CNC 加工公差の理解と回避

CNC 機械加工で知られていることが 1 つあるとすれば、その精度と精度です。ただし、他のプロセスと同様に、製造される部品の寸法にもばらつきがある場合があります。使用する材料、スピンドルのアライメント、ツーリングの精度、ワーク保持の剛性、クーラントの使用、形状の複雑さなどの要因は、機械加工時の寸法精度に大きく影響します。

製造される寸法のばらつきを受け入れて、エンジニアとデザイナーは、最終製品の機能と品質を損なうことを避けるために、設計プロセス中に部品に特定の CNC 機械加工公差を設定します。機械加工の公差、なぜそれが必要なのか、正確で正確な CNC 部品を実現する方法について詳しく学びましょう。

CNC 加工公差を遵守する必要があるのはなぜですか?

CNC 機械加工公差は、部品が許容できるか、またはスクラップと見なされるかを識別するために設定された制限です。基本的に、これは部品を機械加工する際にどの程度のエラーの余地があるかについての見通しを示しています。なぜこれが重要なのですか?

● コスト管理

もちろん、必要な部品の品質を維持しながら、可能な限りコストを最小限に抑えることは、ビジネスを行う上での本質です。一般に、設定する許容範囲が狭いほど、コストが高くなります。加工公差が非常に厳しい部品には、研削や超仕上げなどの追加プロセスが必要です。公差がそれほど厳しくない場合は、基本的な機械加工プロセスだけでパーツを仕上げることができます。許容度とコストにはどのような関係がありますか?

公差を定義することで、パーツの機械加工にかかるコストのオーバーシュートを回避できます。部品の重要な領域だけに厳しい公差のラベルが付けられています。これにより、重要な機能と重要でない機能を確立することで、製造されるコンポーネントのコストが削減されます。

● 部品の互換性/再現性

機械加工によって製造されるほとんどの部品は、何らかの方法で、組み立てやその他の目的のために他の機械加工されたコンポーネントと接続されます。大量の部品を製造するには、互換性が非常に重要です。これにより、コンポーネントを同じタイプのアセンブリに適合させることができます。
最も単純な例は、嵌合部品です。シャフトは制御されているため、寸法のばらつきがあっても、嵌合するパーツに適合する必要があります。袖も同じです。

● 部品の互換性/再現性

機械加工によって製造されるほとんどの部品は、何らかの方法で、組み立てやその他の目的のために他の機械加工されたコンポーネントと接続されます。大量の部品を製造するには、互換性が非常に重要です。これにより、コンポーネントを同じタイプのアセンブリに適合させることができます。
最も単純な例は、嵌合部品です。シャフトは制御されているため、寸法のばらつきがあっても、嵌合するパーツに適合する必要があります。袖も同じです。

● パーツの機能を維持する

機械加工されたパーツは公差によって制御されます。これは、パーツの一部のフィーチャがその機能に不可欠であるためです。位置とサイズが重要な多くの治具用途では、許容範囲内にない変動があると、治具に欠陥が生じて使用できなくなります。

機械工場で使用される公差の種類は何ですか?

製造図面の公差は、どの機能を制御するか、およびエンジニアの設計意図に応じて、さまざまに表現されます。以下は、業界で使用される最も一般的なタイプの機械加工公差です:

一方的な寛容

このタイプの公差では、一方向の変動のみが許容されるため、一方的な変動が許容されます。簡単な例を見てみましょう。スリーブの内径に適合する必要があるシャフトを考えます。シャフトの直径はスリーブの内径を超えてはならないため、シャフトに片側公差を適用する場合は、公称サイズからの負の変動のみを許容することで制御します (たとえば、シャフト直径が 1.000 インチの場合、片側公差を適用すると次のようになります)。 :1.000 +0/-.005 インチ)。一方的な公差は、嵌合部品を持つコンポーネントで一般的に使用されます。

両側許容範囲

片側公差とは対照的に、両側公差は、公称サイズからのプラスとマイナスの両方の変動を許容します。 1.000 インチの寸法に両側公差を適用すると、1.000 +/- .005 のようになります。このタイプでは、ピース パーツに許可されたバリエーションを均等に分配できます。外形寸法を示すために、両側公差が一般的に使用されますが、これに限定されません。

許容範囲の制限

限界公差は、最小寸法と最大許容寸法の範囲で表されます。製造部品の寸法は、これらの値の間にある必要があります。製造図面の限界公差は次のようになります:.995-1.005 インチ

一般/標準公差

これらは、ねじのサイズ、ピンのサイズ、パイプ、棒鋼など、業界で最も一般的なコンポーネントに対して設定された標準です。一般公差は通常、ASME、AISI、ISO などの協会を管理するさまざまな規格によって規制されています。これらの公差の管理および特定の寸法は、通常、参照表に記載されています。

いくつかの例を以下に示します。
● ねじ山を並目、細目、極細 (UNC、UNF、UNEF) と呼ぶ
● H7/g6、G7/h6 のような公差に適合するようにシャフトと穴の寸法を呼び出す、H8/g6 (簡単に言えば:スライド フィット、締まりばめ、ぴったりフィット、力ばめ、フリー ランニング フィット)

幾何学的な寸法と公差 (GD&T)

このタイプの公差は、特定の寸法公差と形状公差を表す際にフィーチャー コントロール フレームを使用します。これにより、平面度、真直度、振れ、垂直度、位置コールアウトなど、CNC 部品の機能をより明確に制御できるようになります。 GD&T は、設計者が必要な CNC 機械加工公差を指定する際に非常に役立ちます。

公差を扱う際に考慮すべきことは何ですか?

1.適切な機械加工施設のパートナーを見つける

アウトソーシングを検討している部品がある場合は、信頼できる確立された機械加工施設をパートナーとして探す必要があります。すべての CNC 機械加工サービス プロバイダが、公差の厳しい非常に精密で正確な部品を提供できるわけではありません。これには、最も経験豊富な施設とハイエンド機器が有利です。

2.ワークホルダーの精度維持

ワークホルダーは、CNC 機械加工の公差を確実に達成する上で大きな役割を果たします。これらは、機械加工中に部品を所定の位置に保持し、位置に関する基準点として使用されます。

3.高性能切削工具の使用

切削工具は、加工部品の寸法変動の背後にある理由の 1 つです。これは、不適切な切削工具の使用、工具のたわみ、切れ刃の鈍さが原因である可能性があります。工具のたわみは通常、深い穴や長いシャフトなどの長い形状で発生します。また、鈍い切削工具はパーツを望ましくない位置に置き、スピンドルの精度を脅かします。

4.使用素材

寸法精度を達成するのが難しい材料もあれば、容易な材料もあります。機械加工環境にさらされると、材料の挙動が異なることに注意してください。

結論

• CNC 機械加工公差は、寸法のばらつきが許容される範囲を制限することにより、製造される部品の品質と機能を確保するための重要な側面です。
• コストを管理し、互換性を確保し、機能を維持するためには、ピース パーツの製造に公差を適用することが重要です。
• 機械加工公差の最も一般的なタイプは、片側公差、両側公差、限界公差、一般公差、および GD&T です。
• 公差を扱う際には、いくつかの要因を考慮することも不可欠です。これらの要因には、ワーク ホルダー、材料、工具の性能、好ましい機械加工設備の選択が含まれます。