CNC 加工公差を解説：実際に何を指定すべきか

あらゆる寸法に「±0.01 mm」と書いた図面は、必要以上に高くつく図面である。良い公差指定は、機能を損なわずに CNC コストを下げる最も手軽な方法だ。

結論

図面全体に一般公差（ほとんどの形状には ISO 2768-m）を指定し、嵌め合い・シール・位置決めを制御する機能にのみ厳しい公差を適用する。HC-Mold は、形状・材料・部品サイズにより最高 0.005 mm の公差、最低 Ra 0.4 µm の表面粗さを実現できる。1段階厳しくするごとに、機械加工時間・検査・リスクが増えるため、公差はコストの決定事項でもある。

ポイント

• 一般公差を1つ決め、例外だけを個別指定する。
• 公差は機能のため、習慣のために付けない。
• 材料、サイズ、温度が実現可能性に影響する。
• どのように検査するか、表面処理の前か後かを明記する。

公差とは

公差は寸法の許容変動幅である。嵌め合いと機能を保護し、検査員が合否を判定する基準となる。寸法公差（長さや径）、幾何公差（平面度・位置度・同心度などの GD&T）、表面に関わる公差（表面粗さ）に分類できる。

一般公差：ISO 2768

ISO 2768 は、個別指定のない寸法のデフォルト公差を定める。「f（fine：精密）」と「m（medium：中）」の等級の代表的な線形値を以下に示す。完全な表は規格本体を参照されたい。

基本サイズ	ISO 2768-f	ISO 2768-m
0.5 ～ 3 mm	±0.05 mm	±0.1 mm
3 ～ 6 mm	±0.05 mm	±0.1 mm
6 ～ 30 mm	±0.1 mm	±0.2 mm
30 ～ 120 mm	±0.15 mm	±0.3 mm
120 ～ 400 mm	±0.2 mm	±0.5 mm

タイトルブロックに「一般公差 ISO 2768-m」のように等級を記入し、例外のみを個別指定する。

嵌め合いと公差域：ISO 286

組み合わせる軸と穴には、適当な上下限ではなく嵌め合い等級を使う。たとえば H7 穴は下偏差が 0 で、上偏差はサイズとともに大きくなる。

穴サイズ	H7 公差域（概略）
6 ～ 10 mm	0 ～ +0.015 mm
10 ～ 18 mm	0 ～ +0.018 mm
18 ～ 30 mm	0 ～ +0.021 mm
30 ～ 50 mm	0 ～ +0.025 mm

相手の軸には、必要なすきまに応じて g6 や h6 などの等級を与える。正確な値は規格を確認すること。

公差がコストに与える影響

一般則として、公差が厳しくなるほどコストは急上昇する：

1. 仕上げ切削が遅く、工具交換が増える
2. より慎重な段取りが必要で、1セットあたりの加工数が減る
3. 検査時間が増え、最も厳しい値では CMM と温度管理が必要
4. 不良率リスクが高まる

コスト曲線は非線形であるため、±0.1 から ±0.05 mm への移行より、±0.02 から ±0.005 mm への移行の方が大きい。公差が他のコスト要因とどう関わるかは CNC コストガイドを参照。

実現可能な公差に影響する要因

要因	理由
材料	アルミ、ステンレス、チタン、PEEK は切削時と応力解放時で挙動が異なる
部品サイズ	大物は熱変位が大きい
肉厚	薄肉は切削力で変形する
形状	深穴、細長いシャフト、薄い底面は保持しづらい
段取り回数	異なる段取りで加工した形状は基準精度に依存する
表面処理	陽極酸化やメッキは厚みを増すため、寸法が処理前か後かを明記

HC-Mold は 3/4/5 軸設備で 50 種類以上の材料を加工する。5 軸機では関連形状を1回の段取りで保持できる。 OEM 向け 5 軸 CNCを参照。

公差を適切に指定するには

1. 一般公差を設定する。
2. 機能形状を特定する：嵌め合い面、穴、シール面、基準。
3. 位置度・平面度・同心度が ±よりも機能を表せる場合は GD&T を使う。
4. 部品の使用・検査方法と一致する基準を定義する。
5. 必要な箇所にのみ表面粗さを記入する。
6. 測定方法が重要な場合は測定手法を明記する（例：指定形状の CMM レポート）。
7. 表面処理のある形状には処理前/後を明記する。

よくある公差の間違い

• すべての寸法に一律厳公差
• 材料・サイズ・工程が保持できないほど厳しい公差
• 基準欠落により検査員が推測するしかない
• 射出成形品や鋳物の公差を機械加工品にそのまま転用
• 表面処理厚の忘却
• 機能に必要な以上に細かい表面粗さ

計算例（架空、顧客案件ではない）

アルミ製軸受ハウジングは、20 mm 軸受を収める穴、4つの取付穴、平面のシール面が必要である。適切な図面の例：

• タイトルブロックに一般公差 ISO 2768-m
• 軸受穴 Ø20 H7（概略 0 ～ +0.021 mm）、軸受位置に表面粗さ指示
• 4つの取付穴に、穴軸に対する位置度（各穴に ± を付けない）
• シール面に平面度、その面にのみ粗さ指定
• その他はすべて一般公差

結果として、1つの精密嵌め合い、1つの幾何制御、1つの表面要求となり、数十個の厳しい寸法は不要になる。コストが下がり、検査も容易になる。

検査とレポート

供給者に、どの形状の測定レポートが必要か、何個測定するか（全数・サンプル・初物のみ）、どの手法を用いるかを伝える。指定形状の CMM レポート、初物検査レポート、材料証明書は一般的な要求である。HC-Mold の CNC 試作には検査レポートが付属する。すべての寸法にレポートを求めるとコストが上がるため、重要形状に限定すること。

RFQ に含めるべき項目

一般公差等級と重要寸法を記載した 2D 図面、STEP モデル、材料、数量、表面処理、検査/レポート要件。 CNC RFQ チェックリストを参照。HC-Mold の検査方針は検査ページに記載。CNC 納期は 5～10 日、試作は 3～5 日（部品による）。

よくある質問

HC-Mold はどの程度の CNC 公差を保持できるか？

最高 0.005 mm。形状・材料・部品サイズによる。

CNC 部品の一般公差は何が適切か？

ISO 2768-m が多くの非機能形状に適する。機能上必要な場合のみ ISO 2768-f やより厳しい値を用いる。

厳しい公差は常に高くつくか？

はい。より遅い切削、より慎重な段取り、より多くの検査が必要で、最も厳しい値ではコストは急上昇する。

陽極酸化の前か後か、どちらに公差を適用するか？

図面に明記する。表面処理は厚みを増すため、答えによって機械加工寸法が変わる。

どの程度の表面粗さを実現できるか？

最低 Ra 0.4 µm。形状と材料による。必要な面にのみ指定すること。

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