CNC加工公差について知っておくべきことすべて

CNCマシンは、非常に高いレベルの精度を実現できます。一部のマシンは、+/-0.0025mmの高精度を達成できます。ただし、CNCマシンの最高レベルの精度で部品のフライス盤を実行することは、費用と時間のかかる作業です。これが機械加工の公差の出番です。部品ごとに必要な精度が異なるため、設計者がその部品に必要な特定の公差を指定するのは経済的です。

公差とは何ですか？

要するに、公差は、製造したい部品に必要な精度のレベルを示す測定値です。具体的には、機械加工公差は、部品の最終寸法または測定値で許容される変動の程度を示します。

機械工は、通常±記号が前に付いた数値によって加工公差を測定します。たとえば、長さが2.550インチの部品に±0.001インチの公差を割り当てることができます。これは、製造された部品の長さが2.549インチから2.551インチの間で変化することを示しています。高さ1.5インチの部品に±0.005インチの公差が必要な場合、品質検査に合格するには、最終部品が1.495インチから1.505インチの範囲に収まる必要があります。

指定された機械加工公差は、部品を製造するときに使用する精度をメーカーとCNC機械加工サービスに伝えます。公差が小さいほど（製造業界ではこれはより厳しい公差です）、より高い精度が要求されます。許容誤差が大きいほど（緩いとも呼ばれます）、必要な精度は低くなります。

公差を選択する際に留意すべき点

適切なCNC機械加工公差を決定する上で重要なことの1つは、部品の機能と性能が寸法やサイズの変化によってどの時点で影響を受けるかを把握することです。エンジンの重要なコンポーネントなど、一部のタイプの部品には高度な精度が必要であり、幾何学的形状の欠落は深刻な結果をもたらす可能性があります。他のタイプの部品は、同じ程度の精度を必要としない場合があり、わずかに大きい製造偏差はそれらに影響を与えません。これとは別に、公差を選択する際に留意すべき他のいくつかの事項があります：

1。いつ厳しい公差が必要ですか？

多くの場合、加工公差は単一のコンポーネント内で変化する可能性があります。部品の構造全体が最も厳しい公差に準拠していることは重要ではないかもしれませんが、その部品の特定の機能ではそれらが必要になる場合があります。通常、部品が穴などの他のコンポーネントに適合または結合する必要がある構造点では、最高の精度が要求されます。

部品を1つまたは複数のコンポーネントに適合させる必要がある場合は、厳しい公差が必要です。このような場合、必要な公差をCNC機械加工サービスに伝える必要があります。そうしないと、設計意図が示されません。言い換えれば、公差は、CNC機械加工サービスパートナーに、部品がどのように機能する必要があるかを示します。

また、CNC工作機械による摩耗のために、最も厳しい加工公差はよりコストがかかる可能性があることにも注意してください。新しい工具では±0.001インチの公差を達成するのに問題はないかもしれませんが、同じ工具で同じ部品の複数のバージョンを作成する必要がある場合、この精度の一貫性が低下する可能性があります。 ±0.001インチの公差で1,500ユニットの部品を注文した場合、CNC機械加工サービスでは、工作機械の交換または機械加工速度の調整が必要になる場合があります。これにより、生産時間とコストが増加する可能性があります。

2。厳しい要件のための高コスト

公差は、部品の品質だけでなく、そのコストにも直接影響します。高公差の機械加工は、部品をよりゆっくりと、多くの場合、より高価な工具で機械加工する必要があるため、通常、実行するのに費用がかかります。公差が厳しい部品でも、エラーのウィンドウがはるかに小さいため、より広範な品質のCNC検査が必要になります。つまり、1ミリメートルの何分の1かということです。高公差加工のコストに影響を与える可能性のあるもう1つの要因は、故障率が高くなる傾向があることです。高公差加工は、生産コストと品質検査コストを押し上げる可能性があります。

3。公差は材料によって異なります

加工公差を指定するときは、材料の選択を考慮する必要があります。さまざまな材料には、それらで達成可能な許容範囲のレベルに影響を与える可能性のある個々の特性があります。これらの特徴のいくつかは次のとおりです。

• 硬度：柔らかい材料は、厳しい公差で機械加工するのがより困難です。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。したがって、これらの柔らかい材料を加工するときは、さらに忍耐力を発揮する必要があります。
• 研磨性：粗い材料や粗い材料は通常、切削工具に負担がかかり、摩耗が早くなることさえあります。これらの材料は、切削工具の変更により精度が低下するため、特定の公差を達成するのが困難になります。研磨材は通常、技術者が機械加工プロセス全体で何度も工具を交換する必要があります。
• 熱安定性：これは、主に非金属に影響を与える問題です。機械加工プロセス中に熱が蓄積すると、これらの材料は形状を失い始めます。これにより、その特定のマテリアルで使用できるプロセスが制限されます。

4。製造方法の選択

各CNCマシンは、容量の点で異なります。一部のマシンは、他のマシンが夢見ることしかできない許容誤差を達成できます。 CNC機械の公差により、処理できる部品の種類が決まります。場合によっては、必要な細かい許容誤差を達成する前に、パーツに対して追加の操作を実行する必要があります。

5。検査

公差が非常に厳しい部品を検査するには、かなりの時間が必要になります。また、部品の公差を確認するために、専用の工具や機器を使用する必要がある場合もあります。

適切な許容値を見つける方法

場合によっては、許容誤差を選択することは難しい部分ではありません。それが正しいものかどうかを知っています。製品または部品の設計者にとって、特定の部品の公差に対してどの程度の余裕があるかを判断することが不可欠です。それは、適切な許容範囲、プロジェクトの所要時間、およびそのコストを知ることに大きな影響を与える可能性があります。 CNC機械加工サービスを利用している顧客は、「可能な限り最高の品質」を求めるために必要な金額の2倍を無意識のうちに費やす可能性があります。 CNC機械加工は本質的に高精度のプロセスであるため、より緩い公差は通常、元の仕様に非常に近くなります。意思決定プロセスに役立つヒントをいくつか紹介します。

1。パーツの使用を検討してください

すべての部品を厳しい公差で設計する必要はありません。部品の特定の用途によって、部品を加工するときに必要な精度が決まることがよくあります。たとえば、他の部品と結合しない部品を作成すると、多くの場合、フライス盤の精度が低くなります。厳しい公差を達成するのにどれだけ費用がかかるかを考えると、それが必要ない場合は、それを採用しないでください。

2。評判の良いCNC機械加工会社を探してください

顧客が適切な公差を見つけるための1つの方法は、信頼できるCNC機械加工サービスを見つけることです。次に、製造の専門家と目標と仕様について話し合い、プロジェクトに最適な公差を決定できます。ただし、ほとんどの場合、エンジニアまたは部品設計者は、CNC機械加工サービスまたはラピッドプロトタイピング会社に製造要求を送信する前に、公差を指定します。この情報をCNC機械加工サービスに利用できるようにしておくと、生産側の時間とコストを節約できます。

また、部品を生産に提出するときに公差について質問したり指定したりしない場合、ほとんどのCNC機械加工サービスは、通常は約±0.005インチ（±0.127mm）の標準公差で自動的に機能することを覚えておくことが重要です。これは非常に小さな偏差であり、肉眼では認識できませんが、最終部品がアセンブリにどのように適合するかに影響を与える可能性があります。たとえば、パーツの穴が0.005インチでも小さすぎる場合、隣接するパーツを穴の中に収めるのは、必要以上に難しい場合があります。

CNC加工における一般的なタイプの公差

1。標準公差

機械工は、最も広く製造されている部品に標準の機械加工公差を使用します。ねじ山、ピン、パイプなどの部品には、標準の機械加工公差があります。一部のフライス盤サービスでは、通常+/-0.1mmの公差があります。機械工は通常、顧客が公差レベルを指定しない場合にこれらの公差を適用します。これらの一般的な公差は、CNC加工公差チャートに記載されています。標準の機械加工公差の範囲は、通常、国際標準化機構（ISO）、米国機械学会（ASME）、米国規格協会（ANSI）などのさまざまな国際標準化団体によって設定されます。

2。二国間公差

両側公差を使用する場合、指定された寸法からの偏差は負または正のいずれかになります。これは、少し大きくても小さくてもよいことを意味します。両側公差の例は+/-0.06mmです。これは、加工部品が指定された測定値より0.06mm短いまたは長い可能性があることを示しています。両側公差は、主に外形寸法に使用されます。

3。幾何学的寸法と公差

幾何学的寸法と公差は、他の機械加工公差システムよりもはるかに徹底的です。これは、測定値と許容偏差を強調する一種のCNC加工公差です。また、平坦度、同心度、実際の位置など、機械加工された部品の特定の幾何学的特性についても概説します。幾何学的な寸法と公差は、非常に正確な寸法の部品によく使用されます。

4。片側公差

片側公差は、一方向の偏差にのみ対応します。偏差は正のみまたは負のみです。このような許容誤差の例は、+ 0.00/-0.06mmです。これは、完成した部品が最大で0.06 mmの測定値で小さくなる可能性があることを意味しますが、指定された測定値を超えてはなりません。別の部品に入る部品を設計するときは、通常、一方的な公差を実装します。パーツは、指定された測定値より大きくてはなりません。これは、パーツがその位置に入ることができないことを意味します。

5。公差の制限

限界公差は、値の範囲として表される一種のCNC機械加工公差であり、測定値がその範囲内にある限り、部品は問題ありません。たとえば、13〜13.5mmは限界公差であり、部品の測定値が上限と下限の間にある必要があることを示します。 （上限は13mm、下限は13.5mm）

RapidDirect、プロのCNC機械加工サービスパートナー

RapidDirectでは、お客様のニーズに合わせてさまざまなCNC加工公差を提供しています。 CNC機械加工金属の標準公差はDIN-2768-1-fineに準拠していますが、プラスチックの場合はDIN-2768-1-mediumであり、CNC機械加工公差チャートはこちらにあります。 CNC機械加工サービスの標準公差は、通常±0.005インチです。可能な限り厳しい加工公差は、およそ人間の髪の毛の幅である±0.001インチの範囲です。

中国の深センにある当社の大規模な製造施設には、3軸、4軸、6軸のCNCマシンも多数あります。また、CNC機械加工部品のさまざまな表面仕上げも提供しています。 CNC機械加工とは別に、世界中のクライアントにさまざまな製造機能を提供しています。

当社のCNC機械加工サービスは、品質検査、材料認証、およびレポート付きの全次元検査もカバーしています。最先端の計測および測定ツールに依存するフルディメンションCNC検査プロセスは、プロトタイプまたは最終部品が顧客から要求された正確な仕様と公差を満たしていることを確認するために重要です。つまり、指定された公差が満たされていることを確認して再確認し、満たされていない場合は、お客様と協力して要件を満たす部品を提供します。

CNC機械加工の部品公差について質問がある場合、またはRapidDirectのCNC機械加工サービスについて詳しく知りたい場合は、遠慮なく製造チームのメンバーに連絡してください。