工学公差、タイプ、および適合とは何ですか?

機械製造における部品の互換性を満たすために、製造された部品のサイズは必要な許容範囲内にある必要があります。これには、部品の形状、サイズ、精度、および性能に関する統一基準が必​​要です。同様の製品は、製品シリーズを減らすためにサイズで合理的に分類する必要もあります。これが製品の標準化です。したがって、エンジニアリング公差とはめあいを指定するという概念が生まれました。

機械工学では、公差は指定されたサイズからの許容偏差を設定します。公差を使用すると、特に大規模なアセンブリの一部である場合に、最終製品が使いやすくなります。

各製造方法にはある程度の不正確さがあるため、重要な領域で公差を設定しないと、設計意図に従って部品を使用できない可能性があります。

ただし、適切な公差を決定することで、製造会社は製造プロセス中の特定の問題にもっと注意を払う必要があることを知ることができます。作動部品間には一定の関係があります:自由な回転、自由な縦方向の動き、クランプ動作、恒久的な固定位置。精度は、部品が期待どおりに機能することを保証するために必要な精度です。公差は、適切な機能を達成するために、任意のサイズの許容変動です。

エンジニアリング公差とは?

工学的公差は、基本的な測定値から導き出された測定値の許容偏差です。

100mmの金属棒を加工するとします。すべての棒鋼を同じ形状に加工することを意図していても、棒鋼のサイズと方向により、すべての棒鋼を 100.00 mm の精度で製造できるわけではありません。設計と製造の現場では、このような偏差を減らすために懸命に取り組んできましたが、それでも偏差をゼロにすることはできません.

この大きさや形状のずれは、基本的に目標値を中心に上下に変動します。したがって、金属棒の用途に応じて、目標サイズに対する上限値の上限値と下限値が決定される。この 2 つの値の差 (許容範囲) を「公差」と呼びます。

公差は、さまざまな単位に適用できます。たとえば、作業条件には、温度 (°C)、湿度 (g/m3) などの公差がある場合があります。機械工学では、主に言及する公差は、直線、角度、およびその他の物理的寸法に適用されます。単位に関係なく、公差は基点 (公称値) からの測定許容範囲を示します。

エンジニアリング公差タイプ

工学公差には、寸法公差、形状公差、および位置公差が含まれます。

寸法公差

寸法公差とは、寸法変化の許容量です。これが工学的公差の基本です。許容される最大値を最大サイズと呼びます。最小値は最小ディメンションと呼ばれます。

公差は、最大上限サイズと最小上限サイズの代数差の絶対値、および上限偏差と下限偏差の代数差の絶対値です。

低偏差

より低い偏差を追加することで、メーカーは特定の測定値をどれだけ小さくできるかがわかります。これは「-」記号で示されます。

上限偏差

上方偏差は下方偏差の反対です。これを追加して、測定値が公称値よりどれだけ大きくなる可能性があるかを示します。

B 片側偏差

許容範囲を与える 3 つ目の方法は、両側偏差を使用することです。

基本寸法が同じ場合、寸法公差が小さいほど寸法精度が高くなります。指定された公差は、製造精度の要件を示し、処理の難しさを反映しています。

形状公差

(1) 真直度

真直度とは、パーツ上の線形要素の実際の形状が理想的な直線を維持するための条件です。真直度とも言います。真直度公差は、理想的な直線からの実際の直線の最大許容偏差です。 .

(2) 平坦度

平面度は、理想的な平面を維持するための、パーツの平面要素の実際の形状を表したものです。これは一般に平坦性と呼ばれます。平面公差は、平面に対する実際の表面によって許容される変化の最大量です。

(3) 丸み

丸みとは、部品要素の実際の形状がその中心から等距離にある状態です。丸みは通常、丸みと呼ばれます。真円度公差は、同じセクション内の実際の円と理想的な円との間の最大許容偏差です。

(4) 円筒度

円筒度とは、部品の円筒面の輪郭上の点を指し、その軸を等距離に保ちます。円筒度公差は、理想的な円筒表面に対する実際の円筒表面の最大許容変動です。

(5) ライン プロファイル

線の輪郭は、パーツの特定の平面上の任意の形状を表し、その理想的な形状を維持する曲線です。線公差の輪郭は、非円形曲線の実際の輪郭の許容変動です。

6) 表面プロファイル

表面プロファイルは、理想的な形状を維持するための、パーツ上の任意の形状の表面です。サーフェス公差の輪郭は、非円形サーフェスの実際の輪郭と理想的な輪郭との間の許容偏差です。

位置公差

位置公差は、データムに対する特定の要素の位置に許容される変更の合計量を指します。これは、工学的許容度のもう 1 つの重要なパラメーターです。

(1) 向きの許容範囲

方向許容値とは、特定の要素に関連する参照によって許容される方向の変化の合計量を指します。この公差は、平行度、垂直度、および角度を反映しています。

(2) 位置許容範囲

位置公差は、実際の要素を参照に関連付けることができる位置の変動の全範囲です。このような公差には、同心度、対称性、および位置が含まれます。

(3) 振れ公差

振れ公差とは、特定の試験方法で定められた公差項目です。振れ公差は、円振れと総振れに分けられます。

フィット

シャフトと穴のはめあいにはさまざまなオプションがあり、正しいはめあいを得るには常に公差が必要です。機械の組み立てでは、同じ基本サイズの穴とシャフトの公差域との関係をはめあいと呼びます。実際の穴と軸のサイズが異なるため、組み付け後にクリアランスや干渉が発生します。穴とシャフトのはめあいで、穴のサイズからシャフトのサイズを差し引いた代数差が正の場合はクリアランス、負の場合はマージンです。

シャフト穴のエンジニアリング フィットには 3 つのタイプがあります。

クリアランス フィット

このはめあいには、シャフトの直径を穴の直径よりも小さくする必要があります。これは、両者の間に常にギャップがあることを意味します。

エンジニアリング ソリューションで 2 つが互いに独立してスライドまたは回転できる必要がある場合は、これが最適です。

したがって、この場合、シャフトと穴の両方に、重複しないことを保証できる公差があります。

トランジション フィット

このオプションは、最大シャフト サイズが最小穴サイズより大きいことを意味します。同時に、最小シャフト サイズも最大穴サイズより小さくなっています。

したがって、すきまばめでもしまりばめでもありません。最終的な測定結果によると、極端な状況に入ることなく 2 つの状況が発生する許容範囲です。

干渉フィット

ここでは、シャフトの直径は常に穴よりも大きくなります。シャフトの直径が最小で、穴が最大の場合でも。

締まりばめにより、2 つのパーツ間に動きがありません。物理的な組み立てプロセス中に力を加える必要があります。穴を加熱し、シャフトを凍結し、潤滑剤を使用すると、すべてプロセスが簡素化されます。