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公差とはめあい：すきま、中間、しまりばめ
25 mmと書かれた図面は不可能なことを求めており、それは誰もが知っています。実際に意味するのは、ある許容差の範囲内で25 mmということであり、その許容差の大きさが部品のコストを決めるため、これは形式的な事柄ではなく工学的な判断です。
コスト以上に決めるのは、部品同士がどのようにBEHAVEかということです。穴よりわずかに小さい軸は回転します。わずかに大きい場合は圧入する必要があり、二度と抜けなくなります。その二つの場合の間の隙間はわずか数十マイクロメートルであり、その中にこれまで作られたすべての軸受、すべての位置決めピン、すべてのキー止めハブ、すべての圧入ブッシュが存在しています。
この段階では、これまでの測定が目的を持つようになります。寸法の求め方はすでにわかっており、ここではどの寸法を求めるべきかを学びます。
上級者
4時間
手順
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限界値を書く。サイズと願望だけでは不十分
限界値を書く。サイズと願望だけでは不十分
重要なすべての寸法には2つの数値を与える。すなわち、その形状が取り得る最大値と最小値である。穴に対する 25.000/25.021 は完全な仕様である。「25 mm」はまったく仕様とは言えない。
両者の差が TOLERANCE であり、実際に購入しているのはこれである。公差を半分にしても部品のコストは半分にならず、おおよそ2倍になる。公差を厳しくすると、切削速度が遅くなり、加工パス数が増え、より高性能な機械、温度管理、そして不良品の増加を伴うからである。
したがって、どの寸法についても最初に問うべきは「どこまで正確にできるか」ではなく、「どこまで緩くしても許容されるか」である。公差は使われる予算であり、何にも接触しない寸法は予算を消費すべきではない。
必要な工具:
計算機2
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穴基準：穴を固定し、軸を変える
穴基準：穴を固定し、軸を変える
慣例として、穴は一定の寸法に保ち、軸の寸法を変えて目的のはめあいを得る。ISO 方式では、穴は H 穴であり、一般的な H7 がその代表で、その下の許容差はちょうど基準寸法に等しい。
その理由は実用的である。穴は寸法の決まった工具によって加工される。リーマーやドリルは、それが作り出す寸法の穴を作り、工場では一組の工具を所有している。一方、軸は横送り台を動かすことで、好みの直径に旋削できる。したがって、3種類の工具を買うよりも、リーマーを1本だけ保持し、軸を3通りに旋削するほうがはるかに安上がりである。
軸基準も存在し、軸が固定寸法で購入される場合、すなわち研削丸棒材や、長さ方向に複数の異なる部品を取り付ける引抜き軸などで用いられる。
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3つのはめあいを数値で示す
3つのはめあいを数値で示す
Jupyter ノートブックを読み込み中…
必要な工具:
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公差を積み上げてから組立品を信頼する
公差を積み上げてから組立品を信頼する
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必要な工具:
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一つずつ作って、その違いを実感してください
一つずつ作って、その違いを実感してください
同じリーマ穴に収まるよう、短いシャフトを三本旋削してください。一本は数百分の一ミリ小さく、一本は百分の一ミリ以内、もう一本は数百分の一ミリ大きくします。それぞれをマイクロメーターで、穴はテレスコピックゲージで測定し、試す前に数値を書き留めてください。
そのうえで実際に試してみてください。すきま嵌めのものは自重で落ちます。中間嵌めのものは親指で押すだけで入り、その位置に保持されます。しまり嵌めのものは、プレスや温度差がなければ入りません。
紙の上の数字では、この感覚の代わりにはなりません。二十マイクロメートルは、部品が手から落ちるか、動かせなくなるかの差になるまで目に見えず、想像もできません。そうなると、図面上の数字はもはや抽象的なものではなくなります。
このステップの材料:
鋼の棒材3 個必要な工具:
マイクロメータ
テレスコーピングゲージセット関連ブループリント
これらのブループリントは知識を共有しています — 技術、材料、原理
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