機械エンジニア面接の質問トップ20：次の面接を勝ち抜くために
機械工学の面接を突破するためには、どのような質問が有効なのだろうか？この記事では、トランスミッションシステムから機械工学の様々な側面をテストするトップ20の質問に飛び込む...
精密な技術図面がどのようにして生まれるのか、不思議に思ったことはありませんか？この記事では、ASME Y14.5-2009で定められた、機械製図の16の基本ルールについてご紹介します。これらのルールが、エンジニアリング設計の正確性、機能性、明瞭性をどのように保証するのかを学びます。完璧な設計図に隠された秘密を解き明かしましょう！
機械製図には多くの確立された基本ルールがあり、特にASME Y14.5-2009には16の基本ルールが定められている。
これらのルールは、技術図面の作図、解釈、レビューにおいて、徹底的に理解し、適用されなければならない。この16のルールを一つずつ掘り下げてみよう。
基準寸法には通常、公差がありません。これはなぜでしょうか？参照寸法は通常、図面上の繰り返し寸法または閉じた寸法であり、純粋に参照情報として使用されるからです。基準寸法は製造や検査の指針にはならないため、図面上で基準寸法を見た場合は、それを無視しても構いません。
図面では、MAX（最大）やMIN（最小）という表記をよく見かけます。これらの寸法には公差があるのでしょうか？答えはイエスである。MAX寸法の場合、その許容差の下限はゼロであり、MIN寸法の場合、その許容差の上限は無限大である。
したがって、MAXまたはMIN寸法を指定する際には、限界偏差において機能に影響があるかどうかを十分に考慮しなければならない。例えば、フィレットをR1 MAXとマークした場合、フィレットがない場合（つまりゼロの場合）が機能に影響を与えるかどうかを考慮しなければなりません。もしそうであれば、適切な下限公差を指定しなければなりません。
また、図面には多くの理論上の寸法（すなわち基本寸法）がある。これらに公差はありますか？理論寸法は、本体または目標基準点を定義するために使用される、数値的に正しいサイズ、形状、プロファイル、方向、または位置として定義されます。
この理論寸法が本体のサイズ、形状、プロファイル、方向、または位置の定義に使用される場合、その許容差は本体の対応する形状および位置の許容差によって定義される。この理論寸法を使用してターゲットデータのサイズ、形状、または位置を定義する場合、その公差はASME Y14.43ゲージと治具の公差ガイドラインに従って決定する必要があります。したがって、理論寸法にも公差があります。
図面に寸法公差を表示する方法は以下の通りである：
- 寸法限界または許容値を寸法自体に直接注釈する。
- 幾何学的な寸法公差の形で示すこと。
- 指定された寸法の公差を注記または表で定義すること。
- 図面内の他の参照文書において、特定の形状または工程に関する許容誤差を定義すること。
- 一般公差欄で公差が指定されていないすべての寸法の公差を定義する。
フォームの特性には、サイズ、形状、方向、位置が含まれる。図面上では、各フォームのすべての特性のサイズと公差を定義する必要があります。サイズと公差の値は、エンジニアリング図面で表現するか、CADの製品定義データベースで定義します。図面を測って寸法を推測したり決定したりすることは許されません。
すべての必要な寸法の意味は、図面上の寸法が、すべての形の特徴を完全に表現するために、多すぎず少なすぎず、ちょうどよい寸法であるべきだということである。図面には、閉じた寸法のような余計な寸法があってはならない。
前述したように、どんな基準寸法も無視することができるので、図面は基準寸法の使用を最小限にすべきである。参照寸法は、図面に無秩序な感覚を加えるだけでなく、全く役に立たない。
このことは、設計時に定義する寸法と公差は、製品の機能要件と適合要件を満たすことに基づくべきであることを強調している。設計プロセスでは、製造性と検査性を考慮すべきですが、機能要件を犠牲にすべきではありません。
製品設計は、製品の機能に必要な寸法と性能要件だけを示すべきである。それをどのように製造するかは、製造エンジニアの権限に属する。
設計者として、私たちは製造チームに十分な自由を与えるべきです。私たちが考慮すべきは、製造方法を指定するのではなく、製品の機能を満たす可能な限り広い公差範囲を提供し、十分な製造能力を可能にすることです。例えば、穴の場合、ドリル、パンチ、フライス加工、旋盤加工、研磨加工、またはその他の工程で作られたものであるかどうかを指定することなく、直径をマークするだけでよいのです。
最終製品が直径公差を満たす限り、製造工程は問題ではない。しかし、製造工程が製品の機能と切り離せない部分である場合は、設計書や参考文書に明記する必要がある。例えば、直径公差を満たしながら、穴には螺旋状の加工痕がないことが機能上要求される場合、穴の研磨が必要であることを設計に明記することができる。
通常、工程パラメータを設計に表示する必要はないが、もし表示する場合は、非必須であることを明記しなければならない。先に述べたように、これは製造エンジニアの領域であり、彼らには十分な自由が与えられるべきである。
これはドラフトの基本的な条件であり、ここでは説明しない。
寸法または製品ブランド番号は、寸法に続く括弧内に記す。
このルールは原材料に特有のもので、各原材料には独自の表記基準がある。
設計には90度と仮定される関係が多くある。これらの90度と仮定された公差は、無印の角度公差として管理されるべきである。
配列ボディとは、同じ形と大きさのボディが規則的なパターンで配置されたグループ（2つ以上）を指す。これらのボディの中心が基本寸法によって定義または位置決めされている場合、想定される90度の基本角度の許容差は、対応する形状および位置の許容差によって制御される。
これは常識である。これらの基本寸法の公差はゼロと仮定し、対応する形状公差と位置公差で管理する。形状公差と位置公差が指定されていない場合は、一般技術要件欄の未指定の形状公差と位置公差で管理する。
ここでの室温は20度であり、23度や25度ではないことに注意してください。したがって、製品の要求事項を満たしているかどうかを試験結果に正確に反映させるため、すべての測定室は20度に温度管理するよう求めています。
室温20度での測定が不可能な場合、特に温度感度の高い部品については、測定結果に及ぼす温度の影響を補正することを検討する必要がある。
図面に記された寸法はすべて、応力のない状態での部品の寸法を意味する。一部の非剛性部品については、規則に従って部品を拘束した後に寸法を記すことができ、部品の拘束方法を図面に記す必要がある。
自由状態で部品の寸法をマークしたい場合は、自由状態の記号Fでマークしなければならない。
このことは誰もが知っていると思う。ここで思い出していただきたいのは、包括的原則の適用により、フォームの長さ、幅、あるいは奥行きが、フォームの形状のコントロールに大きく影響するということだ。
長さ3mmの丸棒と長さ30mmの丸棒の場合、最大で 真直 同じ直径公差の下で許容されることは同じだが、実際の曲げ状況は大きく異なる。
つまり、部品図上のサイズが組立図に当てはまるとは限らない。例えば、開口部10±0.5のブラケットを台に溶接する場合、溶接の変形や溶接治具の保持などの関係で、溶接された部品に10±0.5のサイズ要求を満たすことは難しい。
つまり、このサイズはもはや溶接部品の図面には適用できない。したがって、部品図のサイズに基づいて、組立図に同じ形のサイズを要求することはできない。組立図上でこの形状を管理する必要がある場合は、組立図上にサイズを表示しなければならない。
このポイントはめったに使われるものではないので、これ以上の詳しい説明は必要ない。
上記は、ASME規格が規定する16の基本的な図面ガイドラインの紹介である。
MachineMFGの創設者として、私は10年以上のキャリアを金属加工業界に捧げてきました。豊富な経験により、板金加工、機械加工、機械工学、金属用工作機械の分野の専門家になることができました。私は常にこれらのテーマについて考え、読み、執筆し、常にこの分野の最前線にいようと努力しています。私の知識と専門知識をあなたのビジネスの財産にしてください。
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