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【設計サプリ】その5 (測定誤差の原因となる設計)| 機械設計者が知っておくべき加工の基礎知識

[掲載日]2021.07.15

2021.7.15【新規投稿】
2021.11.30【改訂】

設計者の皆様

いつもお世話になっております。
株式会社ナカサ見積り担当です。
このページでは
私たちが見積りする中で経験したコストダウンに関する情報を「設計サプリ」と題してご紹介させていただきます。
第5回目は「測定誤差の原因となる設計」です。

今回は製作はできても測定が難しい例を紹介します。

図1のような赤い部分を回転軸とした回転部品を例とします。
図1

二つの回転軸の同軸度が必要な場合で図2のように同軸度を規定されている場合、製作した部品を3次元測定機で図面通りに測定すると表1のようになりました。

図2

(連続で5回測定し1回目をゼロとした場合の測定誤差)
表1

このように0.0185測定がばらついています。
要求公差が0.02の場合、測定ばらつきだけで公差の92%を使っているので加工誤差が許されないということになります。
これですと加工の実力として0.02の精度が出せても測定評価でNGになります。
しかし、この回転体は軸外径(赤い部分)以外にも対品と接触する部分があると考えられるので、その部分をもう一つの基準として仮に図3のように同軸度を規定した場合、
同じように連続で5回測定すると表2のようになります。
図3
(連続で5回測定し1回目をゼロとした場合の測定誤差)
表2

この測定方法ですと要求公差の16%が測定ばらつきです。
よって残りの84%は加工誤差として使えます。
表1と表2は同じ部品を測定していますが測定方法(図面の規定方法)で大きく違うことがお分かりいただけたと思います。
このような部品は基準となる軸と軸の距離が片方の軸の長さの10倍ある為、片方の軸の円筒だけで基準を取ると誤差が拡大されこのような問題が起こります。
図4
幾何公差を書かれるときはこのような問題があることをご理解いただきデータムの設計をしていただくことをお勧めします。

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【この記事を書いた人】

稲田聡(いなたさとし)
株式会社ナカサ 開発室長
1966年島根県安来市生まれ
1989年からCADによる設計に従事し、当時は自動車のインパネ部品で基板やプリズムなど設計していました。
1991年から現在の会社で主に金型設計で3次元CAD/CAMを利用するようになり30年間複数のCAD/CAMと格闘した経験を持ちます。
工作機械も一通り使ってきましたが、最近はコストプラン、センサーを使った工場の見える化、インサイドセールスにも取り組んでいます。

(現在の主な使用ツール)
Rhinoceros
Fusion360
Ansys

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