CNC マシンで達成できる精度は非常に高いものです。特定の機械には、最大 +/-0.0025mm の精度を達成する能力があります。 CNC マシンで最高の精度でコンポーネントをフライス加工するには、多額の資金と時間を投資する必要があります。それでも、最高品質の結果が得られます。この要因は、機械加工の公差を決定します。さまざまなコンポーネントにはさまざまなレベルの精度が必要であるため、設計者が各コンポーネントに必要な特定の公差を特定することは、組織にとって最善の利益となります。
公差とは
To put it more simply, tolerances are measures that indicate the amount of accuracy that is required for an item that you want to fabricate. To be more specific, machining tolerances denote the amount of allowable fluctuation in an item’s final dimensions or predicted values.
機械工は数値を使用して公差を測定し、多くの場合、± のような記号を伴います。たとえば、長さが 2.550 インチのコンポーネントの場合、±0.001 インチの公差を適用することを決定できます。これは、完成品の長さが 2.549 インチから 2.551 インチの間で異なる可能性があることを意味します。高さ 1.5 インチのコンポーネントの公差が ±0.005 インチであるとします。その場合、品質検査の資格を得るには、完成したコンポーネントが 1.495 インチから 1.505 インチの間に収まる必要があります。
製品を作成する際、メーカーと CNC 加工サービスは、指定された加工公差に基づいて、使用する適切な精度レベルを決定する場合があります。製造の世界ではより厳しい公差と呼ばれる誤差の許容範囲が小さい場合、より高い精度が必要になります。公差が大きくなればなるほど、緩いとも言えますが、必要な精度は低くなります。
CNC 加工における公差の一般的な種類
製品の測定値を決定する際には、工学的公差が不可欠であり、絶対に満たす必要があります。クライアントが特定の公差要件を提供しない限り、コンポーネントは通常、一般的な公差等級に従って製造されます。
CNC 機械加工に引き渡す前に、設計者はまず、必要な特性に対するコンポーネントの公差を確立する必要があります。これにより、顧客満足度が保証され、CNC マシン ショップでの工具交換に関連する費用が削減されます。
私たちが話すとき 適切な機能とは、各寸法の公差設定が不要であることを指しています。これは、各メトリックに仕様を追加すると非常に高価なコンポーネントになるため、意図した逆の影響を及ぼします。
通常、他のパーツと組み合わせるために必要なコンポーネントの要素に対してのみ指定します。これが完了したら、コンポーネントが意図したとおりに機能し、アセンブリ内で互いに適合することを確認します。以下は、機械加工された部品に適用されるさまざまな公差の概要です。
一般公差
| 直線寸法範囲 (mm) | f（ファイン） | メートル (ミディアム) | C（粗い） | V (非常に粗い) |
| 0.5 ～ 3 | +0.05 | +0.1 | +0.2 | – |
| 3 を超えて 6 まで | +0.05 | +0.1 | +O.3 | +0.5 |
| 6 歳以上 30 歳まで | +0.1 | +0.2 | +0.5 | +1.0 |
| 30 を超えて 120 まで | +0.15 | +0.3 | +0.8 | +1.5 |
| 120 を超えて 400 まで | +0.2 | +0.5 | +1.2 | +2.5 |
| 400 を超えて 1000 まで | +0.3 | +0.8 | +2.0 | +4.0 |
| 1000を超えて2000まで | +0.5 | +1.2 | +3.0 | +6.0 |
| 2000 を超えて 4000 まで | – | +2.0 | +4.0 | +8.0 |
線形および角度の測定基準、面取り、およびその他の丸みを帯びた特徴はすべて、一般公差を使用して記述できます。これらの公差は、4 つの異なるクラスの標準公差を定義します。各クラスは、コンポーネントの寸法の範囲に基づいています。
これらの分類は、さまざまな公差レベルを非常に粗く、粗く、中程度、細かく分類するチャートに配置されています。
国際規格は、特定の寸法ブラケットに対して指定された各公差の範囲を提供します。これらの国際規格は、EN 20286、ISO 286、JIS B 0401、ISO 1829、ANSI B4.1、ISO 2768、および ANSI B4.2 です。
限界公差
限界公差は、特定の寸法に許容される最小値と最大値として表されます。アセンブリに関して、作成されたコンポーネントの適切な寸法は、これら 2 つの位置の間にある必要があります。
たとえば、測定の限界公差が 12 ～ 12.5 ミリメートルと指定されている場合、最終結果はこれら 2 つの限界の中間のどこかに収まる必要があります。
一方的な許容範囲
一方的な公差の実践では、許容値の範囲は一方向にのみ定義されます。別の意味では、公称と見なされる値の片側の変動のみを許可します。
たとえば、直径 70 mm のシャフトを同じサイズの穴に挿入する必要があるとします。シャフトの直径が 70 mm よりわずかに大きいとします。その場合、穴に差し込めなくなります。
そのため、直径70ミリを超えるシャフトは使用できません。これにより無駄が増え、ターンアラウンドタイムが長くなります。
この問題を回避するために、これらのコンポーネントには一方的な公差が適用されます。このシャフトには、70 +0.00/- 0.05 mm の公差範囲が合意されています。許容されるシャフトの最大直径と最小直径は、それぞれ 70.00 mm と 69.95 mm でこの範囲内にあります。
一方的な許容範囲を使用することの多くの利点の 1 つは、簡単に確認できることです。寸法が片側のみ変化し、上部の値は同じままであるため、碁ゲージを標準化できます。これにより、より迅速かつ少ない労力で検査を行うことができます。
二国間公差
公称値または実際のプロファイルの左右両方の公差は、「両側性」として知られています。公称値が 30 ミリメートルの場合、両側で +/- 0.05 ミリメートルの公差は、29.95 ミリメートルから 30.05 ミリメートルの範囲を示します。
幾何学的寸法と公差 (GD&T)
寸法公差の標準は、幾何学的な寸法と公差 (GD&T) を使用することによって改善される場合があります。最終値が指定された制限内に収まることを保証するだけでなく、同心度、滑らかさ、および真の位置の寸法プロパティも指定します。
最終的な測定値が受け入れられるには、これらの基準に準拠する必要があります。 GD&T は他の公差ほど一般的ではありませんが、CNC 製造では重要です。 GD&T は、いくつかの特性の寸法精度を確保するためのオプションを提供します。これは、通常、要件が厳しいこれらの部品に特に役立ちます。
加工公差に影響を与える要因
公差を設定する際には、考慮に入れる必要があるさまざまな要素がたくさんあります。これらのいくつかの例を次に示します。
素材
プロジェクトの機械加工公差を決定するときは、使用する材料を考慮する必要があります。さまざまな材料で達成できる公差の量は、材料自体の特性を含むさまざまな要因に左右されます。これらの側面の例を次に示します。
- 硬度: 軟らかい材料をより厳しい公差で加工することは、その難易度が高くなるため、難しい場合があります。これは主に、切削工具が接触したときに寸法が変化する可能性があるためです。この柔らかいコンシステンシーの素材で作業する場合は、より多くの忍耐力を行使する必要があります。
- 研磨性: 粗くてザラザラした素材は切削工具では扱いにくいことが多く、機器の摩耗が早まる可能性さえあります。これらの材料の性質上、切削工具を変更すると精度が低下する可能性があるため、特定の公差を得ることは困難です。研磨材を扱う場合、技術者は機械加工中に何度も工具を交換するのが一般的です。
- 熱安定性: 金属以外のほとんどの材料がこの問題の影響を受けます。機械加工の過程で温度が上昇すると、これらの材料は変形し始め、元の形状を失います。このため、その特定の素材に使用できる技術は限られています。
加工タイプ
特定の機械加工方法は他の方法よりも正確であるため、完成した製品の可能な公差は、機械加工に使用される方法によってかなり影響を受けます。
メッキと仕上げ: コンポーネントの寸法と公差を計算するときは、アイテムで実行されるメッキまたは仕上げ手順を考慮することが重要です。メッキと仕上げはどちらも、コンポーネントの外側に非常に少量の材料を追加します。それにもかかわらず、これらの追加により、製品の全体的な寸法が変化します。したがって、製造を開始する前にそれらを考慮する必要があります。
料金
公差は正確であるべきですが、絶対に必要な以上に厳密であってはなりません。これは、より厳しい許容範囲を達成すると、より高い経済的コストがかかるためです。コンポーネントが小数点以下 3 桁の許容範囲で適切に機能するとします。その場合、小数点以下 4 桁まで増やす必要はありません。
検査
公差が狭くなるにつれて、検査プロセスはより困難になり、時間がかかります。彼らは、より正確な測定機器とより徹底的な検査手順を必要としています。これにより、コンポーネントの総生産コストが上昇します。
これらの考慮事項を考慮に入れ、公差を適切に適用すると、エンジニアは、設計によって適切なサイズと形状の完成品が得られるという確信を持つことができます。
適切な公差を見つけるにはどうすればよいですか?
許容レベルの選択が困難な部分ではない場合があります。最善の選択肢を選択したことを確認することです。製品や部品を設計する人にとって、特定のアイテムの公差に許容されるゆらぎの余地を計算することは不可欠です。これは、適切な許容範囲、プロジェクトの完了に必要な時間、および関連するコストの決定に大きな影響を与える可能性があります。
「可能な限り最高の品質」を要求するとき、CNC 加工サービスを扱うクライアントは、知らず知らずのうちに必要な費用の 2 倍を費やしてしまうリスクがあります。なぜなら CNCフライス 本質的に高レベルの精度を必要とするプロセスであり、公差が緩い場合でも、最終結果は最初に指定されたものに非常に近いことがよくあります。決定を下すのに役立ついくつかのヒントを以下に示します。
自分のパートの目的を考える
すべての部品を厳しい公差で製造する必要があるわけではありません。多くの場合、部品の特定の目的によって、機械加工に必要な精度のレベルが決まります。例えば、他と組み合わせない部品は高い精度は必要ありません。したがって、部品が実際にそれを必要としない場合でも、厳密な公差に多くの費用を費やす必要はありません。
信頼できる CNC 加工パートナーを見つける
信頼性の高い信頼できる CNC 機械加工メーカーは、厳しい公差のほぼすべてを意味します。エンジニア、製品開発者、部品設計者のいずれであっても、CNC 機械加工会社またはラピッド プロトタイピング会社に製造依頼をオンラインで送信する前に、希望する公差、目標、および仕様を専門家に指定する必要があります。これにより、コストと時間を節約できます。
また、生産用に部品を提出する際に公差を要求または指定しない場合、ほとんどの CNC 機械加工サービスでは、通常 ±0.005 インチ (±0.127 mm) 前後の標準公差が自動的に使用されることを覚えておくことは非常に重要です。これは、肉眼では感知できない非常に小さなずれですが、最終的なパーツがアセンブリにどのように収まるかに影響を与える可能性があります。
結論
寸法公差を当然のことと考える余裕のある企業はありません。適切な加工公差があれば、プロセスの効率が向上し、費用が削減され、プロジェクト全体の成功につながります。 Runsom精密 許容範囲内での作業経験を持つ会社を探している場合は、あなたを支援し、プロジェクトを成功させるのに役立ちます。
3、4、および 5軸CNC加工 マシン。包括的であることに加えて CNC加工サービス、 そのような CNCフライス, CNC旋、 と スイスのCNC加工サービス、CNC機械加工部品の特性を向上させるために、あらゆる種類の表面処理も提供しています。また、これらすべての対策を実施できるように、すべての製造プロセスで厳格な製造品質管理システムを採用しています。
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