CNC加工の現場トラブル30選：原因と対策の完全ガイド
CNC加工現場では様々な問題に遭遇します。この30項目をマスターすれば、あなたの加工業務に必ず役立つでしょう。
- 切削温度への影響：切削速度、送り速度、切込み深さ。
切削力への影響：切込み深さ、送り速度、切削速度。
工具寿命への影響：切削速度、送り速度、切込み深さ。
- 切込み深さを2倍にすると、切削力は2倍になる。
- 送り速度を2倍にすると、切削力は約70%増加。
- 切削速度を2倍にすると、切削力は徐々に減少。
- つまりG99使用時、切削速度が大きくなっても切削力はあまり変わらない。
- 切削力は切りくず排出状態と切削温度が正常範囲内かで判断可能。
- 実測値Xと図面直径Yの差が0.8超、かつ凹アーク加工で0.8超の場合、副偏角52°のバイト（一般的な35°先端角、93°のバイト）でR加工すると、開始位置で工具が干渉する可能性がある。
- 切りくず色で見る温度目安
- 白色：200℃未満
- 黄色：220〜240℃
- 濃青：290℃
- 青色：320〜350℃
- 紫黒：500℃超
- 赤色：800℃超
- FANUC Oi MTC一般的デフォルトGコード
- G69：不明確
- G21：メトリック寸法入力
- G25：主軸回転変動検出無効
- G80：固定サイクルキャンセル
- G54：座標系デフォルト
- G18：ZX平面選択
- G96（G97）：定周速制御
- G99：回転当たり送り
- G40：工具ノーズR補正キャンセル（G41 G42）
- G22：ストアードストロークチェックオン
- G67：マクロモーダル呼出キャンセル
- G64：不明確
- G13.1：極座標補間モードキャンセル
- 外部ねじは一般的に1.3P、内部ねじは1.08P。
- ねじ切り回転数 S = 1200/ピッチ × 安全係数（通常0.8）。
- 手動工具ノーズR補正式：下から上へ面取り：Z = R×(1-tan(a/2))、X = R×(1-tan(a/2))×tan(a)。上から下へ面取りの場合は符号反転。
- 送りを0.05増やすと、回転数を50〜80回転下げる。これは回転数低下で工具摩耗が減り、切削力増加が緩やかになるため、送り増加による切削力・温度上昇影響を相殺するため。
- 切削速度と切削力は工具への影響が極大。過大切削力が工具欠けの主原因。
切削速度と切削力の関係：切削速度が速いほど送りは変わらず切削力は緩やかに減少。同時に切削速度が速いと工具摩耗が早まり、切削力が増大、温度上昇、切削力と内部応力が刃先耐力を超えると工具欠け発生（温度変化による応力と硬度低下も原因）。
- CNC加工時に特に注意すべき点：
- (1) 国内エコノミーCNC旋盤では一般三相誘導電動機をインバータで無段変速。機械的減速がない場合、低速域で主軸出力トルクが不足しがち。切削負荷過大でボーリングバーが引きずり込まれやすい。一部機械はギヤで解決。
- (2) 可能な限り1本の工具で1部品または1シフトの加工を完了。大物仕上げ加工では特に、中途工具交換を避け、1回で加工完了できるよう注意。
- (3) CNC旋削でねじ切り時、できるだけ高速を用い高品質・高効率生産を図る。
- (4) できるだけG96を使用。
- (5) 高速加工の基本概念：送りを熱伝導速度以上にし、切削熱を切りくずと共に排出し、切削熱をワークから隔離、ワークを非加熱または微小加熱に保つ。したがって高速加工では非常に高い切削速度と高送り、小さい切込みを組み合わせる。
- (6) 工具ノーズR補正に注意。
- よく使用される資料：
- 被削材被削性分類表
- 一般ねじ切り回数と切込み目安
- 一般幾何計算式
- インチ-ミリ変換表
- 溝入れ加工で振動と工具折損が頻発。根本原因は切削力増大と工具剛性不足。工具突出し短く、逃げ角小さく、刃面積大きいほど剛性向上。溝工具幅広いほど耐えられる切削力大だが、その切削力も増大。逆に狭い溝工具は耐えられる力小さいが切削力も小さい。画像
- 溝入れ時の振動原因：
- (1) 工具突出し長すぎで剛性低下。
- (2) 送り過小で単位切削力が増大し大振動発生。式：P = F/切込み深さ×f （P：単位切削力、F：切削力）。回転過大でも振動。
- (3) 工作機械剛性不足：工具が切削力に耐えても機械が耐えられない。つまり機械が動かない。一般に新機械ではこの問題なし。この問題がある機械は古いか、酷使されている。
- 加工開始時は寸法良好でも、数時間後寸法変化・不安定になる。原因：工具新品時は切削力小さいが、加工継続で工具摩耗し切削力増大、ワークがチャック上でズレるため寸法不安定化。
- G71使用時、PとQの値はプログラム全体のシーケンス番号を超えられない。超えるとアラーム：G71〜G73コマンドフォーマット誤り（少なくともFANUCでは）。
- FANUCシステムのサブプログラムには2形式あり：
- (1) P000 0000の最初3桁が繰り返し回数、最後4桁がプログラム番号。
- (2) P0000L000の最初4桁がプログラム番号、最後3桁のLが繰り返し回数。
- 円弧始点不変、終点をZ方向にa mmオフセットすると、円弧底径はa/2オフセット。
- 深穴ドリル加工時、ドリル切りくず溝を研がないことで切りくず排出を促進。
- ボーリングバーで穴加工時、ドリルを回転させて穴径変更可能。
- ステンレスセンター穴やステンレス穴加工時、ドリルやセンタードリルの芯を小さくする必要あり。そうでないと切削不能。コバルトドリル使用時も溝を研がないことで焼きなまし防止。
- 工程により一般的に3タイプの材料取り：1材1品、2材1品、全長1品。
- ねじ切りで楕円になる場合、材料が緩い可能性。一刃バイトで数回追い切り。
- マクロプログラム入力可能なシステムでは、マクロでサブプログラムサイクルを置換可能。プログラム番号節約と煩雑さ回避。
- ドリルでリーマ加工時に穴が大きく振れる場合、フラット底ドリルでリーマ加工可能。ただしツイストドリルは短くして剛性向上させること。
- ボール盤でドリル直接穴あけ時、穴径ズレる可能性。だがボール盤で穴拡大する場合、一般的に穴径ズレは小さい。例：10mmドリルでボール盤拡大時、拡大穴径は一般的に約3線公差。
- 旋盤小穴（貫通穴）加工時、切りくずを連続カールさせて後方排出させるよう努める。
切りくずカールのポイント：
- (1) バイト位置を適切に上げる。
- (2) 適切な刃傾斜、切削量、送り速度。バイトを低くしすぎると切りくずが折れやすい。副偏角が大きければ切りくず折れても工具バーに絡まない。副偏角が小さすぎると切りくず折れ後に工具バーに詰まり危険。
- 穴内工具バー断面が大きいほど振動しにくい。強力ゴムバンドを工具バーに巻くと、振動吸収に一定効果あり。
- 銅穴旋削時、バイト先端Rを適度に大きく（R0.4〜R0.8）できる。特にテーパー下加工時、鉄部品は問題なくても銅部品は非常に詰まりやすい。
製造プロセス