真円でない穴や中心がずれた径は、組立を妨げます。真円度と同心度の違いと、それぞれの測定方法を学びましょう。BQUQはバッチごとにCMMで両方を検査します。
真円度と同心度：組立を止める公差を読み解く
真円度は、円の表面が真円からどれだけ逸脱しているかを管理し、同心度は、ある円の中心が別の円の中心からどれだけ離れているかを管理します。そして、組立に失敗する部品は通常、すべての直径が規格内で測定されたにもかかわらず、中心がずれてしまった部品です。サイズ公差だけでは幾何学的形状を保証することは決してありません。穴は完全なサイズでも楕円形になる可能性があり、シャフトは完全なサイズでも中心がずれて回転する可能性があります。
機械加工図面における最も誤解されやすい2つの指示は、真円度と同心度です。どちらも幾何公差であり、サイズではなく形状と位置を管理します。また、どちらも回転アセンブリ、ベアリングシート、シール、精密嵌合部に現れ、「サイズ通り」に測定される部品が実際の使用で故障する箇所です。このガイドでは、各公差の定義、実際に制御する内容、CNC加工で達成可能な数値、および測定方法を説明し、期待するのではなく検査データを読めるようにします。
真円度：円自体の幾何学的形状
真円度（円形度とも呼ばれる）は、単一平面内で円の表面が真円からどれだけ逸脱しているかを管理します。これは形状公差であり、データムがなく、部品上の他の要素との関係もありません。公差域は2つの同心円の間の環状帯であり、測定される真円度は、実際の輪郭の最内点と最外点の間の半径方向の距離です。真円度0.005 mmは、表面が半径方向に0.005 mm離れた2つの円の間に収まることを意味します。輪郭は、その帯域内に留まる限り、楕円形、ローブ状、または不規則であってもかまいません。
| 真円度不良の原因 | どのように現れるか | 一般的な工程結果 |
|---|---|---|
| 3爪チャックのクランプ力 | 3ローブ（三角形）形状 | 旋削部品：小径で2〜10 µm可能 |
| ベアリングまたは主軸の誤差 | 楕円形または多ローブ形状 | 研削部品：良好な機械で0.5〜2 µm |
| 薄肉部の工具たわみ | 局所的な平坦化またはテーパー | 薄肉旋削：剛性によって異なる |
| 切削中の熱変形 | 楕円形状の成長、不均一 | クーラントと軽切削で制御 |
| センタレス研削のセットアップ | ブレード数に応じたロービング | センタレス：通常1〜3 µm |
真円度は直径公差と同じではありません。部品は直径で±0.005 mmを維持しながらも、切削中にクランプが変形させた場合、真円度が0.01 mmの楕円形になる可能性があります。直径の読み取り値はローブを平均化しますが、真円度の読み取り値はローブを露呈します。そのため、シールや精密嵌合部を備えた回転部品には、サイズとは別に真円度の指示が付けられ、直径のみを報告する工場は幾何学的形状を証明していない理由でもあります。
同心度：2つの中心、1つの軸
同心度は、1つの円形フィーチャーの中心点（または軸）が別のフィーチャーの中心点にどれだけ近いかを管理します。真円度とは異なり、2つのフィーチャーを関連付ける位置公差です。典型的な指示は、旋削された直径の中心を、データム直径の軸の周りの小さな円筒内に保ちます。直径方向に対向する点を測定して定義される旧式の同心度記号は、現代のGD&Tでは、位置度（同じ中心関係をより明確な規則で管理）と振れ（中心オフセットと形状誤差を組み合わせる）に大部分が置き換えられています。古い図面では依然として同心度が指示されており、レガシープリントと顧客仕様が引き続き使用しているため、それを理解することが重要です。
| 公差 | 制御内容 | データムの要否 | 実用的な用途 |
|---|---|---|---|
| 真円度（円形度） | 1つの円の形状 | 不要 | シール、ベアリング、均一な壁厚 |
| 同心度 | ある円の中心と別の円の中心 | 必要 | 積み重ねられた回転部品 |
| 振れ（全振れ/円周振れ） | 中心オフセット+形状誤差、ライブ測定 | 必要 | シャフト、ハブ、回転シート |
| 位置度（フィーチャーの） | 真位置に対する軸/中心の位置 | 必要 | 同心度の現代的な代替 |
実用的な違い：振れは、固定されたインジケータに対して部品を回転させて測定し、中心ずれと真円度不良の両方を1つの数値で捉えます。そのため、振れは通常、より優れた生産指示です。同心度は、中心間距離として静的に測定され、平均中心が完全である楕円形の部品を捉えません。図面が「同心度0.01 mm以内」と指定している場合、工場は機能的なニーズが本当に振れであるかどうかを確認する必要があります。なぜなら、中心がずれた直径で回転するシャフトは振れゲージに不合格となり、静的な同心度チェックには合格する可能性があるからです。
CNC加工で実際に達成可能な数値
現実的な数値は、プロセスと部品の剛性に依存します。剛性の高いセットアップでセンタ間で旋削された直径は、真円度が2〜5 µmの範囲を維持します。研削により0.5〜2 µmになり、センタレス研削は約1〜3 µmです。1回のセットアップ（同じクランプ、再チャックなし）で機械加工された直径間の同心度は、部品が動かなかったため優れています。部品が工程間で再チャックされると、新しいクランプ誤差が同心度の予算に入ります。この単一の事実が多くのプロセス設計を推進します。重要な同心フィーチャーは1回のセットアップで機械加工されるか、または2番目の工程では基準直径とダイヤルインジケータを使用して切削前に再センタリングします。
| 工程 | 達成可能な真円度（標準） | 1回のセットアップでの直径間の同心度 |
|---|---|---|
| センタ間旋削 | 2〜5 µm | チャックとセンタの状態に依存 |
| コレットでのCNC旋削 | 小物部品で2〜8 µm | 再チャックしない場合、約0.005 mmクラス |
| 円筒研削 | 0.5〜2 µm | セットアップ後は優れている |
| センタレス研削 | 1〜3 µm | 該当なし — 固定軸がない |
| リーマ加工/ボーリング穴 | 直径で2〜5 µm | パイロットと治具によって設定 |
「0.005 mmクラス」の数値は、正直な生産の見出しです。安定した機械でのコレット保持旋削は、フィーチャーが1回のセットアップで加工される場合、0.005 mmクラスの同心度を維持します。これは、当社がCNC精密部品およびCNC旋削加工で維持している能力クラスとまったく同じです。すべての真剣な議論に現れる注意点に注意してください。再チャックは同心度を損なう場所です。2回のセットアップで機械加工する必要がある穴と外径の間の同心度を持つ図面は、より緩い数値または研削工程を期待する必要があり、再チャックを無視した見積もりは、初回品で不合格になる見積もりです。
これらの公差の測定方法
真円度は、最も精密な加工には真円度測定機（精密主軸とプローブを備えた）で測定され、工場フロアでのチェックにはVブロックとインジケータで推定されます。ただし、Vブロックはすべてのローブ数を検出できず、3爪チャックが作成した正確な誤差を見逃す可能性があるという警告があります。同心度と振れは、機械上または検査で、部品をインジケータに対して回転させて測定するか、中心間の関係についてはCMMで測定します。各方法には限界があります。CMMは円の周りの有限数の点を測定するため、測定点間のロービングを見逃す可能性がありますが、真円度測定機は連続的にトレースします。
| 測定方法 | 検出内容 | 盲点 |
|---|---|---|
| Vブロック+インジケータ | おおよその真円度 | 偶数ローブ形状（例：4ローブ）を見逃す |
| 真円度測定機（連続トレース） | 真の真円度プロファイル | 形状にはなし。コストが高い |
| 回転部品上のインジケータ | 振れ（形状+中心オフセット） | 2つの原因を分離できない |
| CMM点サンプリング | 中心位置、サイズ | 点間のロービングを見逃す可能性がある |
購入者にとって、問題はサプライヤーがどの機器を所有しているかではなく、測定がリスクに一致しているかどうかです。シールシートは、十分な点数または連続トレースで測定された真の真円度を必要とします。真に回転する必要があるシャフトは、センタでの振れチェックが必要です。別の穴と位置合わせする必要がある穴は、図面データムに対するCMM位置チェックが必要です。これらの結果を読む規律は、当社のCMM検査ガイドでカバーされています。同じ規則が適用されます。データムを確認し、偏差を読み取り、単一の合格スタンプを信頼するのではなく、バッチごとに比較します。
意味のある指示を図面に描く
真円度は、機能が必要とする場所（シールシート、ベアリングジャーナル、均一な壁厚の用途）にのみ指定し、研削にお金を払っていない限り、研削なしでプロセスが維持できる数値を指定します。回転フィーチャーには同心度ではなく振れを指示します。なぜなら、振れはアセンブリが実際に感じるものだからです。レガシー図面が本当に同心度を必要とする場合は、データムを明確に定義し、どのフィーチャーがセットアップを共有する必要があるかを機械工に伝えます。そして、再チャックの規則を覚えておいてください。中心関係が重要なフィーチャーは1回のクランプに属し、図面はそれが機能的な要件である場合にそれを示し、プロセスエンジニアがそれを計画できるようにする必要があります。
穴については、同じ幾何学的ロジックが1レベル下に適用されます。真円の穴は、すべてのリーマ加工またはボーリング嵌合の前提条件であり、当社のプロセス別穴公差の記事では、穴あけ、リーマ加工、ボーリングがそれぞれ異なるサイズ制御とともに異なる真円度をどのように提供するかを説明しています。幾何学的形状とサイズは2つの異なる約束です。両方を指示する図面と、両方を測定する工場が、「問題なく測定された」部品によるアセンブリの詰まりを防ぎます。
よくある質問
Q: 真円度と同心度の違いは何ですか？
A: 真円度は形状公差であり、データムなしで、1つの円の表面が真円からどれだけ逸脱しているかを示します。同心度は位置公差であり、ある円の中心が別の円の中心からどれだけ離れているかを示します。部品は完全に真円で中心がずれているか、完全に中心があり真円でない場合があります。
Q: 図面に指示するのに適しているのは、同心度と振れのどちらですか？
A: 回転部品の場合、振れが通常より良い指示です。部品をインジケータに対して回転させて測定し、中心オフセットと形状誤差の両方を1つの数値で捉えます。同心度は中心位置のみを測定し、平均中心が完全である楕円形の部品を見逃す可能性があります。
Q: CNC加工で達成可能な真円度はどのくらいですか？
A: 剛性の高いセットアップでの旋削直径は、通常2〜5 µmの真円度を維持し、研削は0.5〜2 µmに達し、センタレス研削は約1〜3 µmです。薄肉および長い無支持部はこれらの数値を緩めます。部品の剛性が実用的な下限を設定します。
Q: なぜ再チャックは同心度を損なうのですか？
A: すべてのクランプは、位置決め面の切りくず、ジョーの摩耗、着座のばらつきなど、独自の誤差を導入します。1回のセットアップで機械加工されたフィーチャーは、0.005 mmクラスまで同じ軸を共有します。部品が再チャックされると、そのクランプ誤差が同心度の予算に入り、数値が緩みます。
Q: 真円度は実際にどのように測定されますか？
A: 最も精密な加工では、精密主軸と連続プローブトレースを備えた真円度測定機を使用します。工場フロアでのVブロックチェックは高速ですが、3爪チャックが作成する3ローブ誤差などの偶数ローブ形状を見逃す可能性があります。CMMは点をサンプリングし、測定点間のロービングを見逃す可能性があるため、リスクに合わせて方法を選択してください。
BQUQエンジニアリングチーム著。BQUQは、中国東莞にあるISO9001認証のソース工場であり、CNC機械加工、金属スタンピング、カスタムばね、ヒートシンク、コレットラインを1つの屋根の下で運営しています。図面をsc@bquq.comまたはWhatsApp +86 13713157787に送信して、12営業時間以内に見積もりを受け取ってください。www.bquq.com
