工学公差とは - 定義と種類

機械工学では、公差は割り当てられた寸法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、最終製品がすぐに使用できるようになります。

重要な領域に公差を設定しないと、各製造方法には一定レベルの不正確さが伴うため、設計意図に従ってパーツが使用できなくなる可能性があります。

ただし、適切な公差を特定することで、製造会社は生産プロセスのいくつかの特定のポイントにもっと注意を払って取り組む必要があることを確実に知ることができます。これが、完全に嵌合する部品とスクラップ メタルの違いになる可能性があります。

エンジニアリングにおける寛容とは?

工学的公差は、基本測定値から導き出される測定値の許容変動です。

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、直線、角度、およびその他の物理的寸法に適用される公差について話します。

ただし、単位に関係なく、公差は基点 (公称値) からの許容可能な測定範囲を示します。 3.5 mm の小石を 2.5 mm の小石から分離するふるいを設計しているとします。大きな小石をふるいにかけたまま、小さな小石を穴から落とします。

大きな岩片は、3.3 mm から 3.7 mm の間でサイズが異なります。小さいものは 2.3 ～ 2.7 mm の範囲です。大きいものはふるいにかけたまま、小さいものだけが実際に穴から落ちるようにするには、穴の直径の公称値を 2.8 mm に設定します。同時に、製造精度により、最終的に 2.6 mm の穴が開く可能性があります。

-0 mm の下限と +0.3 mm の上限を追加すると、すべての穴の直径が 2.8 ～ 3.1 mm になることが保証されます。

重要ポイント

工学的公差は、許容限界または変動の限界です:

• 物理的寸法;
• 材料、製造物、システム、またはサービスの測定値または物理的特性
• その他の測定値 (温度、湿度など);
• エンジニアリングと安全性における物理的な距離または空間 (許容範囲)。トラック (ローリー)、橋の下の列車またはボート、トンネル内の列車など (構造ゲージと積載ゲージを参照)。
• 機械工学では、ボルトとナットまたは穴などの間のスペース

寸法、特性、または条件には、システム、機械、構造などの機能に大きな影響を与えることなく、多少の変動があってもかまいません。許容範囲を超える変動 (たとえば、温度が高すぎる、または低すぎる) は、非準拠、不合格と呼ばれます。 、または許容範囲を超えています。

許容値を設定する際の考慮事項

主な関心事は、他の要因やプロセスの結果に影響を与えずに、許容範囲の幅を決定することです。これは、科学的原理、工学的知識、および専門的な経験を使用することによって行うことができます。実験的調査は、公差の影響を調査するのに非常に役立ちます:実験計画、正式な工学的評価など。

仕様における適切な工学的公差のセット自体は、それらの公差への準拠が達成されることを意味するものではありません。製品の実際の生産 (またはシステムの操作) には、入力と出力の固有の変動が伴います。

測定誤差と統計的不確実性もすべての測定に存在します。正規分布では、測定値の裾が、工程平均からプラスおよびマイナス 3 の標準偏差をはるかに超えて広がる場合があります。 1 つ (または両方) のテールのかなりの部分が、指定された許容範囲を超えている可能性があります。

システム、材料、および製品の処理能力は、指定された工学的公差と互換性がある必要があります。プロセス管理を実施する必要があり、総合品質管理などの効果的な品質管理システムにより、実際の生産を望ましい許容範囲内に保つ必要があります。

プロセス能力指数は、公差と実際に測定された生産との関係を示すために使用されます。

許容範囲の選択は、意図する統計抽出計画と、許容品質レベルなどのその特性によっても影響を受けます。これは、公差が非常に厳格でなければならないか (100% 適合の信頼性が高い)、または公差外のわずかな割合が許容される場合があるかどうかという問題に関連しています。

公差の種類

現在、幾何公差は記号の数で 14 種類、分類により 15 種類あります。

これらは、形状公差、方向公差、位置公差、振れ公差にグループ化され、すべての形状を示すために使用できます。

以下は、測定で使用される 3 種類の公差です。

• 一方的な公差
• 両側許容範囲
• 複合公差。

1.一方的な寛容

図に示されているように、2 つの限界寸法が公称サイズよりも大きい場合、または公称サイズよりも小さい場合、公差は一方的であると言われます。

2.二国間の寛容

2 つの限界寸法が公称サイズの上下にある場合、公差は両側性であると言われます。

3.複合公差

複合公差は、確立された公差によって決定されます。つまり、複数のタイプの公差の組み合わせは複合公差と呼ばれ、異なるタイプの公差は、角度、横などです。

例:図の寸法/の公差は、L、h、および θ の公差に依存します。この「l」に対する複合公差は、これら 3 つの公差の複合効果です。 「l」の最小公差は、L-b、θ+∝、および h+c に対応します。

よくある質問

エンジニアリング耐性とは?

工学的公差は、基本測定値から導き出される測定値の許容変動です。公差はさまざまな単位に適用できます。

寛容にはどのような種類がありますか?

公差の種類
1.一方的な寛容
2.両側許容
3.複合公差。