CNC加工のための正確な技術図面作成：ステップバイステップガイド

HubsプラットフォームでカスタムCNC部品の見積もりを依頼するには、3D CADファイルを提供するだけで済みます。最新のCNC加工システムはCADから直接部品の幾何学を解釈できるため、技術図面などの追加ドキュメントが必ずしも必要ではありません。

しかし、CNC加工の見積もり依頼に技術図面が必須ではないものの、製造現場では依然として非常に重要で広く使用されています。技術図面は、設計者、エンジニア、製品開発者と機械加工技術者間の技術要件のコミュニケーションを改善します。技術図面を提供することで、より良い部品調達が可能になり、コスト削減にもつながります。

この記事では、CNCオーダーに技術図面 (または加工図面) を含めるべきタイミングと、部品調達を最大限に活用するために含めるべき内容を説明します。また、Hubsのエンジニアたちによって実証された技術図面のガイドラインとベストプラクティスも含まれています。

上記画像は、適切に設計された完全寸法入り技術図面であり、このガイドを最大限に活用するための有用な例です。高解像度版の技術図面はこちらから、CADファイルはこちらからダウンロードできます。

なぜ技術図面は部品調達で依然として重要なのか？

CADファイルはCNCマシンに伝達できる情報としてかなり包括的ですが、技術図面には3D CADファイルでは伝えきれない情報が含まれています。これには以下が含まれます：

• 内部または外部ねじ

• 標準を超える公差を持つフィーチャー

• 特定の仕上げ要件を持つ個別の表面 (表面粗さなど)

設計にこれらのフィーチャーが含まれていなくても、CNCオーダーの際に3D CADファイルと一緒に技術図面を含めることは一般的に良い習慣です。通常、3D CADファイルはCNCマシンのプログラミングに使用され、図面は加工プロセス全体で参照として使用されます。

ほとんどのCNCサービスプロバイダーは、これらのCNC旋削・フライス図面から直接部品を製造することもできます。場合によっては、CADファイルよりも図面を好むことさえあります。理由は以下の通りです：

• 一部のサービスプロバイダーは2D図面から部品の幾何学を素早く解釈する訓練を受けています

• 2D図面から部品の主要寸法、機能、重要フィーチャーを特定しやすいです

• 部品製造コストを評価しやすいです

ご覧の通り、技術図面はカスタム部品調達の重要な一部となり得ます。起草には多くの異なる規格とベストプラクティスがあります。図面がすべての技術要件を明確に伝えていれば、どの起草技術を使用しても問題ありません。

Hubsからのプロヒント

上記の例示図面のモデルは完全に寸法が入っています。これを推奨しますが、必須ではありません。3D CADファイルが基本寸法を伝えるためです。時間を節約するため、技術図面では測定してほしい最も重要なフィーチャーとねじのみに注釈を付けることができます。

技術図面の構成要素は？

技術図面は通常、以下の重要な構成要素で構成されます：

• 表題欄 (タイトルブロック)

• 部品のアイソメトリック/絵図ビュー

• 部品の主要正投影図

• 断面図または詳細図

• 製造業者への備考

表題欄 (タイトルブロック)

表題欄には、部品名、材料、仕上げと色の要件、設計者名、会社など、生産する部品に関する基本情報が含まれます。この基本情報を記入することは必須です。部品の主要機能を製造業者に伝えるためです。

表題欄には、図面の縮尺、寸法公差に使用される規格などのその他の技術情報も含まれます。

表題欄内または近くに通常存在するもう1つの要素は、角度投影法です。角度投影法は図面内のビューの配置方法を決定します。通常、ASME規格 (米国・オーストラリア) を使用する図面は第3角法を、ISO/DIN規格 (ヨーロッパ) を使用する図面は第1角法を使用します。この記事の冒頭にある例示図面はISO/DIN規格を使用しています。

絵図 (アイソメトリック) ビュー

部品の3D絵図ビューを1つ以上技術図面に追加することを推奨します。これにより図面が一目で理解しやすくなります。アイソメトリックビューは奥行きの錯覚と部品幾何学の歪みのない表現を組み合わせます (垂直線は垂直のまま、水平線は30度で描画されます)。

主要正投影図

部品の幾何学に関するほとんどの情報は主要正投影図で伝えられます。

これらは三次元物体の二次元描写であり、バウンディングボックスの外側から一度に1面ずつ見たときの部品の正確な形状を表します。部品のエッジのみをこの方法で描画することで、寸法とフィーチャーをより明確に伝達できます。

ほとんどの部品では、2つまたは3つの正投影図で全体の幾何学を正確に記述するのに十分です。

断面図

断面図は部品の内部ディテールを示すために使用できます。主要正投影図の切断線が部品のどこで断面を取るかを示し、断面図のクロスハッチパターンが原材料が除去された領域を示します。

技術図面には複数の断面図を含められ、2文字で各切断線と各断面図をリンクします (例: A-A, B-B など)。切断線の矢印が方向を示します。

通常、断面図は正投影図と一直線上に配置されますが、スペースが足りない場合は図面の他の場所に配置することもできます。部品は全幅 (上記例のように)、半分の幅、または角度で断面できます。

Hubsからのプロヒント

隠れた内部フィーチャーのエッジも、正投影図で破線を使用して表現できますが、断面図の方がより明確さを提供します。

詳細図

詳細図は、主要正投影図の複雑または寸法指定が難しい領域を強調するために使用されます。通常円形 (混同を避けるためオフセット配置) で、主要図面とリンクする単一の文字で注釈されます (例: A, B など)。

詳細図は図面のどこにでも配置でき、図面の他の部分と異なる縮尺を使用できます。ただし、これが明確に伝えられている必要があります (上記例のように)。

製造業者への備考とは？ なぜ必要か？

技術図面に製造業者への備考を追加することは非常に重要ですが、見積もり取得には必須ではありません。これらは図面自体に含まれていない追加情報を伝達します。

これらの一見余分だが重要な情報には、すべての鋭いエッジのバリ取り (面取り) 指示や、特定の全体表面仕上げ要件が含まれます。この図面のセクションを使用して、図面の部品と相互作用する別のCADファイルや別のコンポーネントを参照することもできます。

製造業者への備考ではテキストの代わりに記号をよく使用します。例えば、表面粗さは一般的に記号で注釈されます。

Hubsからのプロヒント

特定の表面粗さ仕上げを必要とする表面が1つだけの場合、それは備考ではなく図面上で注釈すべきです。Hubsで加工される部品の標準表面粗さは Ra 3.2 μm (125 μinch) です。Ra 1.6 μm (64 μinch) と 0.8 μm (32 μinch) の仕上げも利用可能です。

7つの簡単なステップで技術図面を準備する方法

技術図面を起草する際、最良の図面を準備するために以下の7ステップを推奨します。

ステップ 1

最も重要なビューを定義し、関連する正投影図を図面の中央に配置し、寸法を追加するためにそれらの間に十分なスペースを残します。

ステップ 2

部品に内部フィーチャーや複雑で寸法指定が難しい領域がある場合、断面図や詳細図の追加を検討します。

ステップ 3

すべてのビューに構築線を追加します。構築線には中心線 (対称面または軸を定義)、中心点、中心点パターン (穴の中心位置や円形パターンを定義) が含まれます。

ステップ 4

CNC図面に寸法を追加し、最も重要な寸法から始めます (次のセクションでさらにヒントを提供します)。

ステップ 5

すべてのねじの位置、サイズ、長さを指定します。

ステップ 6

標準公差より高い精度が必要なフィーチャーに公差を追加します。HubsではISO 2768に従い、金属は-mまたは-f、プラスチックは-mを適用します。

ステップ 7

表題欄を記入し、標準慣行を超えるすべての関連情報と要件 (表面仕上げとバリ取りなど) が追加備考に記載されていることを確認します。図面が準備できたら、PDFファイルとしてエクスポートし、見積もりビルダーのオーダーに添付します。

技術図面の基本構造に慣れたところで、寸法、注釈、公差の追加についてさらに詳しく見ていきましょう。

技術図面に重要寸法を追加する方法

3D CADファイルと技術図面の両方をオーダーに含める場合、製造業者は主に技術図面の寸法をチェックします。製造工程でのエラーを防ぐため、図面上のすべての重要フィーチャーを徹底的に寸法指定することを推奨します。

技術図面を完全に寸法指定して製造プロセスでのエラーを防ぐことを推奨します。ただし、CNC加工サービスプロバイダーに測定してほしいフィーチャーのみに寸法を指定することで時間を節約できます。

モデルに寸法を追加するためのヒントをいくつか示します：

1. 部品の全体寸法を配置することから始めます。

2. 次に、機能上最も重要な寸法を追加します。例えば、例示図面の2つの穴の間の距離は極めて重要です。

3. 次に、他のフィーチャーに寸法を追加します。すべての寸法を同じ基準線 (データムとも呼ばれます) から配置するのが良い習慣です。例示図面のように配置します。

4. 寸法は、そのフィーチャーを最も明確に説明するビューに配置すべきです。例えば、ねじ穴の寸法はこのビューに含まれていません。詳細図でより明確に説明されるためです。

5. 繰り返しフィーチャーの場合、現在のビューでフィーチャーが繰り返される総数を示し、そのうちの1つのみに寸法を追加します。例では、カウンターボア付きの同一の2つの穴がコールアウトで2xとして指定されています。

図面への寸法追加についてさらに深く知りたい場合は、MITのこの便利な記事をご覧ください。

技術図面に穴コールアウトを追加する方法

穴はCNC加工部品の一般的なフィーチャーです。通常ドリルで加工されるため、標準化された寸法を持ちます。

カウンターボア (⌴) やカウンターシンク (⌵) などの二次フィーチャーを含むこともよくあります。各フィーチャーに個別に寸法を指定する代わりに、コールアウトを追加することを推奨します。

以下の例では、コールアウトがカウンターボア付きの同一貫通穴2つを定義しています。深さ記号 (↧) を使用して、図面に追加の寸法を加える代わりにできます。

技術図面にねじを追加する方法

部品にねじが含まれる場合、技術図面でそれらを明確に特定し定義する必要があります。ねじは直径寸法ではなく、標準ねじサイズ (例: M4x0.7) で定義すべきです。詳細なねじコールアウトを提供することを推奨します。これらは図面に明確さを加え、下穴や異なる長さのねじの指定を可能にします。

この場合、最初の工程で下穴の寸法 (適切な直径は標準表で見つけられます) を定義し、2番目の工程でねじの寸法 (と公差) を定義すべきです。

Hubsからのプロヒント

3D CADファイルには常に「モデリング」ねじではなく「化粧」ねじを追加してください。

技術図面で公差を指定する方法

公差は部品の特定寸法に対する許容値の範囲を定義します。公差は部品の機能について物語を語り、他のコンポーネントと相互作用するフィーチャーでは特に重要です。

公差はさまざまな形式で存在し、CNC図面のあらゆる寸法 (直線、角度の両方) に適用できます。

両側公差は最も単純な公差で、基準寸法を中心に対称です (例: ±0.1mm)。片側公差 (上限と下限が異なる) や はめあい公差 (技術表で定義、例: 6H) もあります。上記例では平面度公差 (⏥) が定義されていました。

Hubsからのプロヒント

公差は、最適な部品機能のために標準値を超える必要がある場合にのみ技術図面で必要です。HubsではISO 2768に従い、金属は-mまたは-f、プラスチックは-mを適用します。

公差を定義するより高度な方法は GD&T (幾何公差) です。

幾何公差 (GD&T) とは？

幾何公差 (GD&T) システムは標準的な寸法公差より適用が難しいですが、エンジニアリング意図をより明確に伝達できるため優れていると考えられています。GD&Tを使用すると、より緩い公差を定義しても主要な設計要件を満たしながら、品質向上とコスト削減が可能です。

上記例では、真位置 (⌖) を使用してこの穴パターンの公差を定義していました。他の一般的な幾何公差には平面度 (⏥) と同心度 (◎) があります。

GD&Tシステムを部品設計に適用する例を示します：

このコールアウトは、公称直径10mm、直径公差±0.1mmの8つの穴を定義しています。つまり、この直径をどこで測定しても、測定結果は9.9mmから10.1mmの間でなければなりません。

真位置公差は、部品の3つの主要基準エッジ (データム) に対する穴の中心位置を定義します。これは、穴の中心軸が、図面上の理論上正確な寸法で定義された位置を中心とし、直径0.1mmの理想的なシリンダー内に常に存在しなければならないことを意味します。

これは実際には、穴の中心が設計位置からずれないことを保証し、部品がアセンブリの残り部分に適合することを保証します。

重要なアセンブリと設計プロセスの後期段階 (例: 量産時) では、部品にGD&T情報を追加することを推奨します。これらは両方ともより高い測定要件を持ち、ワンオフ試作のコストを増加させます。

よくある質問

CNC加工に技術図面は必要ですか？

部品にねじ、公差、および/または特定表面の仕上げが含まれる場合、技術図面が必要です。

技術図面に何を含めるべきですか？

標準的な技術図面には、表題欄、部品ビュー (正投影図、断面図、アイソメトリックビューを含む)、座標詳細、すべての要件、追加注釈などの必須情報を含める必要があります。

技術図面に製造業者への備考は必要ですか？

製造業者への備考は技術的に必須ではありませんが、図面自体には収まらない情報を伝えるために技術図面に追加することは重要になる場合があります。

見積もりビルダーに技術図面を追加するには？

見積もりビルダーの部品仕様セクションで「添付ファイルをアップロード」をクリックして、技術図面のPDFを簡単にアップロードできます。CADファイルとチェックアウトで選択した部品仕様が技術図面より優先されることに注意してください。詳細については、ヘルプセンターをご覧ください。