機械加工品質を損なうトップ5の加工誤差

加工誤差は加工精度のレベルを反映します。機械加工プラントにとって、製品品質を確保するための第一歩は、加工時の誤差を管理することです。では、実際の生産現場でよくある加工誤差にはどのようなものがあるのでしょうか？ 詳しく見ていきましょう。

1. 工作機械の製造誤差

工作機械の製造誤差には、主軸回転誤差、ガイドレール誤差、伝達チェーン誤差が含まれます。主軸回転誤差とは、主軸の実際の回転軸が各瞬間において平均回転軸に対してどれだけ変動するかを指し、これが工作物の加工精度に直接影響を与えます。

主軸回転誤差の主な原因は、主軸の同軸度誤差、ベアリング自体の誤差、ベアリング間の同軸度誤差、主軸の巻きつれです。ガイドレールは、工作機械上で各構成要素の相対位置関係を決定する基準であり、工作機械運動のベンチマークでもあります。ガイドレール自体の製造誤差、不均一な摩耗、設置品質がガイドレール誤差の重要な要因です。伝達チェーン誤差とは、伝達チェーンの始端と終端における伝達要素間の相対運動誤差を指します。これは伝達チェーンの各構成要素の製造・組立誤差、および使用中の摩耗によって生じます。

2. 工具の幾何学的誤差

あらゆる工具は切削過程で避けられない摩耗を生じ、工作物の寸法と形状に変化をもたらします。工具幾何学的誤差が加工誤差に与える影響は工具タイプによって異なります：固定サイズ工具で加工する場合、工具の製造誤差が工作物の加工精度に直接影響します；汎用工具（旋削工具など）の場合、製造誤差は加工誤差に直接影響しません。

3. 固定具の幾何学的誤差

固定具の機能は、工作物を工具と工作機械に対して正しい位置に保持することです。したがって、固定具の幾何学的誤差は加工誤差（特に位置誤差）に大きな影響を与えます。

4. 位置決め誤差

位置決め誤差には、主に基準不一致誤差と位置決め副製造不正確さ誤差が含まれます。工作機械上で工作物を加工する際、工作物上のいくつかの幾何学的要素を加工用の位置決め基準として選択する必要があります。選択された位置決め基準と設計基準（部品図面上で面の寸法と位置を決定する基準）が一致しない場合、基準不一致誤差が生じます。

工作物の位置決め面と固定具の位置決め要素が組み合わさって位置決め対を形成します。位置決め対の不正確な位置決めと、位置決め対間の隙間による工作物の最大位置変動により、位置決め副製造不正確さ誤差が生じます。位置決めと製造の不正確さ誤差は、調整法を用いる場合にのみ生じ、試切法では発生しません。

5. プロセスシステム変形による誤差

工作物剛性： プロセスシステムにおいて工作物の剛性が工作機械、工具、固定具に比べて相対的に低い場合、切削力の作用下での工作物の剛性不足による変形が加工誤差に大きな影響を与えます。

工具剛性： 外径旋削工具の被削面法線（y）方向の剛性は非常に大きく、変形は無視できます。小径内径加工では、アーバーの剛性が非常に悪く、アーバーの変形が穴加工精度に大きな影響を与えます。

工作機械部品剛性： 工作機械部品は多くの部品で構成されます。工作機械部品剛性に適した単純な計算方法はなく、現在主に実験的方法で決定されます。工作機械部品剛性に影響する要因は、接触変形の影響、摩擦力の影響、低剛性部品の影響、隙間の影響です。