も一般的な端面欠陥の 1 つを防ぎます。
剛性は 2 番目の要素です。突き出し量が多すぎる工具、またはフェーシングサービスに押し付けられたボーリングバーは、軸方向の切削力を受けてたわみ、わずかに凹面が残ります。オーバーハングはセットアップで可能な限り短くしてください。より少ない力で切削できるポジ形状のチップを使用し、薄肉ワークに過剰な圧力をかけずに良好な仕上げを実現するには、ノーズ半径を 0.2 ～ 0.4 mm 程度に選択してください。
きれいな面のためのカットパラメータ
ワーク材質の外径における表面速度を選択します。超硬インサートを備えた軟鋼の場合、通常は 100 ～ 150 m/min。アルミニウムの場合、200 ～ 300 m/min。ステンレス鋼の場合、80 ～ 120 m/min。仕上げ加工の送りは 0.05 ～ 0.15 mm/rev、切込み深さは約 0.25 ～ 0.5 mm としてください。
CNC 旋盤では、一定の表面速度を有効にして、工具が中心に近づくにつれてスピンドルが上昇するようにします。これにより仕上がりが均一に保たれます。上昇トルクに耐えられるよう、ワークがしっかりとクランプされていることを確認してください。手動旋盤では、外径に合わせて主軸速度を設定し、送りを軽く保ちます。ガム状の材料の場合、切削液によりチップが面に溶着して表面が裂けるのを防ぎます。
よくある問題とその解決方法
典型的な直面する欠陥、その考えられる原因、および実際の修正。 | 問題 | 考えられる原因 | 実用的な修正 |
| 中心にピップ | 中心線の下または上のツールチップ | 工具の高さを中心に正確に設定 |
| 凹面 | 切削力による工具のたわみ | 突出し量を減らし、ポジ形状チップを使用し、送りを低くする |
| びびり跡 | 剛性が悪い、または速度が悪い | セットアップを強化し、主軸速度を変更し、送りを減らす |
| 破れたり仕上げが粗かったり | 鈍いインサートまたはゴム状の素材 | チップを交換し、切削液を塗布し、送りを減らす |
| 外縁バリ | 材料が端を越えて押し出された | 面取りパスを取得するか、手作業でバリ取りを行う |
直面している欠陥のほとんどは、同じ根本原因、つまり工具の高さ、剛性、または切削パラメータに遡ります。フェースが平らでない場合は、まずたわみを確認してください。ピップがある場合は、工具の高さを確認してください。仕上げが破れている場合は、チップが鈍くなっているか、送りが高すぎます。これらの基本を修正することで、機械の調整よりも多くの直面している問題が解決されます。
精密製造における直面
他のコンポーネントが嵌合する表面が作成されるため、生産においては問題に直面します。ハウジングに装着されるブッシングには、四角くて平らな端面が必要です。ベアリングとギアを配置する段付きシャフトは、正しい位置決めのために面付き肩に依存します。ポートをシールするバルブ ナットは、圧力を保持するためにきれいで平らな面を持っている必要があります。各パーツでは、フェーシング操作によってコンポーネント全体の参照ジオメトリが設定されます。
昆山宏永盛精密金物では、次のような部品の面出しと旋削が日常業務の一部となっています。 精密段付きシャフト ここで、ベアリングとギアが正しく装着されるように、各ショルダー面は軸に対して直角でなければなりません。同じロジックが次の場合にも当てはまります 回転アセンブリ用ブッシュ : 端面が平らで直角でない場合、ブッシングはハウジングに正しく収まらず、組み立てられたユニットに誤差が生じます。などの小さな部品でも、 銅製油圧バルブ調整ナット シール面は油圧下で平らで平行を保つ必要があるため、フェーシングに依存します。
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