図面なし部品を“切削加工で”正しく再現する。リバースエンジニアリング×加工戦略の実務

はじめに：復元精度は“加工工程設計”で決まる

リバースエンジニアリング（以下RE）は、3DスキャンやCAD化に注目が集まりがちですが、『最終的な精度・寿命・コストは切削加工の工程設計が支配』します。とくに図面のない部品を現物から再製作する場合、データ化よりも難しいのは、

• どの基準（データム）を再構築するか

• どの順序で“歪み・応力・熱”を制御するか

• どの公差を「作る」か

という、『加工の意思決定』です。本稿では、RE案件を“切削加工の視点”で成功させる実務ノウハウを体系化します。

 

第1章：データム再構築 ― 加工の起点を間違えない

1-1. 現物基準の読み解き

摩耗していても、『設計者が意図した基準面・基準穴・軸』は痕跡として残っています。スキャンメッシュと接触測定（CMM）を突き合わせ、以下を抽出します。

• 回転体：『中心軸』の推定（真円・同軸の再生）

• 箱モノ：『一次・二次・三次基準面』の再定義

• 治工具：『ワーク基準』と『機械基準』の分離

1-2. データム優先度の付与

機能連鎖（どの寸法が機能を決めるか）に基づき、加工公差を配分。『測定しやすい基準より、機能起点の基準を優先』します。例：

• 伝達軸 → 軸心（A基準）＞キー溝（B）＞端面（C）

• スライド部 → ガイド面（A）＞相手部品当たり面（B）＞固定穴（C）

第2章：荒・中・仕上の“熱と応力”設計

2-1. 取りしろと順序

REでは現物の歪み・摩耗を補正するため、『取りしろ設計』が重要。素材取り→荒→半仕上（応力解放）→仕上の順序で、『基準を崩さず』追い込みます。

• 荒取り：+0.5～1.5mm相当（形状・材に依存）

• 応力解放：自然時効 or 低温応力除去焼鈍

• 半仕上：基準を作り直し、残しろ0.1～0.3mm

• 仕上：温度安定下で最終公差へ

2-2. 熱のマネジメント

切削熱は歪みと寸法変動の主因。以下を徹底します。

• 『クーラントの最適化』：粘度・供給量・ノズル角度

• 『工具突き出し最小化』：びびり源の除去

• 『切削条件の分割』：深削り連続より、浅切込み多回で熱滞留を回避

第3章：切削加工機の使い分け（5軸／マシニング／NC旋盤）

3-1. 5軸マシニング：基準一貫と段取り削減

複雑形状や多面基準は5軸で『基準一貫』を確保。段取り回数を減らすことで、基準ずれを抑えつつコストも圧縮。

• 同時5軸：曲面補正やスクリュー形状の再現

• 3+2軸：多面穴ピッチ・位相の一括加工

3-2. NC旋盤：同軸度と真円度を“作る”

回転体は『一チャック内で完結』が原則。荒→中→仕上で『芯振れ補正』を逐次行い、キー溝・割り溝は『同一基準の後工程』で加工。

3-3. 複合加工：工程内での相関公差管理

ミルターニングにより、旋削→フライス→穴あけを一気通貫。位相角・ピッチ円の誤差が縮小し、『相手部品との嵌合率』が向上します。

 

第4章：工具・ホルダ・CAMの三位一体

4-1. 工具選定

• 高硬度材：微粒超硬＋コーティング（AlTiN等）

• ステン：逃げ面熱対策（耐溶着性コート）

• 樹脂・非鉄：高刃角・鏡面逃げ

4-2. ホルダ戦略

コレット／油圧／熱収縮を使い分け、『振れ精度3μm以下』を狙う。突き出し最短・干渉回避は5軸のシミュレーションで事前検証。

4-3. CAM要点

• 荒取り：HSM（高速高送り）で熱と工具負荷分散

• 仕上げ：等高線＋等ピッチで表面性状安定

• トロコイド加工：薄肉・深溝で変形抑制

第5章：公差を“再設計”する ― 現実適合の考え方

REはコピーではなく再設計。元の図面が無い以上、『“機能に効く公差のみ厳守”』が鉄則です。

• 嵌合部：はめあい等級選定（例：H7/g6→H8/f7）

• 位置度：組立治具の実力に合わせ最適化

• 面粗さ：必要面以外は緩和（Ra6.3→12.5）

→ 無意味に厳しい指定は『コスト爆弾』。現物の機能要件をもとに『合理的な公差体系』を設計します。

 

第6章：検査は“加工と同じ基準”で行う

測定の失敗は、『加工基準と検査基準の不一致』から生まれます。

• セッティング治具で加工時と同一拘束条件を再現

• CMM測定は温調後に実施（ワーク・室温安定）

• GD&T（幾何公差）で“機能評価”を行う（同軸度・位置度・平面度）

『合否の前に、機能を測る。』 これがRE品質の本質です。

第7章：ケーススタディ（切削加工焦点）

7-1. 搬送装置のローラー（Φ60×300、SUS）

• 課題：偏摩耗と振れ。図面なし。

• 解：5軸で一次基準と二次基準を同一段取り化／旋盤内でセンタ再定義

• 結果：同軸度0.01、総振れ0.02。振動が消え寿命2倍

7-2. ポンプハウジング（鋳物、薄肉箱モノ）

• 課題：仕上で歪み、嵌合漏れ

• 解：荒後に応力除去→半仕上→仕上。トロコイドで熱負荷低減

• 結果：平面度0.02／面粗さRa1.6、漏れゼロ

7-3. タレット治具ベース（SK材、焼入れ）

• 課題：位置度バラつき

• 解：焼入れ前加工→焼入れ→研削＋仕上げミーリングで位置度追い込み

• 結果：位置度0.01、段取り時間30%短縮

• 第8章：費用と納期の目安（切削加工中心RE）

• 『単品（旋削主体、簡易）：2～3週間／数十万円』

• 『多面5軸＋検査成績書：3～5週間／数十万～100万円台』

• 『複合・熱処理・表面処理込み：4～8週間／案件により』

※ 形状・材質・機能要件で大きく変動。『公差の合理化』がコスト最適化の最短路です。

 

まとめ：REを“加工の言葉”に翻訳せよ

図面のない部品を現物から再製作するREは、『加工現場の意思決定』で勝敗が決まります。データムの再構築、熱と応力の制御、機械・工具・CAMの三位一体、そして“機能に効く公差”だけを作る勇気。これらを徹底したとき、『切削加工は最強の復元手段』になります。