たねだログ

アラサー機械設計士の記録です。

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物にはばらつきがある

たまには設計の話を。

3Dモデル上では干渉すること無く組み立てができていても、実際に物を作ってみると組付かなかったりすることがあります。

そう、物にはばらつきがあるのです。

そのばらつきをどこまでなら許容できるのか指定したものが「公差」と言われるもの。

 

公差とは

 

例えば長さ100mmの棒で ばらつきとして0.2mm許される場合は、100±0.2 の様に表記します。
(これは99.8mmから100.2mmまではOKということ)

公差が無いと実際に出来上がるものは101mmだったり98mmだったり。

(実際には、公差の無い図面を渡された加工担当の人はどこまでが許容なのかわからない為、設計者に問合せをしてくるでしょう。)

この様な僅かな誤差でも、いくつかの部品を組合せていくと、どんどん狙いからずれていくのです。

じゃあ、どうすればいいか。。。公差を厳しくすればいいんだ!と思うでしょう。

間違いではないです。

しかし公差を厳しくすればするほど、図面通りの物ができなくなる恐れがあるのです。

公差が±0.5mmであれば10個良品を作るために10個加工すれば対応できたとしても、±0.1mmにしたら13個加工する必要があるかもしれません。(3個公差範囲を超えた)

そうなると材料費・加工費等が余分にかかる訳で、値段も上がるわけです。

一つの部品に寸法・公差はいくつもあるので、公差は厳しくするところ、緩めることができるところとしっかり区別をすることで、加工費を下げるのも設計の仕事なのです。

では実際どう設定しているか。

新人の頃になんとなくこれ位でいいかと公差設定をすると、その根拠は何?と問われることもありました。

なので最初は過去の似た様な図面を参考に同じ値を入れたりして経験を積んでいくことが多いです。

実績のある公差であれば問題ないであろうという考えです。

公差は2種類存在する

 

1つ目が、前回の内容になる寸法を制御するための「寸法公差」

2つ目が形状を制御する「幾何公差」

というものです。

幾何公差がなぜ必要かというと、寸法や寸法公差だけでは設計者の意図を最大限に指示することができないのです。

幾何公差の分類

 

幾何公差には単独で幾何公差を指定できる「単独形体」と、基準になる相手に対して指定する「関連形体」があります。

この二つに対し、データムを必要としない「形状公差」と、データムを必要とする「姿勢公差」、「位置公差」「振れ公差」の4つに分類できます。

ここで言うデータムとは、寸法公差領域や幾何公差領域を設定するために基準となる相手です。基準が軸直線の場合はデータム軸直線、面の場合はデータム平面となります。

簡単に幾何公差の触りを書いてみたものの、初めて聞く人にはなんのことやらでしょう。

図面を見て、意味を確認しながら進めていく方が理解しやすいかもしれません。
正直、私も完全には理解できていません。。。

また、幾何公差に限った話ではないのですが、実際にどうやって作るのか(成形や切削など)、どうやって計測するのかの知識も必要になってきます。

そのような知識が足りないと、上司がレイアウトや図面を検図する際に「こんなのどうやって作るんだ。絵に描いた餅」なんて言われることも。

一人前の設計者になるには、図面の知識だけではなれないのです。

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