寸法に公差が指定されていない図面は、単に「公差なし」の図面というわけではありません。それは、タイトルブロックに記載された一般的な公差注記、あるいは注記がまったくない場合は機械加工担当者に、黙って判断を委ねている図面なのです。機械加工部品に関する寸法上の紛争の多くは、ここから始まります。.
実際には、機械加工された金属部品の一般的な規格はISO 2768クラスmであり、これは6～30 mmの寸法において±0.1 mm程度の許容誤差が認められています。 北米の工場では、多くの場合、デフォルトで±0.005インチ（約0.13 mm）を基準としていますが、これは近い値ではあるものの、まったく同じではありません。 適切な形状であれば、個々の形状精度をより厳密に管理し、±0.005 mmの公差範囲を実現することも可能です。本ガイドでは、公差表の全内容、最近の規格の変更点、およびどの形状に厳密な公差範囲が真に必要かを判断する方法について解説します。.
CNC加工の公差の4つのレベル
| レベル | 典型的なバンド | 適応範囲 | 相対的なコスト |
| 粗目（ISO 2768-c） | 約±0.5 mm（0.020インチ） | 溶接組立品、重要度の低いブラケット、外観用カバー | 最低 |
| 規格（ISO 2768-m） | 約±0.1～±0.3 mm | ほとんどの機械加工部品、妥当なデフォルト設定 | ベースライン |
| ファイン（ISO 2768-f） | 約±0.05～±0.15 mm | 積層寸法を含むアセンブリ | 小幅な増加 |
| 精度（個体） | ±0.025 mm から ±0.005 mm まで | 軸受座、シール面、嵌合穴 | 機能ごとに急激な増加 |
重要な違いは、最初の3つは、個別の指定がない限りすべての寸法に適用される一般的な公差であるのに対し、4つ目は寸法ごとに適用され、常に一般的な注記よりも優先されるという点です。.
ISO 2768-1 直線公差表
これは、貴社の一般的な公差注記で実際に参照されている表です。数値は許容偏差（単位：ミリメートル）であり、参考として括弧内にインチ換算値が記載されています。.
| 公称サイズ（mm） | f（良好） | m（中） | c（粗） | v（非常に粗い） |
| 0.5～3 | ±0.05 (0.002) | ±0.1 (0.004) | ±0.2 (0.008) | 未定義 |
| 3～6以上 | ±0.05 (0.002) | ±0.1 (0.004) | ±0.3 (0.012) | ±0.5 (0.020) |
| 6以上～30 | ±0.1 (0.004) | ±0.2 (0.008) | ±0.5 (0.020) | ±1.0 (0.039) |
| 30以上～120 | ±0.15 (0.006) | ±0.3 (0.012) | ±0.8 (0.031) | ±1.5 (0.059) |
| 120以上～400 | ±0.2 (0.008) | ±0.5 (0.020) | ±1.2 (0.047) | ±2.5 (0.098) |
| 400以上～1000 | ±0.3 (0.012) | ±0.8 (0.031) | ±2.0 (0.079) | ±4.0 (0.157) |
| 1000以上～2000 | ±0.5 (0.020) | ±1.2 (0.047) | ±3.0 (0.118) | ±6.0 (0.236) |
| 2000以上から4000 | 未定義 | ±2.0 (0.079) | ±4.0 (0.157) | ±8.0 (0.315) |
サイズが大きくなるにつれて許容幅が広がる点に注目してください。クラスMの20 mmの寸法では±0.2 mmの許容幅となりますが、300 mmの寸法では±0.5 mmの許容幅となります。これは意図的なもので、熱膨張と治具誤差はいずれも長さに比例して増大するためです。 また、これは、一般的な寸法が連鎖的に組み合わさった長い部品では、設計者が想定しているよりも多くのばらつきが生じ得ることを意味します。.
外径および面取り高さ
| 公称サイズ（mm） | f と m | c と v | 注記 |
| 0.5～3 | ±0.2 | ±0.4 | エッジの切り欠きおよび面取りに適用されます |
| 3～6以上 | ±0.5 | ±1.0 | 設計上、ゆとりのある仕様 |
| 6以上 | ±1.0 | ±2.0 | 半径が機能的である場合は、個別に許容する |
これらの帯幅が広いのは、半径や面取りが機能的な役割を果たすことはめったにないためです。半径がシール、フィレットの応力集中、または嵌合クリアランスに影響を与える場合は、一般的な公差ではなく、それ自体に個別の公差を設定する必要があります。.
角度公差
ISO 2768-1における角度の一般公差は、角度そのものではなく、その角度をなす辺のうち短い方の長さによって定められています。 15 mmの面に形成された45度の角部には、クラスmで±30分の公差が適用されますが、200 mmの面に形成された同じ角度の角部には、±10分しか適用されません。短い角部には緩い角度公差が適用されるため、公差が角度の値に比例すると想定している人々にとっては意外なことです。.
ISO 2768のうち、現在は存在しない部分
多くの公差ガイドラインが、この点においてすでに時代遅れとなっている。ISO 2768は2部構成で発行された。第1部は直線寸法および角度寸法を扱っており、現在も有効である。 第2部は、クラスH、K、Lにわたる一般的な幾何公差を規定していましたが、廃止され、ISO 22081:2021に置き換えられました。この新しい規格では、一般的な幾何仕様がより広範なGPSの枠組みに組み込まれています。そのステータスについては、直接 ISO 2768-2 のISO記録.
実用上の影響が重要です。本日公開された図面には、ISO 2768-mKが依然として有効であると記載されており、有能なサプライヤーであれば誰でも、K半部を旧表に基づいて解釈することになります。 しかし、「K half」は現在、廃止された文書を参照しており、ISO 22081では意図的に固定値表を公表していない。同規格では、設計者に対し、レタークラスから仕様を継承するのではなく、基準点を明記した上で、一般的な幾何学的仕様を明示的に記述するよう求めている。.
H、K、またはLクラスを記載した従来の図面は、依然としてこれらの値に基づいて解釈されるため、この表は既存の図面を読み解く上で引き続き有用です。.
| 特徴と分布範囲 | Hクラス | Kクラス | Lクラス |
| 平坦度：最大10 mm | 0.02 | 0.05 | 0.1 |
| 平坦度：30～100 mm | 0.1 | 0.2 | 0.4 |
| 平坦度、100～300 mm | 0.2 | 0.4 | 0.8 |
| 垂直度、最大100 mm | 0.2 | 0.4 | 0.6 |
| 垂直度、100～300 mm | 0.3 | 0.6 | 1.0 |
| 円形振れ | 0.1 | 0.2 | 0.5 |
新しいタイトルブロックを作成する場合、最も明確な方法は、ISO 22081に従って一般的な幾何学的仕様を明示的に記載するか、あるいは意図的かつ認識した上でISO 2768-2を引き続き参照し続けることです。どちらの方法でも問題ありません。 問題を引き起こすのは、クラス記号や日付が記載されていない不明確な注記です。なぜなら、それにより、最も議論になりやすい寸法について解釈の余地が残されてしまうからです。また、線形および角度に関する部分の改訂版がISO/TC 213で進められているため、製品ファミリー全体でテンプレートを標準化する前に、現在の状況を確認しておく価値があります。.
一般的な公差表記の読み方
「ISO 2768-mK」のような表記には、2つの別々の指示が含まれています。 小文字は第1部から線形および角度の許容等級を選択し、大文字は旧第2部から幾何学的許容等級を選択します。したがって、mKとは、許容値が指定されていない長さおよび角度に対する中程度の一般公差に加え、真直度、平面度、直角度、対称性、および振れに対してクラスKの許容限界が適用されることを意味します。.
そこから3つのルールが導き出され、それらはほとんどの紛争が勃発する前に解決してくれる：
- 個別の許容差が常に優先されます。寸法に固有の限界値やH7などの嵌合が指定されている場合、この一般的な注記は適用されません。.
- 一般的な公差は、単に隙間を埋めるに過ぎません。これらは最低限の基準であり、機能公差の代わりとなるものではありません。.
- 一般的な注記だけでは、実際の位置や形状を規定することはできません。位置については、依然として、指定された基準座標系に基づく明確な幾何公差の設定が必要です。.
各プロセスが現実的に処理できる量
機械加工部品の一般的な公差は、選択した加工プロセスでその公差を満たせる場合にのみ意味を持ちます。これらは、堅固な治具を用いた適切な加工部位における典型的な加工能力です。.
| プロセス | 快適 | 達成可能 | 制限要因 |
| 3軸フライス加工 | ±0.05 mm | ±0.0125 mm | セットアップ、工具のたわみ、ワークの剛性 |
| 5軸フライス加工 | ±0.025 mm | ±0.010 mm | 1回のセットアップで、特徴量間の精度が向上する |
| CNC旋盤加工 | ±0.025 mm | ±0.0075 mm | 直径の制御は、長さの制御よりも簡単です。 |
| リーマ加工およびボーリング加工 | H8 | H7 | 穴の品質は、下穴加工と材料に大きく左右されます |
| 平面研削 | ±0.005 mm | ±0.002 mm | 平面および円筒形状のみ |
| ワイヤ放電加工 | ±0.005 mm | ±0.002 mm | 導電性材料、2Dおよびテーパー形状 |
材料によってもこれらの数値は変わります。アルミニウムは加工精度が高い反面、温度による膨張が最も大きく、オーステナイト系ステンレスは仕上げ加工で加工硬化が生じ、チタンは切削荷重によってたわみます。私たちの比較では、 機械加工部品の材料として、チタン、アルミニウム、ステンレス鋼 それぞれの挙動について解説しています。当サイトの 高精度CNC加工サービス 形状や材質が許す範囲で、公差を±0.005 mm以内に収めています。また、図面全体に対して公差を約束するのではなく、設計レビューの際に各形状ごとに確認を行っています。.
寛容には実際にどれほどの代償が伴うのか
公差を厳しくしても、単に一定の割合が加算されるわけではありません。それによって工程自体が変化します。公差を1段階厳しくするごとに、通常、以下のうち1つ以上が生じます：
- 仕上げ加工をもう1回行い、切削量を浅くし、送り速度を遅くします。.
- 仕上げ加工用の新しい工具で、刃先の摩耗によって寸法がずれるのを防ぎます。.
- 追加の、あるいはより堅牢なワーク保持装置。場合によっては特注の治具も必要となる。.
- 研削、リーマ加工、ワイヤ放電加工などの二次加工。.
- CMMの測定時間を含め、さらに詳細な検査を行い、寸法測定報告書を提出します。.
- スクラップ発生リスクが高まっているが、これは実際に発生するか否かにかかわらず、見積価格に織り込まれている。.
最後の2つは、購入者が見落としがちな点です。公差の厳しいCNC加工では、コストの比重が切削から測定へとシフトします。40箇所の厳しい公差指定がある部品の場合、工作機械での加工時間と同じくらいの時間をCMMでの測定に費やすことになり、その時間は初回試作品だけでなく、すべての製品に反映されます。.
また、公差が厳しくなるにつれて、初品検査の記録が重要になるのもこのためです。そのプロセスの仕組みについてご存じない方は、当社のガイドをご覧ください。 CNC加工における初回製品検査 このレポートにはどのような内容が記載されているか、またいつ請求すべきかについて説明しています。.
どの機能が最も厳しい制限に対応できるか
達成可能な公差は、機械の特性ではなく、加工対象の特性である。内径で±0.005 mmの公差を維持できる工場であっても、400 mmのスパン全体にわたって必ずしもその公差を維持できるとは限らない。.
厳しい制限をしっかりと満たす機能
- 穴径および旋削径。これらは、工具の形状によって寸法が直接決定される。.
- 1回のセットアップで、浅い深さの穴とポケット底面を加工できます。.
- 硬化材の面を研削またはワイヤーカットで仕上げる。.
- 厚みがあり剛性の高い部材で、ワークの保持が容易なものが特徴です。.
厳しい制限に耐える機能
- 特徴間の距離が長い場合、特に複数のセットアップにまたがる場合。.
- 薄い壁、高いリブ、そして切削力によってたわむ細長いボス。.
- 長い工具を必要とする深部で、リーチが長くなるにつれてたわみが急速に増大する場所。.
- メッキや陽極酸化処理は厚みが増すため、コーティング後に測定するものはすべて。.
この最後の点が、深刻な問題を引き起こします。タイプIIIのハードコート陽極酸化処理では、表面の外側および内部の両方に層が形成されるため、陽極酸化処理前に公差が厳しく設定されていた穴径が、処理後に公差範囲外になってしまう可能性があります。コーティングを施す予定の公差の厳しい部位については、仕上げ状態での公差を明記し、それに応じて余裕を持たせる必要があります。.
公差、表面仕上げ、位置は、それぞれ異なるものです。
これらは常に混同されがちです。公差は、寸法が公称値からどの程度逸脱してよいかを規定するものです。表面粗さは、Raとして測定される表面の質感に関するもので、部品は粗い表面仕上げであっても厳しい公差を満たすこともあれば、滑らかな表面仕上げであっても緩い公差しか満たさないこともあります。これらを個別に選択することは、コストを管理する上で比較的容易な方法の一つであり、当社の概要では 機械加工面の仕上げオプション について詳しく説明します。.
位置についてもまた事情が異なります。穴が直径公差の範囲内に完全に収まっていても、位置が間違っている場合があります。これは、基準面に対する形状の位置を規定する一般的な公差注記が存在しないためです。組み立てにおいて穴の位置が重要な場合は、明示的な幾何公差を設定する必要があります。 ボルトパターンを制御するために一般的な寸法限界に依存することは、寸法は正しいものの組み立てができない部品が生じる最も一般的な原因の一つです。.
絵に何を描くか
- 基本的な注意点を明確に定めておきましょう。クラスMは、ほとんどの機械加工品に適しています。クラスFは、旋盤加工部品や小型の精密部品には妥当ですが、図面全体のコストを押し上げるため、その部品に真に必要である場合にのみ使用してください。.
- ISO 22081に準拠して幾何学的仕様を明示的に記載するか、あるいは意図的に旧規格の分類を参照してください。空白のままにしないでください。.
- 各機能的特徴について個別に公差を設定する。軸受の嵌合、シール面、嵌合穴、基準面にはそれぞれ個別の公差限界を設定する。それ以外の項目については、一般的な規定に従う。.
- 基準点を特定してください。基準点なしでは幾何学的管理は意味をなさず、基準点参照系が明示されていない場合は、測定値の不一致が生じる最も早い原因となります。.
- 公差が表面処理の前か後か、どちらに適用されるかを明記してください。.
- どの寸法が重要で、報告が必要かを明確にしましょう。そうすることで、検査を均等に分散させるのではなく、重要な箇所に集中させることができます。.
見積もりを提出する前に、許容範囲を適切に決定する
最も有用な手法は「引き算」です。まず妥当な大まかなスケッチから始め、機能を担う特徴のみを絞り込んでいきます。不適切な引用が見られる図面の多くは、幾何学的に過剰に設計されているわけではなく、制御の必要がまったくなかった寸法に対して許容範囲が広すぎているのです。.
どの寸法が現実的なものか判断に迷う場合は、モデル単体ではなく、モデルと図面を一緒に送ってください。図面があれば、サプライヤーはどの寸法が機能上重要なものかを把握でき、それによって価格と検査計画の両方が変わります。. XY加工 24時間以内に製造適性設計に関するフィードバックを提供し、選択された素材では実現不可能な箇所や、機能の向上につながらないにもかかわらずコスト増につながる箇所を指摘します。当社の CNC加工能力 または、当社のサイトで検査の記録方法をご確認ください 品質保証ページ.
よくある質問
Q: CNC加工部品の標準的な公差はどれくらいですか？
A: 機械加工された金属部品の多くは、デフォルトでISO 2768のクラスMに準拠しており、これは6～30 mmの寸法において±0.1 mm程度となります。北米の工場では、代わりに±0.005インチを使用することが多く、これはおおむね同等の精度です。.
Q: ISO 2768は2026年になってもなお有効ですか？
A：線寸法および角度寸法を扱う第1部は、引き続き有効です。一般的な幾何公差を扱う第2部は廃止され、ISO 22081:2021に置き換えられました。旧H、K、Lクラスを引用している既存の図面については、引き続き元の表に基づいて解釈されます。.
Q：図面上の「ISO 2768-mK」とはどういう意味ですか？
A：長さおよび角度については、独自の許容差の制限がない中程度の一般許容差が適用され、さらに平坦度、真直度、直角度、対称性、および振れについてはクラスKの一般許容差が適用される。個別に許容差が指定された寸法については、これら両方の規定に優先する。.
Q: 公差を厳しくすると、価格はどれくらい高くなりますか？
A: 決まった倍率は存在しません。公差幅が狭くなると、追加の仕上げ加工や、研削などの二次加工、特注の治具、あるいは全個体に対するCMM検査が必要となり、コストは上昇します。公差が厳しい箇所が数か所であればコストはそれほどかかりませんが、図面全体が厳しい公差で指定されている場合は、コストが大幅に高くなります。.
Q：公差の測定は、陽極酸化処理の前に行うべきでしょうか、それとも後に行うべきでしょうか？
A: 図面に明記してください。陽極酸化処理やメッキ処理は測定可能な厚みを加えるため、処理後に公差の狭い穴が公差範囲から外れてしまう可能性があります。コーティングが施された部品の公差の狭い形状については、仕上げ状態での公差を設定し、加工余量を確保する必要があります。.
