混乱します。

Question

機械設計において、組立る際、積み上げ公差を一つ一つ考えているとキリがないと上司に言われました。

社内の加工者には、図面は必ず姿勢公差を書く物だと言われました。

私、今すごく混乱しています。
どなたか助けて下さい。

質問1
三枚の板を重ねて、上面と底面の平行度を0.02～0.03にしたい場合は…1枚1枚を0.01にすれば良いのでしょうか？

質問2
図面に幾何公差、寸法公差を入れない場合は、普通公差ですよね？

いつも図面を書くと「正解は？」ってなってしまって、他人の図面を見て正解を探しています。けど、そこには答えなど無く、混乱します。

写真のような、マニホールドを作るのですが、幾何公差、寸法公差を記入しないで、SUS304の板厚15mm、長さ50mm、奥行き25mmの板にピッチ10mm±0.02で4ーφ6H7と図面を書いた時、板の底面に対する上面の平行度、φ6の底面を除いた2辺の位置度(特に、25mm方向の中心点からのズレ)、φ6の底面に対しての直角度って加工者さんはそれぞれどれくらいを狙って加工するのでしょうか？
※板の表裏Ra6.3μm、φ6H7は1.6μmとします。

汎用機と自動機でもちがうとは思いますが…

質問3
質問2で記載した内容ですが、実は先輩の書いた図面なのですが、一般公差で書いているのが何故か分かりません。
自分の経験上、マニホールドと蓋の合わせ面は、トグルで均等に締まるように2点で締める場合は0.02～0.03ぐらいで合わせないと液が漏れてしまうと思います。
皆さんはどう思われますか？
トグルで締めようが、ボルトで締めようが上に載せる板はひん曲がると考えているのでしょうか？

Answer

質問1
平行度が0.02必要であれば、3枚の板の平行度の合計が0.02以下である必要があります。

質問2
幾何公差を指示しない場合、工作機械の精度に依存します。

質問3
漏れ防止の蓋は、平面度が出ていなくても薄ければ締結された際、変形して相手部品に接して、漏れを防止する事があります。
状況によってたまたま上手くいくこともあります。

それぞれの製造現場には、過去の慣習から、セオリーから外れていても問題がない場合や、知ってて当然(その現場で)ということは省略されていることがあります。
公差を考えてもキリがないと言われたり、図面は必ず姿勢公差を書く物だと言われるとのことですが、どこの現場でも言われることだ思います。
最短で最適解を得たいのであれば、今一度周りに確認すべきだと思います。
補足:寸法公差と幾何公差はそれぞれ独立していて、特別な指示がない限り別なものです。JISを参照下さい。

Answer

>>積み上げ公差を一つ一つ考えているとキリがないと上司に言われました。

脳内で考える

イメージとしては　迷路を解く方法
必要なのはスタートとゴールだけ　途中は考えない

>>社内の加工者には、図面は必ず姿勢公差を書く物だと言われました

現在の加工者(組立者)としては　ガンプラと同じに考えているからそうなる
分業制になってしまったため組立者は加工ができないので

パチパチ組み(パチ組と呼ぶ)立てれば　組みあがると考えている
昔の組み立て者は修正　などすり合わせを行う　←　古い考え方だがスキルが高い人が望まれる

今の労働者は職人が少ないのでパチ組出来た方が　現場には優しい　というかできない
昔の組みつけ者もパチ組した方が楽だし　会社としてはコストも下がる

そこでスタートとゴールの話に切り替わる
要するにその機能を満たせば途中の過程はいらない

>>三枚の板を重ねて
なぜ３枚なのかと考える　一つにしてしまえば　公差は単純化できる
形状も考える　なぜその形なのか？
単純な四角じゃいけないのか(今はレーザー抜きという加工も四角の単純プレートと変わらないコストでできる)

どうしても３枚必要な場合　ワーストケースとして公差を考える
https://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1003/25/news100.html

その公差が厳しい場合
累乗ケースとして考える

そのへんを考えられる人と考えられない人ではものすごい差が生まれる

そして今後はそれを考えられる人を政府は量産しようとしている

プログラミング的思考
https://robo-done.com/blog/2020/02/%E3%83%97%E3%83%AD%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%9F%E3%83%B3%E3%82%B0%E7%9A%84%E6%80%9D%E8%80%83%E3%81%A8%E3%81%AF%EF%BD%9C%E8%AB%96%E7%90%86%E7%9A%84%E6%80%9D%E8%80%83%E3%81%A8%E3%81%AE%E9%81%95%E3%81%84/#:~:text=%E3%81%8A%E4%BC%9D%E3%81%88%E3%81%97%E3%81%BE%E3%81%99%E3%80%82-,%E3%83%97%E3%83%AD%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%9F%E3%83%B3%E3%82%B0%E7%9A%84%E6%80%9D%E8%80%83%E3%81%A8%E3%81%AF%E4%BD%95%E3%81%8B,%E8%A7%A3%E6%B1%BA%E5%9E%8B%E3%81%AE%E6%80%9D%E8%80%83%E3%81%A7%E3%81%99%E3%80%82&text=%E3%81%A8%E8%BF%B0%E3%81%B9%E3%81%A6%E3%81%84%E3%81%BE%E3%81%99%E3%80%82,%E3%81%AE%E3%83%97%E3%83%AD%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%A0%E3%82%92%E8%80%83%E3%81%88%E3%81%BE%E3%81%99%EF%BD%A1

学校段階におけるプログラミング教育の在り方について（議論の取りまとめ）
https://www.mext.go.jp/b_menu/shingi/chousa/shotou/122/attach/1372525.htm

Answer

・質問1　三枚の板
　交換式かつ確実に達成したいなら１枚１枚を0.01以下に指定する必要があります。もし交換式でないなら、組み立て後加工で指定する形でもいいです。
　ただし、こうした指定の仕方はひたすら公差が厳しくなっていってしまいます。３枚の板程度であればともかく、もっと複数の部品が組み合わされる場合は、目的の最終公差を絶対に満たせるような公差指定はしない方がいい事もあります。
　そうした場合は「二乗和平方根」という形で、確率論的な最適解で指定する事が多いです。
https://seihin-sekkei.com/calculation-tool/root-mean-square/

・質問2　普通公差
　指定が無い場合、加工者がどのくらいを狙うかは完全に加工者次第です。
　ただしピッチが±0.02でH7穴というのはそれなりに精密な穴加工です。ワークの固定などには気を付けるはずですから、いわゆる普通考査よりは良質な精度になるでしょう。ザックリ0.05未満、0.01～2程度になっても不思議はないです。
　
・質問3　マニホールドと蓋
　何を目的とした蓋なのかによりますし、どの程度の圧がかかるかにもよりますが、個人的には本体にも蓋にも平面度が必要な案件に見えます。
　多分ですが、先輩の図面は加工者が『おそらく面精度が必要だろう』と忖度し適切な加工をしてくれているか、他の要点(機械精度とか)から自然と必要な精度が達成されてるんでしょう。
　必要な指定がないのに製品には問題ないケースでありがちです。加工者が変わったり、内製から外注になるなど、加工先が変わるとトラブルになるような図面に思えますね。

機械設計において組立る際の積み上げ公差の考え方とは？