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CNC加工の公差に関する知識
公差は、部品の形状、はめあい、機能に基づいて設計者が決定した寸法の期待値からの許容範囲の偏差です。 CNC加工 非常に正確ですが、完璧ではありません。同じ製造プロセスを使用して製造された005つの部品が、同じCNCマシンでも同じ正確な寸法で同じ部品を製造することは不可能です。 設計者が特に指定しない限り、CNC機械加工に一般的に使用される標準公差は、金属部品の場合は+/- .010 "、プラスチック部品の場合は+/-.002"です。 CNC機械加工のより厳しい公差が必要な場合（たとえば+/- .XNUMX "）、限界寸法のより正確な情報を図面にマークする必要があります。
CNC加工の公差の種類
CNC機械加工に関連する公差用語：CNC機械の公差とCNC機械加工の設計公差。 CNC機械公差は、部品を加工するときに工作機械が達成できる寸法精度です。 精度の高いCNC加工機で、人間の髪の毛の約0.0025分のXNUMXの大きさである±XNUMXmmの精度で部品を加工できる機械もあります。 ただし、公差はCNCマシンによって異なり、通常はメーカーによって設定されます。
CNC機械加工の設計公差とは、設計および機械加工中の部品の寸法変動の許容範囲を指します。 部品の機能、フィット感、形状に応じて設計者が決定し、寸法変化の範囲内で、部品の完全な機能を実現できます。 公差のために設計された部品は、エアコンのケースよりも高い公差を必要とする携帯電話のケースなどの他のコンポーネントと適合することが重要です。 公差は通常、適用される寸法番号の横に記載され、「±」（両側公差）でマークされます。
CNC機械加工の設計公差のタイプには、限界公差、片側公差、両側公差、および幾何学的寸法と公差（GD＆T）と呼ばれる公差システムが含まれます。
CNC加工公差を制限します。 限界公差は、指定された寸法の許容範囲の上限と下限です。 上限は最大許容サイズを指し、下限は最小許容サイズを指します。 その間の任意の値が許容されます。 たとえば、限界公差0.55〜0.65 mm、0.55 mmが上限、0.65が下限です。
片側公差。 片側公差とは、部品を一方向に寸法変化させることができる許容範囲を指します。 方向は正または負になります（指定された値から増加または減少します）。 たとえば、片側公差は1.5 mm + .000 /-。005です。これは、寸法が最大1.505mmずれている可能性があることを意味しますが、元の指定値から1.5mm以上ずれている可能性があります。
二国間公差。 の二国間公差 CNC加工 標準サイズと比較した偏差範囲の上限と下限を意味します。 片側の許容誤差とは対照的に、両側の許容誤差の偏差は正と負の両方の方向で発生します。
幾何学的寸法と公差（GD＆T）。 GD＆Tは、標準の寸法と公差（SD＆T）よりも高度で難しいシステムであり、部品の寸法と公差だけでなく、指定された幾何学的特徴も提供します。 GD＆Tは、平坦度、真の位置、同心度などの幾何学的特徴をさらにカバーします。
公差を選択する際の考慮事項
CNC機械加工の妥当な公差を設定するための鍵のXNUMXつは、部品の機能と性能がサイズや寸法の変化によって影響を受ける時期を把握することです。 人工呼吸器の重要なコンポーネントなど、特定のタイプの部品では、厳しい公差が必要であり、形状のミスステップは深刻な結果をもたらす可能性があります。 他のタイプの部品は高精度を必要としない場合があり、わずかに大きな加工偏差でも害はありません。 公差を選択する際に考慮すべきいくつかのポイントを次に示します。
厳しい公差が必要な場合。 公差は通常、異なる部品をしっかりと接続する必要がある構造点（穴など）または他のコンポーネントに接続する必要がある構造点に設定されます。 部品を1,500つまたは複数のコンポーネントに適合させる必要がある場合は、厳しい公差が必要です。 CNC機械加工業者が部品の動作をよりよく理解できるように、図面に公差情報を含める必要があります。 同じ工具で同じ部品の複数のコピーが作成されたとしても、CNCマシンの摩耗により、精度の一貫性が低下する可能性があることに注意してください。 ±0.001インチの公差でXNUMX個の部品を注文した場合、CNC機械加工業者は、一貫した公差を追求するために、機械加工工具を変更するか、機械加工速度を調整する必要があります。
厳しい公差のコスト。 公差を厳しくするためにCNCマシンの速度を落とすと、より長い加工時間が必要になり、コストが増加することに注意してください。 許容誤差を小数点以下2桁だけ増やすと、コストが3〜XNUMX倍になります。 公差を小数点以下XNUMX桁および関連するジオメトリで拡張すると、コストは標準公差を維持する場合のXNUMX倍以上になります。
公差は材料によって異なります。 CNC加工の公差を設計するときは、選択する材料を考慮する必要があります。 材料が異なれば、達成可能な許容レベルに影響を与える特性も異なります。 より柔らかい材料は、CNC加工中にサイズが変化する傾向があります。 硬い材料は工具の摩耗を早め、工具を何度も交換する必要があります。 特に、プラスチック材料は熱安定性が低く、工具と接触すると変形しやすい。 ナイロンのようなプラスチック材料は、アルミニウムと同じ厳しい公差を維持できない場合があります。
製造方法の選択。 各CNCマシンには異なる公差があり、一部のマシンは切望された公差を達成できます。 場合によっては、必要な細かい公差を達成するために、部品に対して追加の操作を実行する必要があります。 追加の備品、特別な測定ツールなど。 たとえば、穴の公差を厳しくするために、垂直フライス盤で加工された穴は、旋盤でドリルで穴を開ける必要があります。 また、より厳しい公差要件では、研削またはラッピングが必要になる場合があります。
検査。 公差が非常に厳しい部品を検査するには、多くの時間が必要になります。 また、部品の公差を確認するために、専用の工具や機器を使用する必要がある場合もあります。 CMM（三次元測定機）やその他の精密測定装置など。
CNC加工の適切な公差を達成する方法
製品または部品の設計者は、GD＆T公差の3D CADモデルと2D図面をCNC機械加工業者に送信し、部品の機能を完全に理解できるように、限界寸法の公差を明確にマークしてください。 これは、機械加工に時間とコストがかかるため、適切な公差を達成する方法にとって非常に重要です。
パーツの目的を検討してください. すべての部品が厳しい公差で設計される必要はありません。 たとえば、他の部品に適合させる必要のない部品を製造するには、CNCフライス盤の精度を低くする必要があります。 より厳しい公差を達成するためにコストが非常に高くなることを考慮すると、そのようなより厳しい公差が必要ない場合は、公差要件を緩和することを検討できます。そうすれば、コストはそれほど高くなりません。
材料の特性に留意してください。 柔らかいまたは非常に硬い材料の場合は、緩い公差を維持するようにしてください。
信頼できるCNC機械加工サプライヤーを見つけてください。 公差を達成するXNUMXつの方法は、信頼できるCNC機械加工サプライヤーを見つけることです。 CNC機械加工サプライヤーは、追加のワイヤー切断、EDM、研削、ボーリング、研削、およびその他の追加プロセスを通じて最適な公差を実現します。 CNC処理サービスには、品質検査、材料認証、実物大の検査レポートも含まれます。 プロトタイプまたは最終部品が正確な仕様と公差を確実に満たすためには、最先端の計測および測定ツールに依存することが不可欠です。
まとめ
これで、次のCNC加工プロジェクトの公差を選択する際の主な考慮事項がわかりました。 公差を設計する前に、これらの規則に従い、十分に検討するだけで、製造が容易で費用効果の高い設計が得られます。 設計がどれほど複雑であっても、DDPROTOTYPEは、CNC機械加工金属の場合はDIN-2768-1-fine、プラスチックの場合はDIN-2768-1-Mediumの標準公差で、ニーズを満たす製造パートナーです。 中国の深センにある当社の工場には、3、4、5軸のCNCマシンが多数あり、研磨、陽極酸化、電気めっき、電気泳動、サンドブラスト、そしてもちろん、部品の実物大の検査レポートなど、さまざまな表面処理プロセスを提供しています。