公差は実際にどのように積み重なっていくのでしょうか?

部品を設計する際のもう 1 つの考慮事項

過去に、いくつかの一般的な調達の問題と、それらの問題を最初に部品に設計することを回避する方法についてブログを書いてきました.それは多くの場合、公差とプロセスへの影響、そして最終的にはコストへの理解に帰着します。

つい最近、ある顧客が私にこう言いました。「あなたのウェブサイトで、金属切削は 1,000 万分の 1 の公差を保持でき、CNC 旋盤を使用できると読みました。+/- 0.000010 を保持する CNC 旋盤を見て、本当に興奮しています!」

好きだった限り 「はい、できます！」と彼に伝えます。真実は、公差は常に、部品の製造に必要な特定のプロセスまたはプロセスに依存するということです。金属切削、またはその他の会社が、マーケティング目的で当社の機能を説明する場合、その機能が常にすべての機械および各プロセスに等しく適用されるとは限らないことを覚えておくことが重要です。

厳しい許容範囲は複数のプロセスを意味する場合があります

多くの場合、図面であっても、公差の積み重ねが誤解されることがあります。現実には、製造された部品には複数のプロセスが必要になる可能性があり、それらのプロセスのすべてが同じ機能を備えているわけではありません。たとえば、金属切削では、部品の外径を研削するときに +/- 0.000010 の厳しい公差を維持できます。ただし、その厳しい公差は現在の切断能力を超えています。 (パーツは非常にタイトなサイズにソートできますが、それでも、おそらく +/- 0.000010 にはなりません。)

要点は、図面全体に 1 つの公差または 1 つのプロセスだけを使用することはできないということです。なぜなら、ベンダー (金属切削を含む) は 1 つの公差のみを使用して、当社の減法金属加工機能のすべてを説明できるからです。公差が異なれば、達成するために異なるプロセスが必要になる場合があり、すべてのプロセスが同じ公差で結果を生成できるわけではありません。

厳しい公差 + 複数のプロセス =高コスト

公差とコストの関係を忘れないようにしましょう。以前のブログで指摘したように、公差を小数点以下 1 桁まで拡張すると、コストが 2 倍または 3 倍に増加する可能性があります。使用される特定のプロセスの能力内で厳しい公差が「正常」でない限り、公差が厳しいほど、生産コストが高くなります。

可能な限り厳しい公差がデフォルトの選択であると仮定したくなるかもしれません。しかし、買い手が「できるだけ厳しい」許容範囲を要求した場合、通常、「いくら使いたいですか?」と反論します。どのくらいの部品を作る必要がありますか？ (ボブが言うように、「あなたが支払っても構わないと思っている以上のものを要求しないでください!」) 繰り返しになりますが、完成品を製造するために必要なプロセスの数は公差によって決まり、各プロセスには独自の最小値があります。そのため、特定の寸法について非常に厳しい公差を必要としない場合は、プロセスを省略してコストを削減できる可能性があります。

厳しい公差を指定する前に考慮すべきこと

確かに、厳しい公差が、機能する製品と機能しない製品の違いを意味する場合があります。公差が不十分であると、コンポーネントの性能と品質が低下する可能性があります。特に複雑なアセンブリでは、各部品の寸法のわずかなばらつきが増大する可能性があり、その結果、公差が増大し、意図した設計に許容できないばらつきが生じます。

繰り返しますが、非常に厳しい許容範囲にコミットする前に検討することをお勧めする質問をいくつか示します。

• 部品は最終用途でどのように機能しますか?
• 部品が使用される環境で重要な公差は何ですか?
• パーツは他のパーツと相互作用しますか?そうでない場合は、そのような厳しい許容範囲は必要ないかもしれません。もしそうなら、寛容の蓄積に注意する必要があります。
• 同じ部品に公差を必要とするさまざまな属性がある場合、どちらがより重要な寸法ですか?
• 部品内の何らかの相互作用によって打ち消される可能性があり、実用的ではなく縮小する必要がある非常に厳しい公差はありますか?
• わずかに仕様外の部品をテストして、より緩い公差が用途に適しているかどうかを確認しますか?

不必要に厳しい公差で部品を設計しすぎないようにすることで、コストを抑えることができます。また、優れたベンダーは、部品と予算に最適な公差を特定するのをいつでも喜んで支援する必要があります。