図面加工の加工公差と表面粗さをどう決めるか

図面加工の加工公差と表面粗さをどう決めるか

お客様が図面を送ってきたとき、最初の質問は価格ではなく「この公差は出せるか」であることが多い。加工公差を緩くしすぎれば組立で不具合が出る。厳しくしすぎれば単価が倍になる。

難しいのは切削そのものではなく、図面の段階で加工公差を妥当な範囲に収めることだ。本稿では公差と表面粗さを分けて整理し、見積もりの前に押さえるべき判断軸を示す。御嘉鑫の工法能力を見る

加工公差は厳しければよいわけではない

重要な寸法に ±0.005 mm をそのまま記入する図面は少なくない。理由は「保険」である。その結果、 supplier は辞退するか、コストをそのまま上乗せする。加工公差は工法が出せる限界であって、希望リストではない。

一般的な CNC フライスを例にすると、±0.05 mm は通常能力、±0.01 mm は仕上げと段取りの追加が必要、±0.005 mm は研削やワイヤ放電が要ることが多い。加工公差を一段締めるたびに、工数と不良率は上がる。まず問うべきは、その寸法が本当に必要か、単なる設計習慣ではないかである。

表面粗さと公差は別物として見る

公差が管理するのは寸法の偏差、粗さが管理するのは表面の微細な凹凸であり、両者は別である。±0.02 mm を指示しながら Ra 0.4 を求める図面は、実際には作りにくい。仕上げ工具ではその面が出ないからだ。加工公差を確定する前に、粗さの目標が到達可能かを確認する。

表面粗さは Ra で表す。Ra 3.2 は一般フライス、Ra 1.6 は精密フライス、Ra 0.8 以下は研削が目安になる。両方を同時に指示する前に、工法が両方を満たせるか確かめたい。品質管理の流れを見る

公差指示でよくある三つの誤り

第一に、基準が混在すること。複数の基準が互いを参照し、検査の原点が定まらない。第二に、寸法だけで形状を指示しないこと。穴の位置度が抜けたまま、組立でずれが見つかる。

第三に、図面全体を一つの加工公差でまとめること。機能面ごとに要求は違うので、一律の指示はコストを押し上げるだけだ。

幾何公差の位置度、平行度、同軸度は、寸法公差だけより組立意図を正確に伝えられる。必要な箇所を明確にし、不要な箇所は余白として残す。そうして初めて supplier は見積もりを出しやすい。

工法ごとに出せる公差の範囲

工法によって能力差は大きい。MIM は小型部品の量産に向き、公差はおおむね ±0.3% から ±0.5%。粉末冶金の寸法能力は MPIF 規格 に整理されている。精密鋳造はやや緩い。

CNC 加工は小ロット・高精度に柔軟で、±0.01 mm まで対応できる。歯車ホブ加工の精度は歯車等級に依存する。同じ図面でも、工法ごとに安定して出せる加工公差は異なる。

工法を選ぶときは、加工精度の要求と数量をセットで見る。小ロット・高精度なら CNC が有利。大ロット・小型部品なら MIM の単価が下がる。同じ図面で見積もりが数倍違うのは、この差によるものだ。定制加工サービスを見る

公差でコストを管理する

公差とコストの関係は線形ではない。±0.1 から ±0.05 へ締めても二割程度の上昇で済むことがある。±0.02 から ±0.005 へ締めると倍になることもある。加工公差の緩急を機能別に管理することが、単価を抑える最も直接的な手段だ。

当社では、図面を受けた時点で製造性レビューを一度行う。厳しすぎる公差を指摘し、代替案を提示する。多くの場合、非重要寸法を緩めることで単価が一割から二割下がる。この工程は追加費用をいただいていない。図面レビューが納期に与える影響

よくある質問

公差はまず最も厳しい条件で見積もり、後から調整できますか。 見積もりは可能だが、価格が膨らみ比較しにくくなる。機能に必要な数値で指示するのが望ましい。

粗さと公差は必ず同時に指示すべきですか。 合わせ面は同時指示が望ましい。非合わせ面はどちらか一方でも構わない。

まとめ

加工公差と表面粗さを決める作業は、機能要求を製造の言葉に翻訳することにほかならない。図面段階で半時間かけて精度を明確にすれば、見積もりも納期も滑らかになる。御嘉鑫科技は図面加工の公差レビューと工法提案を行う。見積もりの内訳は来図加工のコスト構成を参照されたい。無料の技術評価を申し込む