NC加工とは、コンピュータプログラミングや電気機械設備を用いて、必要に応じて金属部品（および非金属部品）を自動的に加工することです。 NC工作機械はプログラムに基づいてワークピースをすべて操作し、最終製品を提供してくれます。
数値制御加工サービスは製品サイズに非常に正確であるが、完璧ではない。部品材料から使用する加工プロセスまで、さまざまな要因が相違を引き起こす可能性があります。 そのため、エンジニアは設計中に部品の加工公差を指定します。
加工公差とは？
機械加工公差は、寸法精度とも呼ばれ、部品寸法の許容偏差である。
これは部品の最大寸法制限と最小寸法制限として表されます。 部品の寸法がこれらの制限の間にある場合、部品は許容範囲内にあるとみなされます。 ただし、部品サイズがこれらの制限を超えると、これらの部品は許容できる許容範囲を超え、使用できないとみなされます。
加工公差は通常±記号で始まる。 例えば、2.0″（50.8 mm）の高い部品は±0.005″（0.127 mm）の公差範囲が必要であると仮定する。 最終部品の可変高さは2.005インチ（50.927 mm）から1.905インチ（48.387 mm）の間で品質検査に合格する必要があります。
公差は任意の小数点以下の桁数で表すこともできます。 小数点以下の桁数が多いほど、公差はきつくなります。 これらの異なるタイプの公差は、次のように表されます。
小数点以下の1桁を保持し、（.x）、（±0.2″）と表す
小数点以下2桁（0 x）、（例えば±0.01″）
小数点以下3桁（0.00 x）、（例えば、±0.005″）
小数点以下4桁（0.000 x）、（例えば、±0.0005″）
標準加工公差とは？
実際の標準加工公差がないのは、主に異なる用途に異なる公差が必要なためです。 しかし、一部のメーカーや業界組織では、部品や材料の使用や推奨に関する標準的な公差が設定されています。 軍事や航空宇宙製造業では特にそうだ。
通常、お客様はプロジェクトの許容差を機械工場に提供します。 一部の機械製造現場では、顧客に許容差を提供するよう要求しているが、それがない場合は、他の機械製造現場は汎用許容差リストに基づいて動作する。 例えば、SANSでは、標準的な製造公差は±0.004″（0.1 mm）です。
許容差を選択する際に考慮する必要がある要素は何ですか。
公差を決定するには多くの要素を考慮する必要があります。 これらには以下が含まれます：
材料：
材料は圧力下で異なる。 他の材料よりも使いやすい材料もあります。 公差を決定する際には、これらの材料特性を考慮する必要があります。 たとえば、次の一般的な機能
耐摩耗性：
非常に耐摩耗性のある材料の中には、加工中に非常に硬い可能性があります。 材料の耐摩耗性のため、これらの材料は切断機を摩耗し、設計公差に影響を与える。
硬度と剛性：
軟質材料および可撓性材料は、サイズを変えることができるため、通常、所定の公差に加工することがより困難である。 そのため、許容差に合うように材料を切断する追加の措置が必要になる可能性があります。
熱安定性：
一部の非金属材料、特にプラスチックは、加熱時に変形しやすい。 これにより、許容可能な加工プロセスタイプが制限され、部品の許容差に影響します。
処理タイプ：
使用される加工方法は、他のプロセスよりも正確なプロセスがあるため、完成品部品の可能な許容差に顕著に影響します。 たとえば、ドリル穴はターニングやミリングよりも正確である可能性があります。 また、異なる軸数を有する数値制御工作機械は、異なる基本公差を有することもある。
NC工作機械の許容差は、加工可能な部品の種類を決定します。 場合によっては、厳密な許容差を実現するために部品をさらに操作する必要があります。 異なる加工プロセスによっても、異なる表面粗さや特徴が生成されます。 部品に小さなまたは超微細な加工フィーチャーを持たせるには、部品にいくつかの異なる加工プロセスが必要になる場合があります。
めっきと仕上げ：
部品の寸法と公差を決定する際には、電気めっきまたは仕上げプロセスを考慮しなければならない。 めっきと仕上げ加工により部品表面に少量の材料が追加されますが、これらの少量の材料は最終製品のサイズを変更するので、生産前にこれらの材料を考慮する必要があります。
公差レベルが製品検査に影響する
許容差が厳しいほど、チェックするのが難しくなり、時間がかかります。 厳密な許容差を持つ部品には特別な測定ツールと試験方法が必要であり、これにより生産コストが増加する
コスト：
許容差は正確であるべきですが、より厳しい許容差を実現するためにはコストがかかるため、必要以上に厳しくすることはできません。 部品に3桁の小数公差が使用される場合は、4桁の小数公差に設定しないでください。
小さな公差は厳密な公差を意味し、これは部品により高い精度が必要であることを意味します。 逆に、ゆとりのある許容範囲は、部品に必要な精度が低いことを意味します。 許容差が小さくなると、より多くの設定、より長いサイクル時間、追加の専用ツールが必要になるため、コストが高くなります。
同様に重要なのは、公差をよくチェックすることを覚えておくことです。 再使用する古い部品仕様は、不必要な厳密な公差を使用したり、公差が誤って転写されたりする可能性があります。 新しい部品仕様でもエラーが含まれている可能性があります。 新旧プロジェクトの既存の許容差を数分かけて詳細にチェックすることで、将来の再編成コストを回避できます。
これらの要素を考慮して公差を正しく使用すると、エンジニアは安心して、部品は製造プロセスが完了したら正しく取り付けられます。
加工公差が重要なのはなぜですか。
すべての製造部品には一定の内部差があります。 許容差は、これらの変化を制御して、より良い一貫性と最適な部品性能を確保します。 以下は公差が重要な理由です。
1.許容差は部品の仕様を規定している
NC加工サービスをアウトソーシングする場合、部品の仕様要件をメーカーと明確にコミュニケーションしていないと、最終的には使用できない部品を手に入れることができます。 ただし、許容差0.2インチの3インチ部品が欲しいとメーカーに明示的に伝えたとします。 この場合、彼らはあなたが2.9インチの部品を受け入れることができることを知っています。 許容差は、製造者の部品の精度と、これらの許容差を達成するために何をしなければならないかを示します。
2. 許容差により部品の嵌合度と機能が向上
1つの部品が他の部品と相互作用しなければならない場合、許容差は極めて重要です。 部品が他の部品と互換性があることを確認するためには、公差を正確に記述する必要があります。
また、コンポーネントのいくつかの特性は、その機能にとって重要です。 位置と寸法に非常に高い必要があるクランプでは、許容範囲を超えて変化すると、欠陥が発生し、使用できなくなる可能性があります。
3. 許容差により製品の最終的な外観が向上
許容差は、製品の最終的な外観を改善するためにも重要です。 例えば、2つの部分は互いに平らでなければならず、明らかな隙間がないと仮定します。 この場合、2つの部品の厳密な公差を事前に定義しておく必要があります。
多くのメーカーは、エンジニアが許容差を持つすべてのフィーチャーを定義するまで部品の製造を開始することを拒否しています。 なぜなら、メーカーは部品が他の部品とどのように相互作用するかを理解するための参照フレームを持っていないからです。 情報が不足しているため、メーカーは最終設計に対する具体的なサイズの重要性を知らない。
4.許容差はコスト制御にとって重要である
一般的に、公差がきついほどコストが高くなります。 許容差がより厳しい部品には、研磨や超仕上げなどの追加のプロセスが必要です。 1つの部品は基本的な加工技術でしか完成できず、よりゆとりのある公差を得ることができません。
そのため、製造において公差を定義することが特に重要になります。 一方、厳格な公差が必要な部品については、初めて公差要件を満たすことができ、コストが高すぎることを回避することができます。 一方、ゆとりのある許容差を受け入れることができる部品については、許容差を定義することで極めて高い精度に費用を支払うことを回避することができます。
結論
設計と製造において、公差とは部品寸法の許容変化範囲を指す。 公差は数値制御加工において非常に重要である。 一方、許容差は部品の仕様を定義し、コストを最大限に削減し、回転時間を短縮します。 一方、許容差により、部品の一貫性と適切な性能が確保されます。