公差を入れる前に確認したいこと
機械図面では、寸法に公差を入れることで、部品の仕上がり範囲を指定できます。
ただし、公差は厳しくすればよいものではありません。
必要以上に厳しい公差を入れると、加工費が上がったり、検査に時間がかかったりします。反対に、公差が緩すぎると、組立不良やガタつきの原因になります。
今回は、公差を入れる前に確認したいポイントを解説します。
その寸法は何のためにあるのか
公差を決める前に、まず確認したいのが寸法の役割です。
例えば、次のような寸法では必要な精度が異なります。
・相手部品とはめ合う軸や穴
・位置決めに使う穴
・部品同士が接触する面
・外観だけを決める外形寸法
・干渉を避けるためのすきま寸法すべての寸法を同じ精度で管理する必要はありません。
その寸法が組立や機能にどのような影響を与えるのかを考えることが、公差設定の第一歩です。
一般公差で対応できないか確認する
図面には、個別に公差を記入しなくても、表題欄や注記で一般公差を指定することがあります。
そのため、すべての寸法に個別公差を入れる必要はありません。
個別公差を入れる前に、
・一般公差の範囲で問題ないか
・組立に影響する重要寸法か
・特別な精度が本当に必要かを確認します。
重要ではない寸法にまで細かな公差を入れると、図面が読みにくくなるだけでなく、加工コストも上がりやすくなります。
相手部品との関係を見る
公差は、部品単体だけを見て決めると失敗することがあります。
例えば、軸と穴を組み合わせる場合は、軸径だけでなく穴径も確認する必要があります。
軸と穴の公差を別々に決めた結果、
・入らない
・ガタが大きい
・組立時に圧入できない
・分解できないといった問題が起こることがあります。
公差を確認するときは、相手部品の寸法と組み合わせ、最大すきまと最小すきまを考えることが大切です。
公差の積み重なりに注意する
複数の部品を組み合わせる装置では、それぞれの寸法公差が積み重なります。
部品単体では問題がなくても、組立後に位置がずれたり、すきまが不足したりすることがあります。
例えば、3つの部品を順番に並べる場合、各部品の幅に誤差があると、最後の位置では誤差が大きくなる可能性があります。
チェックするときは、
・どの寸法が積み重なるか
・最も大きくずれた場合でも組み立つか
・調整できる構造になっているか
・長穴やシムが必要ではないかを確認します。
加工方法に合った公差かを見る
同じ寸法でも、加工方法によって出しやすい精度は異なります。
例えば、レーザー切断だけで仕上げる部品と、切削加工で仕上げる部品では、狙える精度が違います。
また、溶接構造物は、溶接による熱ひずみも考慮する必要があります。
公差を決めるときは、
・機械加工品か
・板金部品か
・製缶部品か
・溶接後に仕上げ加工をするかを確認します。
加工方法に合わない公差を指定すると、製作が難しくなったり、追加工が必要になったりします。
測定できる公差か確認する
厳しい公差を指示する場合は、完成後に測定できるかも確認します。
狭い溝の奥や複雑な形状では、一般的な測定器具では確認しにくいことがあります。
公差を入れても、測定方法が決まっていなければ、合否の判断ができません。
重要寸法については、
・どこを基準に測るか
・どの測定器を使うか
・加工後に測定面が残っているかを考えておくことが大切です。
公差を厳しくしすぎていないか
設計者としては、寸法を正確に仕上げてもらうため、公差を厳しくしたくなることがあります。
しかし、厳しい公差には、
・加工工程が増える
・専用工具や治具が必要になる
・検査時間が増える
・不良率が上がる
・加工費が高くなるといった影響があります。
大切なのは、できるだけ厳しくすることではなく、必要な機能を満たせる範囲で公差を決めることです。
公差チェックの簡単な手順
公差を確認するときは、次の順番で見るとわかりやすくなります。
1. その寸法の役割を確認する
2. 一般公差で対応できるか見る
3. 相手部品との関係を確認する
4. 公差の積み重なりを考える
5. 加工方法に合っているか見る
6. 完成後に測定できるか確認する
7. 必要以上に厳しくないか見直す公差の数値だけを見るのではなく、加工・組立・検査まで含めて確認することがポイントです。
まとめ
公差は、部品の機能や組立精度を守るために必要な指示です。
しかし、考えずに厳しい公差を入れると、加工費や検査工数を増やす原因になります。
特に確認したいポイントは次の通りです。
・その公差が機能上必要か
・一般公差で対応できないか
・相手部品と正しく組み合わさるか
・公差が積み重なっても問題ないか
・加工や測定ができる指示か図面チェックでは、公差の数値だけでなく、なぜその公差が必要なのかを確認することが大切です。
必要なところだけを適切に管理することで、組立不良と無駄な加工コストの両方を減らせます。
