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CNC加工の公差を正しく把握することは、製造プロジェクトの成否を左右します。一部のCNCマシンは、±0.0025mmの公差を保持しています。これは人間の髪の毛の4分の1の幅です。そう考えると、かなり印象的です。
CNC加工の標準公差
一般的な公差作業については、ほとんどの工場がISO2768に従っている。この規格では、物事を4つの主要なグループに分けている：細目（f）、中目（m）、粗目（c）、超粗目（v）である。それぞれについて説明する：
- ファイン（f）:ほとんど余裕のない超精密さが必要な場合
- ミディアム (m):正確さと実際に作れることの中間がいい
- 粗い (c):正確な寸法が重要でない部品には問題なく使用できる。
- 非常に粗い (v):基本的な用途で最もゆるい公差クラス
プリントに具体的な公差を記入しない場合、ほとんどのショップでは±0.1mm程度がデフォルトです。しかし、何を作るか、どんな材料を使うかによっては、もっと厳しくなることもあります。
| 公称サイズ範囲 | ファイン（f） | ミディアム (m) | 粗い (c) | 非常に粗い (v) |
| 0.5-3mm | ±0.05mm | ±0.1mm | ±0.2mm | ±0.5mm |
| 3-6mm | ±0.05mm | ±0.1mm | ±0.3mm | ±0.8mm |
| 6-30mm | ±0.1mm | ±0.2mm | ±0.5mm | ±1.2mm |
| 30-120mm | ±0.15mm | ±0.3mm | ±0.8mm | ±2.0mm |
CNC加工のトレランシングガイドライン
両側公差は両方向に働きます。部品が目標よりも大きくなったり小さくなったりする可能性があります。つまり、±0.06mmということは、あなたが要求したものより0.06mm小さかったり、大きかったりする部品ができる可能性があるということです。
一方的な公差は一方向にしかありません。あるサイズより小さくできない穴や、大きくできないシャフトが必要な場合があります。そこで片側公差が役に立ちます。
限界公差は、単に範囲をストレートに示すだけだ。15mmと15.5mmの間ならどこでもいい」と言うようなものだ。単純明快だ。
機械加工公差のための表面粗さの考察
表面仕上げは、みんなが思っている以上に重要だ。標準的なCNC加工では、通常、平らなものでは約63マイクロインチRa、曲面では125マイクロインチRaが得られます。
より滑らかなものをお望みですか？追加のステップが必要です：
- 研磨で鏡面仕上げ
- 研磨は人の目に触れる部分には効果的
- 互いに摺動する表面用の特殊工具
幾何学的寸法と公差
GD&Tは、基本的なプラスマイナスの公差をはるかに超えたものです。単に「この寸法はX±Yである必要がある」というだけでなく、どの程度平らであるか、どの位置に穴が開いているか、実際にどの程度丸いかを管理します。
大きなものを見ることができる：
真のポジション:穴やフィーチャーが基準点に対してどの位置にあるかを正確に制御します。MMC（最大材料条件）またはLMC（最小材料条件）を使用して、公差が適用されるタイミングを定義します。
平坦性:表面の反りを抑える。機械加工後に反るような薄い部品には本当に重要。
円筒度:穴が卵型や先細りではなく、実際に丸くまっすぐであることを確認する。
集中力:ある丸い形状の特徴と、別の丸い形状の特徴を完全に一致させる必要がある場合。
垂直性:サーフェス同士がどの程度正対するかをコントロールする。正しく組み立てる必要があるパーツには重要です。
なぜ高精度・高精度加工なのか？
0.001″のような超厳密公差を追い求めると、すぐに高くつく。工具の磨耗が早くなり、サイクルに時間がかかり、より多くの検査が必要になります。大量生産の場合、これは本当に加算されます。
高精度加工は通常の機械加工とは異なる：
- セットアップとプログラミングに時間がかかる
- 専用の切削工具が必要
- より多くの検査と測定が必要
- 温度管理された環境が必要
特別なプロセスが必要なこともある：
- 標準的な機械加工では対応できない複雑な形状のワイヤーEDM
- 本当に滑らかでなければならない表面の研磨
- CMM検査ですべてが規格内であることを確認
品質管理と文書化のオプション
最近のショップでは、部品をチェックするためのかなり洗練された方法がある：
測定ツール:三次元測定機は、一度に複数の寸法をチェックすることができ、通常の測定器では見逃す可能性のある問題をキャッチすることができます。
事務処理:
- 自動車および航空宇宙産業の顧客向けのPPAP文書作成
- 部品が仕様に適合していることを証明する適合証明書
- 新規雇用の第一条検査
- 実際にどのような合金を手に入れたかを示す材料証明書
ISOの人々も規格を更新している。ISO/DIS 2768は、古いISO 2768-1:1989規格に取って代わるもので、間もなく発行される。
| 公差タイプ | スタンダード・アプリケーション | 精密レンジ |
| 標準CNC | 一般製造業 | ±0.1mm |
| 精密CNC | 重要部品 | ±0.02mm |
| 超高精度 | 航空宇宙/医療 | ±0.005mm |
結論
いいか、公差は多くの人が思っている以上に重要なんだ。公差は、設計図に書かれた単なるランダムな数字ではない。公差を間違えると、部品が合わなくなったり、最悪の場合、現場で不具合が発生するまでうまく機能しなくなったりします。ISO 2768は、ほとんどの状況において素晴らしい働きをしますが、より深く掘り下げる必要がある場合もあります。
この仕事に何年も携わってきて、私が学んだことがある。確かに、本当に必要であれば驚くほど厳しい公差を保つことはできるが、実際にそうしているかどうか自問してみてほしい。小数点以下が1つ増えるごとに、本当のお金がかかるのだ。
自分たちのやっていることを実際に理解している機械工場を見つけなさい。あなたがこだわりすぎているときと、こだわりすぎていないときを教えてくれる人がいる。それだけで全然違う。
標準的なCNC加工で期待される公差は？
まともなショップであれば、汗をかかずに±0.1mmを達成できるところがほとんどだ。もし±0.02mmより厳しい精度が必要なら、もっと高く、もっと長く待つことになる。
CNCで可能な最も厳しい公差は？
私は、適切な設備で適切な部品で±0.0025mmを保持するショップを見てきました。0.0001″を超えると特殊な領域に入り、コストが一気に跳ね上がります。
なぜ人々はISO2768に言及し続けるのか？
誰もが時間を節約できるからだ。いちいち寸法に公差をつける代わりに、規格を参照するだけでいい。
公差が厳しいとコストは高くなるのか？
いつでも。公差が厳しいと、送りが遅くなり、工具交換が頻繁になり、常に検査が必要になり、スクラップ率が高くなります。公差を厳しくするのは、実際に重要な部分だけにしてください。
図面にGD&Tを使用すべきでしょうか？
標準公差で対応できない場合のみ。フィーチャー間の形状、位置、向きを制御する必要がある場合は、GD&Tが有効です。そうでない場合は、シンプルに。
参考文献
- 国際標準化機構。(2025).ISO/DIS 2768 - 幾何学的製品仕様（GPS）-寸法公差。取得元 https://www.iso.org/standard/85741.html
- 国際標準化機構。(2022).ISO 2768-1:1989 - 一般公差 - 第 1 部：直線及び角度寸法の公差.取得元 https://www.iso.org/standard/7748.html
- アメリカ機械学会。(2024).ASME Y14.5-寸法公差工学図面および関連文書の実務。
- エンジニアズ・エッジ(2025).一般的なISO幾何公差。ISO 2768による。から取得 https://www.engineersedge.com/mechanical,045tolerances/general_iso_tolerance_.htm
- DIN規格。(2025).DIN ISO 2768に対する一般公差。取得元 https://dau-components.co.uk/wp-content/uploads/2025/02/General_Tolerances_-DIN_-ISO_-2768.pdf