公差が厳しいと、部品コストに深刻な影響を与える可能性があります

本当に厳しい許容範囲が必要なのはどこですか?

小型部品調達の基本 — 寸法 、公差 、および材料 — 部品が製造可能性のために最適化されているかどうかに大きく関係しています.

公差は、製品の設計、製造、および品質管理に影響を与え、最終製品のパフォーマンスを成功させるために重要です。したがって、機械加工または切削部品の公差と許容変動量を決定することは、品質コストの重要な要素です。

見積もりを依頼するとき、非常に厳しい許容範囲を想定したくなるかもしれません。 — おそらく可能な限り厳しい許容値 — をデフォルトで選択する必要があります。代わりに、過度のコスト削減と不要な要件の実装の間でバランスを取ることが重要です。

厳しい公差加工の潜在的なコスト

公差を広げることで小数点以下が 1 つ増えることに気づかずに、部品がなぜそんなに高価なのかとお客様から質問されることがあります。 コストが 2 倍または 3 倍になる可能性があります。これは、公差が厳しくなると、精度を確保するために製造と検査に細心の注意が必要になるためです。

現実には、許容度が厳しくなるほど、次のコストを部品に追加する必要が生じる可能性が高くなります:

• 品質検査の頻度の増加
• より洗練された、または専門的な検査機器
• 工具交換の頻度が高い
• 最終合格品の歩留まり低下
• より高いスクラップ率
• 部品の落下による原材料の使用量の増加

部品とアセンブリのコストに影響を与えるだけでなく、厳密な公差を指定すると、使用する必要のある工具と機械、および採用する切断技術に影響を与え、コストにも影響します。

自問する必要があります:経済的な方法では、必要な公差機能を備えた機械を使用しますか?そうでない場合、公差が厳しくなると、製造方法が非常に高価になる可能性があります。

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さらに、公差が厳しくなればなるほど、構成部品の組み立てが難しくなる可能性があります。つまり、下流の厳しい公差は、労働力の増加とスクラップ率の上昇により、組み立てのコストも増加させる可能性があります。

デフォルトの公差に関する基準

機能、材料、機械、プロセスなどの要因に基づいて推奨される公差とともに、さまざまな業界向けの標準が用意されています。ハンドブック、テクニカル ガイド、ファクト シートもあり、さまざまな製品やプロセスの既定の許容範囲が示されています。

実際、ほとんどの図面では、「特に指定がない限り」という見出しの下にデフォルトの公差が示されています。

これは、特別な許容値が指定されていない限り、デフォルトの許容値を使用する必要があることを示しています — 値がゼロであっても、小数点の右側に表示される値の数に関する他の規則によって異なります.

既定の許容範囲が必ずしも最適なオプションではない理由

本当に必要かどうかを理解せずにデフォルトの公差を受け入れたり、まったく気付かなかったりすると、不必要にコストが上昇する可能性があります。以下に一般的な例をいくつか示します:

• 技術的な理由ではなく、公差の余分な小数が指定されています — それは、特定のパーツがそのレベルの精度を必要としているからではなく、「それが常に行われてきた方法である」からです。
• 複数のコンポーネントを組み合わせる必要があるため、±0.001 の公差が必要なプロジェクトでは、別の部品が同じ公差を使用して自動的に指定されます。同じ厳しい公差は必要ないかもしれません。
• 機械図面のラベルを同じ小数点に合わせるために、誤ってゼロが配置されています 、±0.010 の代わりに ±0.001 の公差をラベル付けします。
• 正しくはめ込まれなかった 2 つのパーツは、より厳しい公差で再指定されます — しかし、元の失敗は、2 つの異なる緩い公差でパーツが切断されたためでした。

± 0.001 対 ± 0.01 (または ± 0.1) が本当に必要ですか?

ゼロ トレランスの機械加工や切削のアイデアは魅力的に聞こえるかもしれませんが、「ゼロ トレランス」などというものは実際には存在しないことを認識することが重要です。

しかし、間違いなく、非常に厳しい許容範囲が絶対に必須である場合があります。 — 機能する製品と機能しない製品の違いが、当初の予想をはるかに超える、小数点以下の桁数で表される寸法公差を使用することを意味する場合。

これらのシナリオでは、特に複雑なアセンブリの場合、各部品の寸法のわずかな変動が増加する可能性があり、その結果、公差が増大し、意図した設計に許容できない変動が生じます。

ただし、許容範囲が実際に必要以上に厳しい場合は、その代償を払うことになります。しかし、最終用途、部品の行き先、部品が何をする必要があるかを慎重に検討することで、次のことが可能になります:

• 重要な公差と重要でない公差を区別する
• 不必要に厳しい公差を避ける
• 品質コストを最小限に抑える

リスクのある厳格な許容範囲の例

パーツ内の相互作用により、厳しい公差が非現実的になったり、達成がより困難 (かつコストがかかる) になる場合があります。

たとえば、ある金属切削加工の顧客は、「単純な部品」が必要だと言いました。長さと直径が小数点以下 4 桁の厳しい公差 (±0.000X) で指定されたソリッドです。しかし、詳細を調べたところ、部品には大きな角の半径が必要で、鋭いエッジがなく、公差の厳しい直径を危険にさらす相互作用が必要であることがわかりました

さらに、部品には機械研磨が必要な滑らかな表面仕上げが必要でした。これにより、材料が除去され、指定された厳しい公差に影響が及びます。

幸いなことに、これらの重要な詳細を明らかにしたことで、お客様と協力して仕様を調整し、意図した用途に適した部品を作成することができました.

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設計段階で緩い公差を選ぶ

幸いなことに、寛容度が緩くても完全に許容できる場合がたくさんあります。

たとえば、製品の最終用途によっては、製品の故障のリスクが低い場合、または深刻な結果をもたらさない場合、実際に標準の既定の許容範囲を選択できる場合があります。

設計者は、ソフトウェアを特定の公差に自動的にプログラムすることがあります。その結果、必要かどうかに関係なく、すべての寸法が同じ公差に指定されます。これにより、不必要に厳しい公差と不必要なコストが発生する可能性があります。

最終的な部品またはアセンブリの適切な適合または機能に厳しい公差が必要でない限り、実行可能な場合は、緩い公差を設計段階で選択することで、開発および生産コストを抑えることができます。

そしてもちろん、設計の複雑さと寸法、およびその公差が最終的に製造コストの一部を占めることを念頭に置くことが重要です。

許容範囲の選択に関する常識的なヒント

では、機械加工部品または切断部品の適切な公差はどれくらいですか?公差の厳しい機械加工または切断を行う前に、次の点を考慮してください。

• 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、耐性が蓄積される可能性に注意する必要があります。
• 直径と半径の両方など、公差を必要とするさまざまな属性が同じ部品にある場合、どちらがより重要な寸法ですか?
• 上記のお客様の例のように、パーツ内の何らかの相互作用によって打ち消される可能性の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?

公差を実際にどれだけ厳しくする必要があるかについて情報に基づいた決定を下すことは、製品の品質を確保し、製造可能性を最適化し、市場投入までの時間を短縮するのに役立ちます。

アプリケーションに適した公差がわからない、または不明な場合でも、心配はいりません。あなたとあなたの製造パートナーは、部品のミッション クリティカルな公差を特定するのに役立つ決定ポイントを一緒に見ていくことができます。聞いてみてください!

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