リファレンス
微細加工の公差、形状サイズ、材料
10 mm以下の部品の一般的な値を1ページにまとめました。現実的な図面とRFQを作るためにお使いください。数値はすべて一般的な値で、保証ではありません。実際の限界は、図面、材料証明書、マッチングしたメーカーが決めます。
公差の対応範囲
微細加工メーカーが量産で一般的に保てる値です。最良の値は、DFM確認後に、選定した形状に適用されます。
| 項目 | 一般的な値 | 備考 |
|---|---|---|
| 寸法公差(最良) | ±0.005 mm | DFM確認後、選定した形状で |
| 寸法公差(一般) | ±0.01 mm | 多くの微細加工メーカーが量産で保てる値 |
| 穴と軸のはめあい | H6 / h5 | 軸はIT5等級 |
| 角度 | ±10分角 | |
| 平面度 | 0.005〜0.05 mm | 部品のサイズと厚さによる |
| 振れ | 0.01 mm | 旋削径、1回の段取り |
| 表面粗さ | Ra 0.8 μm 最良、1.6 μm 一般的 | より細かい仕上げには追加工程が必要 |
微細サイズでのISO 286等級
ここで重要なサイズ範囲について、ISO 286-1の公差等級をマイクロメートルで示します。H6の穴とh5の軸は、微細旋削部品での一般的なはめあいです。
| 呼び寸法 | IT5 | IT6 | IT7 |
|---|---|---|---|
| 1 mmを超え3 mm以下 | 4 | 6 | 10 |
| 3 mmを超え6 mm以下 | 5 | 8 | 12 |
| 6 mmを超え10 mm以下 | 6 | 9 | 15 |
形状サイズの限界
微細加工メーカーが一般的に納品できる最小の形状です。放電加工やレーザー加工では、費用は変わりますが、さらに小さくすることも可能です。
| 形状 | 一般的な最小値 | 備考 |
|---|---|---|
| 部品全体の外形 | 1 mm以上 | このニッチでは最大およそ10 mm |
| 最小の形状 | 0.3 mm | 溝、ボス、リブ |
| 穴あけ | ⌀0.2 mm以上 | 深さは通常、直径の10倍まで |
| 壁の厚さ | 0.15 mm以上 | 材料による |
微細部品の材料
材料の選択が、微細形状の公差の上限を決めます。以下のグレードは、小さな部品に適したサイズの棒材と板材で、日常的に在庫されています。
| 材料 | グレード | 備考 |
|---|---|---|
| ステンレス鋼 | 303, 304, 316, 316L | 医療用の微細部品では316Lが一般的です |
| チタン | Grade 2, Grade 5 (Ti-6Al-4V) | インプラント用途にはGrade 5 ELI |
| アルミニウム | 6061-T6, 7075-T6 | 半導体・光学用ハウジングに多用 |
| 真鍮・銅 | C36000, C11000 | C36000は金属の中で最も微細旋削しやすい材料です |
| 工具鋼 | D2, H13, SKD11 | 焼入れ材は、ハードミーリングまたは研削のできるメーカーが担当します |
| エンジニアリングプラスチック | PEEK, POM, PTFE | PTFEはクリープするため、可能な限り公差を緩くしてください |
微細形状の検査方法
公差は、それを確認する方法の精度以上のものにはなりません。生産前に方法を合意してください。測定の基準温度は20 °C(ISO 1)です。
| 方法 | 用途 | 備考 |
|---|---|---|
| 小径スタイラスのCMM | 穴、位置、平面度 | スタイラス先端は約0.3 mmまで。薄い壁ではプローブ力が影響します |
| 画像・光学測定システム | 輪郭、小さな穴、溝、エッジ | 非接触で、柔らかい形状や微小な形状に適しています |
| 測定顕微鏡 | バリ、エッジの丸み、小さな形状 | エッジの状態を素早く確認できます |
| ピンゲージとリングゲージ | 穴と軸のサイズの通り止まり | 小さな穴には、細かい刻みのピンが用意されています |
| 粗さ測定機 | 表面粗さRa | 触針式または光学式、ISO 21920に基づく |
公差のFAQ
公差等級の背景:engineering tolerance。
±0.005 mmは、すべての形状で達成できますか。
いいえ。旋削径や穴など、DFM確認後に選定した形状での、一般的な最良値です。厳しい公差は機能が必要とする箇所だけに付け、それ以外は±0.01 mmか普通公差等級にしてください。
4 mmの軸でIT5とは、どういう意味ですか。
ISO 286では、3 mmを超え6 mm以下のサイズのIT5公差帯は5 μmです。そのため、4 mmのh5の軸は、4.000〜3.995 mmの範囲で測定されることになります。
なぜ樹脂は公差が緩くなるのですか。
PEEK、POM、とくにPTFEは、温度や水分で動き、切削力やクランプ力でたわみます。多くのメーカーは、同じ形状でも、樹脂は金属より1等級緩く見積ります。
微細形状はどのように測定しますか。
小径スタイラスのCMM、光学・画像測定システム、測定顕微鏡、ピンゲージを使います。測定方法は、とくに0.5 mm未満の形状では、生産前に合意しておくべきです。