寸法公差が重要な理由

寸法公差は、設計および製造プロセスの重要な部分です。公差は、部品の寸法に割り当てられた測定値の数値範囲であり、製造チームが公称測定値からどれだけずれることができるかを示します。製造前の適切な公差に時間を費やすことで、迅速で効率的なビルドにつながる可能性があります。

新しいプロジェクトのために 50,000 個のコンポーネントを注文し、半分が 0.2mm 小さすぎると想像してください。一部のパーツでは、この変動は問題になりませんが、特定のパーツでは、不一致によりパーツの半分が使用できなくなります。ここで、サイズの小さい部品を回収するか、最初からやり直す必要があります。この無駄な時間とエネルギーは、設計プロセスの早い段階でコンポーネントの適切な公差を定義していれば回避できたはずです.

製造材料、組み立てのための設計、および設計と製造のその他の要素をより深く検討すればするほど、寸法公差と適合はより正確になります。強力な寸法公差分析プロセスは、コンポーネントの最適な公差を決定するのに役立ち、部品が効率的かつ確実に完全に機能するようにします。

寸法公差について

寸法公差は、色、質感、温度、形状、腐食などの自然現象など、あらゆる要素に適用できます。

通常、公差は製品の X、Y、および Z 寸法の数値測定値です。コンポーネントの寸法公差のさまざまな要素を説明するための一般的な用語を次に示します。

• 基本サイズまたは公称サイズ :コンポーネントの理想的な寸法
• 低偏差 n:パーツの最小コンポーネント サイズとその基本サイズの差
• 上限偏差 :パーツの最大コンポーネント サイズとその基本サイズの差
• 許容範囲 :許容範囲の上限と下限 (つまり、コンポーネントのすべての偏差)

パーツの公差は、コンポーネントの測定がどの程度正確である必要があるかに応じて、「タイト」または「ルーズ」のいずれかになります。公差が厳しいため、上限と下限の偏差がほとんどないため、精度が高くなりますが、特殊な製造設備が必要になるため、高価になります。

公差がゆるいほど余裕ができ、より手頃な価格になりますが、寸法公差が緩すぎると、精度と使いやすさが損なわれる可能性があります。最適な公差を実現するには、費用対効果の高い生産と機能に必要な精度のバランスを取る必要があります。

寸法公差が重要な理由

公差は、パーツを組み合わせて適切な最終製品を形成するために非常に重要です。できる限り公差を測定する必要があります。最も正確な寸法公差分析では、高価な過大な精度を要求することなく、誤差の範囲を説明できます。このバランスを取ることで、必要な製造材料、ツール、労働力のみを使用し、生産スケジュールとコストを軽減できます。

もちろん、製造誤差や材料の自然で避けられない変動により、コンポーネントの寸法には常に偏差があります。公差を作成するポイントは、これらのエラーを完全に回避することではなく、これらの変動を考慮して制御することです。材料と製造方法の物理的制限を考慮した公差は、パーツの生産の一貫性に自信を持たせるのに役立ちます。

3D プリントされた可動部品の正確な寸法公差を設定することは特に重要です。わずかなずれでもサイズの不一致につながり、互換性が失われる可能性があります。これは多くの個々のコンポーネントで発生する可能性があります。設計で寸法公差を考慮することは、製造プロセスからあいまいさを取り除き、効果的な製造と最終的には高性能の部品を確保するのに役立ちます。

寸法公差のヒントとコツ

公差を作成することは、製品の成功に不可欠ですが、必須であると同時に複雑になる場合もあります。コンポーネントの公差を決定するときは、設計のすべての物理的特性、組み立てプロセスのすべてのステップ、および最終製品のすべての潜在的な用途を考慮する必要があります。製品設計者、開発者、およびエンジニアがコンポーネントの公差を作成する際に犯す可能性のあるよくある間違いを次に示します。

精度に関しては的外れ

緩すぎたりきつすぎたりする公差を単純に作成するのは簡単です。さらに、表面粗さや金型温度などの環境要因を効果的に測定しないことが一般的であり、公差に大きな影響を与える可能性があります。設計プロセスの早い段階で、アプリケーションの要件、期待されるパフォーマンス、および環境要因を考慮してください。そうしないと、コンポーネントを再製造するリスクが生じる可能性があり、コスト、時間、およびリソースの増加につながる可能性があります。

後処理と仕上げの考慮事項を見落とす

コーティングや電気メッキなどの仕上げまたは後処理も、特定のコンポーネントの許容範囲に影響を与えます。これらの手順を認識していなかったり、設計や試作の段階で単純に見落としたりすると、公差を誤って測定してしまう可能性があります。

許容範囲を偶然に任せる

公差を指定しないと、製造チームまたはベンダーが独自の公差をコンポーネントに設定する可能性があり、その結果、サイズが不適切になり、部品が使用できなくなる可能性があります。

パーツの許容誤差

設計プロセスのできるだけ早い段階で公差を特定することが重要です。これにより、製品開発ライフサイクル全体を通じて重要な考慮事項を念頭に置くことができます。公差を決定するのに役立つ 5 つのステップを次に示します。

• コンポーネントの機能を特定する :より大きなユースケースの全体像の中で、あなたの役割はどのような役割を果たしていますか?また、それは文字通り何をしますか?静的ですか、それとも回転、振動、摩擦、または耐荷重が必要ですか?それはより大きなアセンブリの一部ですか？これらすべての質問は、寸法公差を定義するのに役立ちます。
• 資料を検討してください :異なる材料は独自の化学的および機械的特性を提供し、考慮すべきマージンも異なります。たとえば、プラスチックはサイズが変化しやすいため、プラスチック射出成形部品の寸法公差は、ばらつきの増加を考慮する必要があります。
• 製造手順を検討してください :材料と同様に、異なる製造方法やツールでは、公差を作成する際に固有の測定誤差を考慮する必要がある場合があります。剛性のある機械はより厳しい公差に適応できますが、ゴム部品の一般的な公差は、収縮と膨張によるより大きな変動を考慮しなければなりません。
• 費用便益分析を実施する :上記の情報を使用して、きつすぎる公差と過度に緩い公差の間のバランスを見つけます。製造プロセスをシンプル、迅速、費用対効果の高いものに保ちながら、個々のコンポーネントのサイズを適切に調整する
• トレランス スラックとスタッキングの説明 :許容スラックは、個々のコンポーネントの許容範囲を組み合わせた、製品の合計許容範囲です。公差のたるみを知ることは、公差の積み上げを避けるのに役立ちます。これは、小さな公差の不正確さが多すぎると、大きな誤差や計算ミスにつながる場合です。

これらの 5 つの手順を完了すると、これらの寸法公差とはめあいの定義を開始できます。

Fast Radius で寸法公差を作成

特定の部品を効果的に許容するには、多くの関連要因を比較検討し、それに応じて潜在的なリスクと利点を評価するために十分な注意を払う必要があります。これは退屈なプロセスである可能性があり、さまざまな予測不可能な考慮事項が含まれる場合があります。公差のプロセスを簡素化および合理化するため、また、より広く設計を最適化するには、Fast Radius のようなオンデマンド メーカーと提携することを検討してください。

経験豊富な設計者、エンジニア、機械工、およびアドバイザーからなる当社のチームは、部品の公差をより効果的に支援し、部品が適切に適合し、正しく機能し、長い寿命を享受できるようにします。当社独自のクラウドベースの製造プラットフォームを活用する Fast Radius は、ゼロ トレランスのカスタム パーツであっても、すべての部品が製造用に設計され、スピード、精度、および一貫性をもって製造されることを保証します。次のプロジェクトを実現する方法について詳しく知りたい場合は、今すぐお問い合わせください。

Fast Radius リソース センターで、マルチパーツ アセンブリの設計や 3D プリント フィラメントについて知っておくべきことから、製造に関するその他のベスト プラクティスまで、あらゆることについて詳しく学んでください。

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