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» 2009年01月19日 11時00分 UPDATE

製図を極める! 幾何公差徹底攻略(2):加工者の技能と心遣いを引き出すための製図 (1/2)

設計意図と併せ加工現場の事情もできるだけよく考えながら幾何公差を指定する。それが部品や製品の品質を高める。

[山田学 ラブノーツ/六自由度技術士事務所,@IT MONOist]

 「どうやって加工するべきか」「どうやって計測をするのか」、設計者がそれらをよく知らずに図面に幾何公差を書いてしまうなんて、無責任だ! と感じる人は多いと思います。

 しかしそうはいっても、設計者は万能な神様ではありません。加工事情のすべてを把握することはさすがに不可能でしょう。書籍や人からの伝聞で得た知識と、加工現場で実際に作業してノウハウを蓄積した人の知識とでは情報の質の差がどうしても出てしまうものです。

 ですから設計者は、現場の加工者並に深い加工知識を理解する必要はありません。あくまで加工者に対し、こちらの設計意図を正しく、かつ加工者が作業しやすいように伝えるための必要最低限な加工知識を習得すればいいでしょう。

*筆者注:本記事で使用する写真は、雇用・能力開発機構 京都センターのご協力の下、撮影させていただきました

加工の種類

 部品加工の種類は、「部品の形を作る」という視点で分類すると、次のようになります(表1)。

photo

 まず上記の中で、最も基本的な加工法である切削加工のうち、旋盤加工とフライス加工について解説します。

旋盤加工

 写真1のような旋盤による切削加工の特徴は、以下です。

  1. 円筒、円筒溝の切削ができる
  2. 端面切削、穴あけ(穴ぐり、中ぐり)、ネジ加工ができる
  3. 自由曲面加工ができる(NC旋盤)

*NC(Numerical Control)とは、工作物の位置や運動を数値化し自動制御により加工することです。

photo 写真1 汎用旋盤と各部の名称

 母材を回転させるために固定するものがチャックです。チャックには、「3つ爪(みつづめ)チャック」と「4つ爪(よつづめ))チャック」があります。それぞれの特徴は以下のようになります(写真2にそれぞれのチャックの構造を示しました)。

3つ爪チャックの特徴

  • 1つの調整ねじで3つの爪(つめ)が同時に締まる:4つ爪チャックと比較して締結力が弱い
  • 簡単に芯(しん)出しができる:逆に捕らえると旋盤の性能以上の精度を出せない

4つ爪チャックの特徴

  • 4つの爪それぞれの調整ねじで締める:3つ爪チャックと比較して締結力が強い
  • 芯出しの調整が大変:技能と調整時間が必要だが3つ爪チャックより精度を出すことができる
  • 角材をチャックできる

photophoto 写真2 左が3つ爪チャック、右が4つ爪チャック

フライス盤による加工

 写真3のようなフライス盤による切削加工の特徴は、以下です。

  1. 平面の切削ができる
  2. 溝削りや側面加工、穴開けができる
  3. 自由曲面加工ができる(NCフライスやマシニングセンタ)*マシニングセンタとは、NCフライスに自動工具交換装置(ATC)が付いたものです。
photo 写真3 汎用フライス盤と各部の名称

図面と加工の関係

 例えば図1のような図面があったとして、皆さんが加工者であった場合、どのように加工するでしょうか?

photo 図1 段付き軸の図面例
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