部品製造における GD&T 公差

パーツの適合と連携の確認

GD&T 公差は、Geometric Dimensioning and Tolerancing (GD&T) の一側面であり、部品の製造方法を伝達するシステムです。通常、一連の 14 の標準記号を使用して、パーツを作成する人々をガイドします。

GD&T シンボルに加えて、GD&T 公差はエンジニアリング図面に含まれており、パーツの製造、そして最終的にはその機能に不可欠な位置、円筒度、およびその他の特性についての洞察を提供します。

GD&T 公差は、機能とコストのバランスを取る必要があります。

部品の図面が考案されると、それは完璧に設計されます。つまり、部品のあるべき姿の理想です。しかし、不完全な世界では、すべてのパーツが毎回 100% 完璧になると考えるのは現実的ではありません。したがって、部品が完全に機能することを保証しながら、許容可能な欠陥を考慮して、許容公差がエンジニアリング プロセスに組み込まれます。

GD&T 公差は、部品に関連付けられている許容公差を伝えます。公差が厳しくなればなるほど、達成が難しくなり、不合格の数が増え、コストが高くなります。したがって、パーツを機能させるのに十分なほどタイトでありながら、パーツの生産が依然として費用対効果が高くなるように十分に緩い許容公差を指定することが重要です。

GD&T チャートが参考になります。

「GD&T」をオンラインですばやく検索すると、GD&T チャートの例を含むさまざまなリソースが表示されます。これらのチャートは通常、使用されるさまざまな記号を示し、それらの意味を説明し、それらの使用方法を説明します。

GD&T シンボルは、形状、方向、プロファイル、ランアウト、および位置のさまざまな特性を記述するのに役立ちます。図面は通常、一連のボックスを次のように表示します:

• パーツ フィーチャの位置 (位置など) の適切な記号
• 対象物の形状 (穴の円など)
• 許容範囲の合計
• 機能修飾子 (最大物質状態など)
• 必要な追加データム

GD&T 公差で最も一般的に使用されるシンボルの 1 つは、真の位置決めです。これは、十字の付いた円で表されます。典型的な例は、鋼片のボルト穴です。各穴は、ボルトが正しく整列して適合するように配置する必要があります。ご想像のとおり、位置決めは、ほとんどの場合、一緒に機能する必要がある嵌合部品を扱います。上記の例のように、ボルトが対応する鋼部品と一致するように穴を正しく配置する必要があります。

GD&T 公差はどこで使用されますか?

Metal Cutting Corporation では、毎日何千ものロッド、チューブ、ワイヤを切断しています。公差はもちろん関係しますが、通常、特定の位置決めが必要な部品を製造することはありません。ただし、スイス型自動旋盤で製造する複雑な部品や、CNC 旋盤やフライス盤で製造する特定の部品には、GD&T 公差が必要です。

さらに、最終的に別の場所に収まる必要があるエンド半径を処理することがよくあります。たとえば、顧客が対応する部品と嵌合する小さなピンを作成する場合があります。このような場合、ピンの直径が正しいこと、および端部の半径が鋭すぎず、ピンが対応するパーツと嵌合するのを妨げるバリがないことを確認する必要があります。いずれかのパーツの GD&T 公差が大きくずれている場合、パーツは結合しません。

GD&T 公差はどのように加算されますか?

GD&T 公差を使用する場合、すべての公差を考慮する必要があることを覚えておくことが重要です。たとえば、2 つの部品の位置公差が ± 0.0010 の場合、累積公差は、各部品が ± 0.0005 しか許容されないことを意味します。これはトレランススタッキングとして知られています。

一般に、部品の正しい GD&T 公差を決定するために、お客様とその設計者およびエンジニアに依存しています。ただし、合計できない仕様に出くわすことがあります。このような場合、プロジェクトを順調に進めるために、適切な質問をする必要があります。

たとえば、顧客は、複数のプロセスを経る部品を指定するかもしれませんが、生産の各ステップ (プロセス) を合計すると、合計公差は累積公差よりも小さくなります。ここでは、パーツの機能にとってどの機能が最も重要であるかを特定する必要があります。これにより、その機能の公差を最も厳しくし、他の機能の GD&T 公差を緩めて、指定された合計公差を達成することができます。

別の部品に合わせて所定の位置にロックする必要がある医療機器の例を考えてみましょう。必要な機能を実現するために、部品を合わせてロックするために段差のある領域が最も重要ですか?それとも、デバイスの長さがより重要ですか?

すべてをまとめる

部品の製造方法と使用するツールを考慮することも重要です。たとえば、特定の機能を実現するために部品を研削するよう顧客から依頼されることがありますが、研削砥石は完全な直角ではなく、角に R が生じることを認識していません。ここでは、角の丸みが機能にとって重要かどうかを顧客に尋ねる必要があります。もしそうなら、許容できる丸みの大きさと許容範囲をどれだけ厳しくする必要があるかを尋ねます。

GD&T 公差が部品の適合と連携に重要であることが容易に理解できます。これは最終的に、目的の機能と費用対効果を達成するための鍵となります。