公差設計|適切な公差を設計に反映させる

公差設計

公差設計とは、設計の中で公差設計の分野をいい、求める機械的性質、加工やコストを十分に意識して、目標を達成しうる適切な公差を設計することである。適切な公差を設計し、製造工程に正確に伝え、目標とする機械的性質を得て、製造したい製品がより質の高い設計を実現することを目的とする。

公差

個々の部品には寸法、位置、面の状態にばらつきがあるが、一般には公差と呼ばれる許容されるばらつきが設けられている。設計段階には、十分な機械的性質を実現するため、厳しい公差を求める傾向にあるが、必要以上に厳しい公差は製造の工程、特殊な加工方法を増やすため、適切な公差設計が求められる。

普通公差

普通公差

幾何公差

幾何公差は、形状、姿勢、位置、振れなどの公差で、真直度、平面度、平行度、位置度など、寸法だけでは伝わらない、綿密な公差をいう。厳しい幾何公差は加工難易度があがり、また不適切な幾何公差の指定は余計な寸法測定や加工も増えるため、注意が必要である。

幾何公差の種類

幾何公差の種類

公差設計のブラッシュアップ

公差設計では、設計者が図面に表記し、製造に流すが、実際に、部品・製品ができ上がると、設定した公差の値が適切かどうか評価しなければならない。公差の表現が適切か、必要以上の厳しい公差ではないか、目標とした狙いが達成されたか、よりよい方法はないかなどを検討し、次の製品へとフィードバックする仕組みが必要である。

PDCA

公差設計はPDCAで回す方法で、より適切な設計にすることがおおい。

PLAN

PLANは、まず品質やコストなどを総合的にバランスよく決める必要がある。またその意図を後工程の製造を正確に伝える必要がある。

DO

PLANに基づいた公差情報を正確に加工できるかの工程がDOである。厳しい公差ほど、正確に設計意図を伝えなければならないが、そのずれが大きければ、あるいは製造者の負担が大きければ、その公差設計が問題となり、本当にその公差が必要かどうかを検討しなければならない。

CHECK

CHECKはDOで作られた部品が、設計意図に加工され、組み立てた出来を確認するのがCHECKの工程である。ここでは必要十分なデータを採取し、そのデータのばらつきについて把握することが重要である。

Action

CHECKの工程で与えられた情報を分析し、次の設計に生かせるのがActionの工程である。設定した公差の値が問題のない状態かどうかを冷静に割り出し、公差の質を向上させていかなければならない。