「マシニング仕上げ」と「平面研削仕上げ」の分岐点。高精度とコストを両立するVA/VE工法提案

Gマーク（研磨指示）は本当に必要か？ 設計者が知っておくべき「仕上げ加工」の賢い使い分けとコストダウンの勘所

◆「研削は高い」という思い込みと、「マシニングだけ」の限界

「図面全体にGマーク（研磨指示）を入れたら、見積もりが跳ね上がってしまった」

「コストを抑えるため『マシニング仕上げ（フライス仕上げ）』で発注したら、案の定、平面度が出ずに組み付けでトラブルになった」

「この部品のこの面に、本当に研削は必要なのだろうか？」

設計者や調達担当者の皆様にとって、「仕上げ加工」の選定は、品質とコストのバランスを決定づける重要な判断です。

高精度なマシニングセンタが普及した現代において、「マシニングだけで完結させたい」というニーズは高まっています。しかし、私たちが前の記事（[「マシニング加工だけでは到達できない」治具精度の壁]へのリンクを想定）で解説した通り、ミクロン単位の幾何公差（平面度・平行度）や、[マシニング加工で発生する「歪み」]（[「マシニング加工の歪み対策」記事]へのリンクを想定）を根本的に解消するには、「平面研削」という選択肢が不可欠です。

とはいえ、無闇に研削指示を入れることはコストアップに直結します。

では、プロの加工現場は、どこを「マシニング仕上げ」とし、どこから「平面研削仕上げ」と判断するのでしょうか？

本記事では、関東精密が日常的に行っている「VA/VE（価値分析/価値工学）」の視点から、マシニングと平面研削の賢い使い分けと、コストダウンを実現する工法提案の勘所を解説します。

◆マシニング仕上げ vs 平面研削仕上げ 決定的な違い

なぜ、この2つを明確に使い分ける必要があるのでしょうか。それは、加工原理の違いがもたらす「品質（精度）」「表面状態」「コスト」の決定的な違いにあります。

マシニング仕上げの「限界」

マシニング仕上げは、切削抵抗や工具のたわみ（びびり）により、ミクロン単位の「うねり」が必ず発生します。また、熱処理後の硬い材料（HRC50以上）を削ることは、工具の摩耗が激しく、現実的ではありません（あるいは、できたとしても高コストです）。

平面研削仕上げの「価値」

平面研削は、熱処理で硬くなった（HRC60など）材料の「歪み」を取り除きながら、マシニングでは不可能なレベルの「平面度」と「表面粗さ」を創り出すことができます。これは、砥石による「スパークアウト（ゼロカット）」という、抵抗がゼロになるまで面を「ならす」加工によって実現されます。

この特性の違いを理解せず、「安価だから」とマシニングだけで仕上げようとすると品質トラブルを招き、「高精度だから」と全てを研削しようとするとオーバースペック（過剰品質）によるコストアップを招くのです。

◆「使い分け」の判断基準

では、設計者は具体的にどう判断すべきか。関東精密がお客様に工法提案する際の「判断基準」を公開します。

・「マシニング仕上げ」で十分なケース

機能的に高い精度を要求しない箇所は、積極的にマシニング仕上げ（Fマーク指示）にすべきです。

• 筐体・カバー類:

  他の部品と干渉しない外装部品や、内部の保護カバーなど。寸法公差（±0.1mm程度）で十分な場合。

• ブラケット・ベースプレート（非基準面）:

  部品を「固定するだけ」が役割で、その面が位置決めの基準にならない箇所。

• 逃げ（ヌスミ）形状:

  相手部品との干渉を避けるための「逃げ」部分。

・「平面研削仕上げ」が不可欠なケース

一方で、以下の機能を持つ「面」には、コストがかかってでもGマーク（研磨指示）を入れるべきであり、その判断こそが製品の品質を保証します。

• ① 基準面（データム面）:

  （最重要） 組立や検査の「ゼロ地点」となる面。この面が歪んでいると、その上で行うすべての加工・測定・組立が狂ってしまいます。（例：検査治具のベースプレート、装置の取り付け基準面）

• ② 摺動（しゅうどう）面:

  他の部品とスライド接触する面。表面粗さが悪い（マシニング仕上げ）と、摩擦抵抗が大きくなり、早期摩耗の原因となります。滑らかな表面（Ra0.8以下など）が求められます。（例：スライドガイドの当たり面）

• ③ シール面（気密・液密）:

  ガスケットやOリングを挟み、気体や液体の漏れを防ぐ面。わずかな「うねり」（平面度の悪さ）が漏れに直結するため、高い平面度が必要です。

• ④ 熱処理後の高硬度材（HRC50以上）:

  SKD11やSKH51などの金型部品、耐摩耗部品。熱処理（焼入れ）で必ず発生する「歪み」を除去し、要求精度を出すには、研削仕上げが唯一の手段です。

• ⑤ ミクロン単位の幾何公差が指定された面:

  図面に「平面度 0.005」「平行度 0.01」など、マシニングの限界を超える幾何公差が指示されている場合。

◆ VA/VE提案：「高精度」と「コストダウン」を両立させるプロの工法

関東精密は、単に「図面通りに作る」だけではありません。「図面の要求品質」と「コスト」を両立させるための工法提案（VA/VE）を得意としています。

 VA提案：「全部研削」から「必要箇所だけ研削」へ

設計者の方がコストを懸念して精度を妥協しようとしている場合、私たちは逆の提案をすることがあります。

「全面を研削する必要はありません。コストを抑えるため、この“基準面”と“当たり面”の2面だけ、平面研削を入れさせてください」

図面全体を「マシニング仕上げ」にするよりも、機能的に重要な「面」だけをピンポイントで研削する方が、トータルの品質（組立後の精度）は劇的に向上します。この「メリハリ」こそが、真のコストパフォーマンス（＝価値）を高める設計です。

 VE提案：「研削代（取り代）」の最適化

研削加工には、必ず前工程としてマシニングでの「荒加工（研削代残し）」が必要です。この「研削代（取り代）」の管理が、コストダウン（VE）の鍵を握ります。

• ・研削代が多すぎる:

  ・研削時間が長くなり、コストアップに直結します。

• ・研削代が少なすぎる:

  マシニングで生じた加工歪みや、熱処理の歪みを除去しきれず、研削しても精度が出ない（＝不良品）リスクが高まります。

私たちは、材料特性（[マシニングの歪み記事]で解説した残留応力など）や熱処理の変形量を見越し、マシニング段階で「0.1mm～0.3mm」といった「必要最小限かつ安全な研削代」を設定します。これにより、後工程（研削）の工数を最小限に抑え、コストダウンと高精度を両立させます。

 VE提案：「研削」を「高精度マシニング」に置き換える

場合によっては、「研削」をあえて「使わない」提案も行います。

例えば、要求精度が「平面度 0.015mm」（研削には及ばないが、通常のマシニングでは厳しい）といった絶妙なラインの場合。

私たちは、[マシニングの歪み対策]（記事2）で解説した「工程内アニール（歪み取り）」や、クランプ方法（段取り）を工夫した「高精度マシニング」を駆使し、「研削レス（研削なし）」で要求精度を達成する工法を提案することがあります。

これは、研削盤への「載せ替え工数」を削減し、リードタイム短縮と大幅なコストダウンに繋がります。

◆「このGマーク、本当に必要ですか？」とご相談ください

「マシニング仕上げ」と「平面研削仕上げ」は、どちらが優れているか、という話ではありません。コスト、精度、機能、リードタイムといった複数の要求の中で、最適な「解」を導き出すための「手段」です。

• 「この図面のGマーク、オーバースペック（過剰品質）ではないだろうか？」

• 「マシニング仕上げでコストダウンしたいが、精度トラブルが怖い」

• 「熱処理後の歪みと研削代のバランスについて、加工屋の意見が聞きたい」

もし、そのような「仕上げ加工の選定」に関するお悩みがあれば、ぜひ一度、関東精密にご相談ください。

私たちは、マシニングと平面研削の「両方を知り尽くしている」からこそできる、お客様の製品価値を最大化するVA/VE工法をご提案します。図面一枚から、コストと品質の両立を実現するお手伝いをいたします。