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2、加工精度誤差の原因

1. 加工原理誤差

加工原理誤差とは、近似的な刃先形状または近似的な伝達関係を使用して加工することによって生じる誤差を指します。加工原理誤差は、ねじ、歯車、および複雑な表面の加工でよく発生します。

例えば、インボリュート歯車を加工するために使用される歯車ホブは、ホブの製造を容易にするために、インボリュート基本ウォームの代わりに、アルキメデス基本ウォームまたはノーマルストレートプロファイル基本ウォームを使用するため、歯車のインボリュート歯形に誤差が生じます。例えば、モジュールウォームギアを旋盤加工する場合、ウォームギアのピッチがウォームギアの円周（つまり、m π）に等しいという事実（ここで、mはモジュール、πは無理数）のため、旋盤の交換ギアの歯数は限られています。交換ギアを選択する場合、πは近似分数値（π=3.1415）に変換して計算することしかできず、これにより、工具がワークピースの成形運動（スパイラル運動）において不正確になり、ピッチ誤差が発生します。

加工では、生産性と経済性を向上させるために、理論誤差が加工精度要件（つまり、10％〜15％の寸法公差）を満たすことを条件に、一般的に近似加工が使用されます。

2. 調整誤差

工作機械の調整誤差とは、不正確な調整によって生じる誤差を指します。

3. ジグの製造誤差と摩耗

ジグの誤差は主に以下を指します:

(1) 位置決めコンポーネント、工具ガイドコンポーネント、インデックス機構、およびクランプの詳細における製造誤差;

(2) ジグ組み立て後の、上記のさまざまなコンポーネントの作業面間の相対的な寸法誤差;

(3) 使用中のジグの作業面の摩耗。

4. 工作機械誤差

工作機械誤差とは、工作機械の製造誤差、設置誤差、および摩耗を指します。これには主に、工作機械ガイドレールの案内誤差、工作機械主軸の回転誤差、および工作機械伝達チェーンの伝達誤差が含まれます。

(1) 工作機械ガイドレールの案内誤差

1) ガイドレールの案内精度 - ガイドレール対の可動部の実際の運動方向が理想的な運動方向に一致する程度。主に以下を含みます:

① 水平面でのガイドレールの真直度 Δ Y および垂直面での真直度 Δ Z（曲げ）;

② 前後ガイドレールの平行度（歪み）;

③ 水平および垂直面におけるガイドレールと主軸回転軸との間の平行度または垂直度誤差。

2) 切削加工に対するガイドレール案内精度の影響

主に、ガイドレール誤差によって生じる工具とワークピースの相対的な変位を誤差感受性方向で考慮します。旋削中の誤差感受性方向は水平方向であり、垂直方向の案内誤差によって生じる加工誤差は無視できます。中ぐり加工中の誤差感受性方向は工具の回転とともに変化します。平削り加工中の誤差感受性方向は垂直方向であり、ベッドガイドレールの垂直面での真直度は、表面の真直度と平面度誤差を引き起こします。

(2) 工作機械主軸の回転誤差

工作機械主軸の回転誤差とは、実際の回転軸が理想的な回転軸からずれることを指します。主に、主軸端面の振れ、主軸半径方向の振れ、および主軸の幾何軸傾斜スイングが含まれます。

1) 加工精度に対する主軸端面の振れの影響:

① 円筒面の加工では影響なし;

② 端面の旋削または中ぐり加工を行うと、端面と円筒軸の間に垂直度誤差または平面度誤差が生じます;

③ ねじ加工を行うと、ピッチサイクル誤差が生じます。

2) 加工精度に対する主軸半径方向の振れの影響:

① 半径方向の回転誤差が、その実際の軸のy軸座標方向における調和線形運動として現れる場合、中ぐり盤で穴を開けると楕円形の穴になり、真円度誤差は半径方向の振れ振幅になります。そして、旋盤で生成された穴にはほとんど影響がありません;

② 主軸の幾何軸が偏心運動を行う場合、工具先端から平均軸までの距離に等しい半径の円が、旋削と中ぐりの両方で得られます。

3) 加工精度に対する主軸の幾何軸傾斜角スイングの影響:

① 幾何軸が平均軸に対して空間内で特定の円錐角を形成する円錐軌道であり、各断面から見ると、平均軸を中心とした幾何軸の偏心運動に相当し、軸方向から見ると、偏心値は場所によって異なります;

② 幾何軸が特定の平面内でスイングし、各断面から見ると、実際の軸が平面内で単純調和直線運動をしていることに相当し、軸から見ると、ジャンプの振幅は場所によって異なります;

③ 実際には、主軸の幾何軸の傾斜角スイングは、上記の2つの重ね合わせです。

(3) 工作機械伝達チェーンの伝達誤差

工作機械伝達チェーンの伝達誤差とは、伝達チェーンの最初と最後の伝達コンポーネント間の相対運動誤差を指します。

5. 応力下のプロセスシステムの変形

プロセスシステムは、切削力、クランプ力、重力、および慣性力の作用下で変形し、調整されたプロセスシステムのコンポーネント間の相互関係を破壊し、加工誤差を引き起こし、加工プロセスの安定性に影響を与えます。主に、工作機械の変形、ワークピースの変形、およびプロセスシステムの全体的な変形を考慮します。

(1) 加工精度に対する切削力の影響

工作機械の変形のみを考慮すると、シャフト部品の加工では、工作機械の力変形により、ワークピースは両端が厚く中央が薄いサドル形状になり、真円度誤差が生じます。ワークピースの変形のみを考慮すると、シャフトタイプの部品の加工では、ワークピースの力変形により、加工後にワークピースは両端が薄く中央が厚いドラム形状になります。穴タイプの部品の加工では、工作機械またはワークピースの変形を個別に考慮すると、加工後のワークピースの形状は、加工されたシャフトタイプの部品の形状とは逆になります。

(2) 加工精度に対するクランプ力の影響

ワークピースをクランプする場合、ワークピースの剛性が低いか、クランプ力が不適切なため、ワークピースは対応する変形を受け、加工誤差が発生します。

6. 切削工具の製造誤差と摩耗

工具誤差が加工精度に与える影響は、使用する工具の種類によって異なります。

(1) 固定サイズ工具（ドリルビット、リーマ、キー溝フライス、丸型引き抜き工具など）の寸法精度は、ワークピースの寸法精度に直接影響します。

(2) 成形切削工具（成形旋削工具、成形フライス、成形研削砥石など）の形状精度は、ワークピースの形状精度に直接影響します。

(3) 開発された切削工具（歯車ホブカッター、スプラインホブカッター、歯車成形カッターなど）の刃先形状誤差は、加工面の形状精度に影響を与える可能性があります。

(4) 一般的な切削工具