公差の自動計算で調整を最小化！品質・コストの改善方法

CADで賢く公差設定

製品製造に欠かせない「公差」、正しく設定できていますか？過去の値をそのまま適用したり、ワーストケースの積み上げ計算だけで評価したりなど、適切な公差設計ができていないと品質やコストに悪影響を及ぼす可能性があります。

そこで今回は、公差の重要性とCADを活用したチェックツールについてご紹介します。

この記事を詳しく解説した資料があります

適正な「公差」とは？

公差とは、製品の設計図面上で許容される寸法や形状の範囲のことを指します。設計者が意図した寸法や形状からどの程度許容される範囲かを定めたものです。

製品製造において公差は、製品の品質、コスト、納期に影響を与えます。適正な公差設定ができていないと、不良品発生、コスト増加、納期遅延などの問題を引き起こす可能性があります。公差が大きすぎると、製品組み立て時に部品が干渉したり、隙間から異物が侵入したり、ガタつきやひずみが発生したりして製品不良を招きます。

適正な公差を設定することで、部品間の干渉や隙間を最小限に抑え、ガタつきやひずみを防止するだけでなく、手戻りコストそして納期延長の抑制にもつながります。

適正な公差が設定されていないと不良によるコストが増加

反対に不良をなくすよう公差を厳しく設定した場合は、加工精度を上げるために部品製造コストが増加してしまいます。適正な公差を設けることで、加工精度を必要なレベルに抑えながらも部品製造コストを削減できます。

公差チェックでQCD改善

製品品質の向上と不良品の削減

公差を設けチェックすることで、品質とコストのバランスの取れた設計が可能になります。例えば、製品組み立て時の関連部品の中で累積公差をチェックすることで、購入品や加工が難しい部品など、変更できない公差を考慮しながら製品全体の公差許容範囲を設定します。

適正な公差設定により、製品組み立て時に失敗の少なく品質の高い製品を製造でき、部品製造時の不良率も低減できます。

製造コスト、不良率を考慮した公差設定で品質を向上、コストを低減

コスト削減

適正な公差設計は、不良品の抑制だけでなく部品の加工コスト削減につながります。必要以上に厳しい公差設定は、部品の加工精度を高めるために高価な加工機や工具が必要になり、加工コストを増加させてしまいます。公差チェックにより必要な精度に合った適正な公差を設定できるため、コスト削減ができます。

海外で通用する図面

近年、製品の製造を海外へ委託するケースが増えています。しかし、国内で問題なく製造できていた製品が、海外で製造すると不良になるケースがあります。これは、国内の工場では公差設計が不適正であっても、熟練工や高い調整技術によってカバーされていましたが、海外では図面どおりにしか作られなかったためです。

設計段階で公差をチェックし、作り込みを行うことで適正な寸法・公差が指示され、海外でも通用する図面を作成できます。

公差をCAD上で計算

公差計算や公差チェック機能が搭載されているCADを使用すると、手計算よりも効率的かつ正確に公差を設定できます。

CAD搭載の公差チェックツール：TolAnalyst

「TolAnalyst」は、SOLIDWORKS Proffesional・Premiumライセンスに含まれている公差チェックツールです。各部品に3Dアノテートで付加された公差を基にアセンブリでのバラツキの累積と影響の強さ（寄与率）を計算し、3Dソリッドモデルに対して手計算では困難な幾何公差も考慮した公差計算に対応できます。

対象寸法をモデル上で指定して公差を自動計算

SOLIDWORKS搭載のTolAnalystで公差解析を極める！

アドイン製品の公差チェックツール：TOLERANCE JAPAN（TOL J）

CADにアドインして使用できる公差チェックツール「TOLERANCE JAPAN（TOL J）」は、3Dモデル上の寸法、公差を取り込み、公差計算シート上で素早く計算結果を確認できます。結果に目標値を設定することで、寄与率および係数を考慮しながら目標値を満たす改良公差を関連する寸法に自動で割り振り、モデル上の3Dアノテーションへ反映させることができます。

公差に苦手意識のある設計者でも簡単な設定で公差計算が行えるため、公差計算の実施率を大幅に向上させ、コストアップや手戻り、品質問題を削減する公差設計をサポートします。