CNC加工品質を決めるトップ5要因

現在、機械化と自動化が産業発展の主流となっています。さまざまな部品で構成される機械装置の適用プロセスにおいて、一部の部品における協調性や協働性の欠如により問題が発生しやすくなっています。原材料仕様、性能、材料使用、機械振動、クランプ圧力や緩み、プロセスシステムの弾性変形、作業者操作、試験方法、検査員の誤差など、すべてが加工製品の品質に影響を与えます。試作品の品質について語るとき、以下の5つの主要因を思い浮かべるのは難しくありません。

1. オペレーター（作業者）

機械機能がますます複雑になるにつれ、プログラミングと操作担当者のレベルには大きなばらつきがあります。卓越した人間のスキルとコンピュータ情報技術を組み合わせることで、機械を最大限に活用できます。このため、機械オペレーターは装置性能に精通している必要があります。オペレーターが装置性能を十分理解していないと、誤操作により機械部品の摩耗を加速させ、さらには機械損傷を招く恐れがあります。

したがって、多大なメンテナンスコストと長いメンテナンス時間を要します。装置の元の精度を回復するには、工作機械オペレーターが工作機械マニュアルと操作上の注意点を理解・習得し、文明的生産と安全加工を実現する必要があります。加工と生産の全従業員に対する技能研修を強化し、一次・二次加工ポジションを合理的に配置し、要員の品質意識と仕事責任感を向上させることが必要です。

2. 機械（工作機械）

完全な加工システムは工作機械、ワーク、治具、工具で構成されます。加工精度はプロセスシステム全体の精度に関係します。プロセスシステムのさまざまな誤差は、異なる状況下で異なる形で加工公差として現れます。

工作機械精度は試作品品質に影響する重要な要素です。工作機械精度が悪い場合、一部部品が損傷したり部品間の隙間調整が不適切だったりすると、加工中に試作品にさまざまな欠陥が現れます。

したがって、適切な旋削角度、適切な切削量、CNC加工方法の選択だけでなく、工作機械精度が加工品質に与える影響を理解する必要があります。工作機械のメンテナンスは加工品質と生産効率に直接影響します。作業精度確保と作業寿命延長のため、すべての機械を適切にメンテナンスしなければなりません。通常、機械稼働500時間後に一次メンテナンスが必要です。

3. 加工方法

加工方法は多数あり、切削が最も一般的です。切削プロセス中、ワークは力と熱の変化を受け、金属材料の物理的・機械的特性もわずかに硬化するため、工具選択が重要な役割を果たします。

通常、工具材料は加工対象ワーク材料に応じて選択すべきです。そうでなければ、ワーク表面に工具由来のトゲが形成され、ワーク粗さが増大し、同時に表面品質が低下します。工具要因に加え、切削環境と切削加工条件（切削量、切削潤滑など）も加工品質に影響します。

加工プロセスにおいて、加工システムは切削プロセス全体の指揮官です。すべての加工プロセスはシステムに従って実行されるため、加工システムの精度と剛性も加工品質に影響する主要因の一つです。

加工プロセス手配の2原則：

加工分散： 複雑部品を複数工程で製造し、複数の機械で分散加工。

加工集中： 複合機能（旋削・フライス複合、レーザー超音波振動加工、研削、5軸連動など）を備え、すべての工程を1台の機械で完了。ワーク構造分析に基づき、異なる加工方法を用いることも加工品質に影響する重要因子です。

4. 材料

加工材料は一般にプラスチックと金属に分けられます。各材料には固有の特性があります。加工中にワークの要求と用途に応じて適切な材料を選択することも非常に重要です。材料の均質性が良好でなければ、同一部品でも品質が異なる可能性があります。材料硬度が適切な場合、材料が変形しないよう努めるべきです。これらは品質評価の重要な前提条件です。

5. 検査

機械がワークを仕上げた後、検査は顧客納入前の最後の重要なステップです。加工検査では一般に以下の2側面に注意が必要です：

1. 検査手順

検査プロセスには検査工程、関連規定、システム、基準などが含まれます。一般的に、検査プロセスは生産工程での介入と介入方法を検査するもので、初回検査、自主検査、相互検査、専任検査が含まれます。

2. 検査方法

どう検査し、どう検査基準を適用するかを指します。加工部品の検査は一般に機械図面に基づき、検査機器と測定工具で製品を検査します。

伝統的な機械加工検査機器にはマイクロメータ、ダイヤルゲージ、ノギス、直角定規、直線定規、水準器、各種プラグゲージ、リングゲージがあります。より現代的な機械加工検査機器には光学コリメータ、プロジェクタ、三次元測定機、経緯儀、レーザー検出器などがあります。

合格した機械製品検査員は、自社製品に関連する検査機器と測定工具の知識を習得している必要があります。

加工プロセスにおいて、加工品質を管理するには、加工品質が要求を満たさないさまざまな影響要因を理解・分析し、同時に効果的な技術的対策を講じて克服する必要があります。

結論

現代生産レベルの継続的な向上に伴い、機械加工製品の品質要求はますます高まっています。品質管理に総合的な対策を採用することで、装置の耐用年数と稼働寿命の向上、加工プロセスにおける経済効果と省エネの両立を最終的に実現できます。同時に、機械加工品質を確保し、機械加工産業の長期安定的発展を促進する必要があります。