CNC マシンは非常に高いレベルの精度を達成できます。 一部の機械では +/-0.0025mm もの精度を達成できます。 ただし、CNC マシンの最高レベルの精度で部品のフライス加工を実行するには、費用と時間がかかります。 ここで CNC 加工公差が登場します。部品ごとに必要な精度が異なるため、設計者がその部品に必要な特定の寸法と公差を指定することは経済的です。
公差とは何ですか?
つまり、公差は、製造する部品に必要な精度のレベルを示す測定値です。 具体的には、CNC 公差は、カスタム機械加工部品の最終寸法または測定値で許容される変動の程度を示します。
CNC 機械工場では、通常、先頭に ± 記号を付けた数値によってコンポーネントを測定します。 たとえば、長さ 0.001 インチの部品に ±2.550 インチの公差を割り当てることができます。 これは、製造された部品の長さが 2.549 インチから 2.551 インチの間で可変であることを示します。 高さ 1.5 インチの部品に ±0.005 インチの公差が必要な場合、品質検査に合格するには、最終部品が 1.495 インチから 1.505 インチの範囲に収まる必要があります。
図面内の標準公差または非標準公差がわかります。 CNC機械加工サービス そしてメカニックは部品を製造する際にどの程度の精度を使用するかについて考えます。 数値が小さいほど (製造業界ではこれは公差が厳しくなります)、より高い精度が必要になります。 数値が大きいほど (緩いとも呼ばれます)、必要な精度は低くなります。
CNC 加工における一般的な種類の公差
1. 標準公差
機械工は、一般的に製造される部品の標準 CNC 公差を遵守することがよくあります。 これには、ねじ、ピン、パイプなどの要素の特定の精度が含まれます。 多くの フライス加工サービス 特に顧客が独自の公差レベルを指定しない場合は、約 +/-0.1 mm の国際標準を提供します。 包括的なビューについては、以下を参照してください。 詳細なCNC加工チャート。 これらの規格の範囲は通常、国際標準化機構 (ISO)、米国機械学会 (ASME)、米国規格協会 (ANSI) などのさまざまな国際機関によって定義されます。
2. 双方向の寛容性
両側公差を使用する場合、指定された寸法からの偏差は負または正のいずれかになる可能性があり、部品が記載よりわずかに大きいか小さいことが許容されます。 例は +/- 0.06 mm で、機械加工された部品が指定された測定値よりも 0.06 mm 短くなったり長くなったりする可能性があることを示しています。 このような仕様は通常、外形寸法に適用されます。
3. 幾何学的寸法と公差
GD&T公差 他の加工公差システムよりもはるかに徹底しています。 測定値と許容偏差が強調表示されます。 また、加工部品の平坦度、同心度、実際の位置など、加工部品の特定の幾何学的特性の概要も示します。 GD&T 公差は、非常に正確な寸法を持つ部品によく使用されます。
4.一方的な寛容
一方的な公差では、正または負のみのいずれかの方向のみの偏差が許可されます。 たとえば、+0.00/-0.06 mm として指定された公差は、完成品が指定された測定値よりも最大 0.06 mm 小さくてもよいことを示しますが、大きくすることはできません。 このような公差は通常、部品が別のコンポーネントに適合する必要がある設計で使用されます。 サイズが大きいと意図した位置に収まらなくなるため、パーツが指定の寸法を超えないようにすることが重要です。
5. 限界公差
限界公差は値の範囲として表され、測定値がその範囲内にある限り部品は良好です。 たとえば、13 – 13.5 mm は CNC 加工の限界公差で、部品の寸法が上限と下限の間に収まる必要があることを示します (13 mm が上限、13.5 mm が下限)。
公差を選択する際の留意事項
CNC 加工では、部品の最適なパフォーマンスを確保するために公差を理解することが極めて重要です。 部品の機能が寸法の変動によって影響を受けるしきい値は、重要な考慮事項です。 これは、精度が最も重要な重要なエンジンコンポーネントなどの部品に特に当てはまります。 幾何学的形状に何らかの偏差があると、重大な影響を引き起こす可能性があります。 一方で、そこまで厳密な精度を必要としない部分もあります。 これらのコンポーネントでは、機能に影響を与えることなく、製造公差のわずかに大きな偏差が許容されます。 CNC 加工で公差を選択するときは、これらの考慮事項に加えて、いくつかの追加要素にも留意することが重要です。
1. 厳しい公差が必要になるのはどのような場合ですか?
より厳しい公差の必要性は、多くの場合、単一コンポーネントのさまざまな機能内で異なります。 たとえば、部品の全体的な構造には最も厳密な公差は必要ありませんが、部品が適合する箇所や穴などの他のコンポーネントと結合する必要がある箇所などの特定の領域では、高い精度が必要です。
複雑な公差は、航空宇宙、医療機器、自動車製造など、精度が必要な業界では特に重要です。 これらの分野では、複雑なアセンブリ内に完璧に適合して機能するコンポーネントが必要になることが多く、わずかなずれでも重大な動作障害につながる可能性があります。
機械加工工程では、精度を高めることで各部品を最高の精度で製造することができ、誤差が少なくなります。 これは、他のコンポーネントと密接に相互作用する部品にとって非常に重要であり、わずかな不一致が磨耗や動作の非効率を引き起こす可能性があります。 さらに、航空宇宙産業のように安全性が重要な懸念事項であるプロジェクトの場合、CNC 加工における限界公差は最終製品の信頼性と安全性に直接影響するため、交渉の余地はありません。
2. 厳しい要件による高コスト
ただし、精度の公差を選択すると、加工時間とコストが増加する可能性があります。 CNC ツールを使用して、±0.001 インチに近い非常に厳しい公差などの厳格な基準を維持すると、機器の摩耗が増加する可能性があります。 この側面は、大量生産において特に重要になります。 たとえば、新しいツールは最初は簡単に±0.001インチの基準を満たすかもしれませんが、繰り返し使用すると、このレベルの精度を維持することが困難になります。 これらの厳しい基準に従って多数の部品を製造するには、機械加工プロセスで頻繁に工具の交換や調整が必要になる場合があり、製造時間の延長とコストの上昇につながります。
3. 公差は材質により異なります
さまざまな材料には、その材料で達成可能な CNC 加工の公差レベルに影響を与える可能性がある個別の特性があります。 これらの特性には次のようなものがあります。
- 硬度: 材料が柔らかいほど、高精度に機械加工することが難しくなります。 これは主に、切削工具が接触すると寸法が変化する可能性があるためです。 したがって、これらの柔らかい材料を加工する場合は、さらに忍耐が必要になります。
- 摩耗性: 粗くて粗い材料は通常、切削工具に強く、摩耗が早くなる場合もあります。 これらの材料では、切削工具の変更により精度が低下するため、厳密な寸法精度を達成することが困難になります。 研磨材の場合、通常、技術者は加工プロセス全体を通じて工具を何度も交換する必要があります。
- 熱安定性: これは主に非金属に影響する問題です。 機械加工プロセス中に熱が蓄積すると、これらの材料は形状を失い始めます。 これにより、その特定のマテリアルに対して使用できるプロセスが制限されます。
4. 製造方法の選択
CNC マシンの能力は大きく異なります。 CNC マシンの公差は非常に重要であり、それが処理できる部品の種類を決定します。 一部のマシンは複雑なタスクに優れていますが、他のマシンには制限がある場合があります。 多くの場合、特に複雑な設計や厳しい CNC 公差で作業する場合、完璧な機械加工部品を実現するには追加の操作が必要になります。 これは、精密製造における機械特有の強みと限界を理解することの重要性を強調しています。
5。 検査
プロジェクトの性質を考慮すると、公差が限られた部品を徹底的に検査する必要があります。 このプロセスには精度が求められるため、かなりの時間がかかります。 さらに、これらの部品の公差を正確に評価するには、ノギス、マイクロメーター、光学コンパレータ、CMM などの特殊な測定ツールや機器を利用することが不可欠な場合があります。 このような詳細な検証は、最終製品の品質と信頼性を確保するために非常に重要です。
適切な許容差を見つける方法
場合によっては、適切なレベルの精度を選択することが難しいことではありません。 製品または部品の設計者にとって、部品の寸法の許容変動範囲を確認することは非常に重要です。 この知識は、製造における適切な公差の決定に大きく影響し、プロジェクトの所要時間とコストに影響を与えます。 次のヒントは、意思決定プロセスを支援することを目的としています。
1. パーツの使用を検討する
通常、部品の意図された用途によって、加工中に必要な精度が決まります。 たとえば、スタンドアロンで他のコンポーネントと統合する必要のない部品は、通常、フライス加工の精度がそれほど必要ありません。 より厳しい公差を達成するにはコストがかかるため、絶対に必要な場合にのみ選択することをお勧めします。 部品にそれほど高い精度が必要ない場合は、標準化された公差を選択する方がコスト効率が高くなります。
2. 評判の良いCNC機械加工会社を探す
プロジェクトに適切な公差を見つけるには、多くの場合、信頼できる CNC 加工サービスと提携する必要があります。 お客様は、プロジェクトの目標と仕様について、製造専門家と詳細に話し合い、最適な許容差を決定する必要があります。 通常、エンジニアまたは部品設計者は、問題に近づく前にこれらの公差を定義します。 CNC加工 or ラピッドプロトタイピングサービス、生産プロセスの合理化とコストの削減に役立ちます。
部品を生産用に提出するときに公差が指定されていない場合、ほとんどの CNC サービスはデフォルトで標準公差 (通常は約 ±0.1 mm (±0.004 インチ)) を使用することを覚えておくことが重要です。 この偏差はわずかであり、肉眼では見えませんが、最終部品の組み立ての適合に重大な影響を与える可能性があります。 たとえば、穴が 0.005 インチでも小さいと、対応する部品の統合が必要以上に困難になる可能性があります。
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RapidDirect、プロフェッショナル CNC 機械加工サービス パートナー
RapidDirect の標準プロトタイプおよび製造機械加工公差は ISO 2768 に準拠しています。金属は ISO 2768-m 仕様に従い、プラスチックは ISO 2768-c に準拠しています。 さらに、当社は特殊な極めて精度の高いニーズにも応えます。 図面上で独自の要件を指定するだけで、 高度な加工技術 正確な遵守を保証します。
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当社の CNC 加工サービスには、品質検査、材料認証、レポート付きの全次元検査も含まれます。 最先端の計測および測定ツールに依存するフル次元 CNC 検査プロセスは、プロトタイプまたは最終部品が顧客の要求する仕様と公差を正確に満たしていることを確認するために重要です。 言い換えれば、お客様の要件が満たされているかどうかを再確認し、満たされていない場合は、お客様と協力して要件を満たす部品を提供します。
CNC 加工の部品公差についてご質問がある場合、または RapidDirect の CNC 加工サービスについて詳しく知りたい場合は、お気軽に製造チームのメンバーにご連絡ください。
