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温度膨張の影響とは？
- φ1300以下のNC旋盤加工において、測定値の異なりが生じる原因として、温度の影響があります。
- エンドユーザの検査結果が最終的には正となるため、厳密な管理を行ってもクレームを完全に回避することは難しいですが、対策が必要です。
- 温度差によって厳しい公差がオーバすることもあるため、設計側での設定や温度管理が重要です。クレームを無くすためには対策を講じる必要があります。
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１）２０度設定で検査は、もちろんですが、体積により、計測するまでに時間を置き測定します。精度を出す為に加工室内の温度も重要です 知人の会社は、寒冷地なのですが、精度を出す為に前夜にクランプしても次の朝には、クランプが弱まるので、確認し出社まずは、暖気運転（切削油も巡回させ）冬は特に室内のエアコンは遮断せず退社、（退社時自動運転でも） 精度安定を追及してます ２＆３）精度ｈ７で厳しいとは、業界内では、それ以上の厳しい加工もあるので追求、研究、調査、頑張って下さい。 大物加工では、単品でも材料代も大変なので、加工の工程は、増えますが、粗加工後、歪み変形の起こらないように、精度が厳しい所以外仕上げｈ７手前で仕上げそして２０度室内で検査して狙いとの誤差を踏まえて仕上げ（公差の真中狙い）でないと、今後ｈ７以上の公差はお手上げですか？ 一般公差ではないので手抜き加工と言われますよ。（経験があるなしでも、プロですよ）厳しいかもしれませんが、日本の加工業界は今後精度が厳しい加工技術でないと、仕事がなくなりそうですから。
お礼
ご回答ありがとうございます。 ２０度の恒温室内での検査は理想的ではありますが、弊社の現況を考慮すると、そこまでの設備にはできかねます。 とは言え、温度が極端に影響する状態で測定することでは、正しい結果を得ることは難しいですね。検討してみます。
設計者の立場としてお答え致します。 １．原則としては２０℃で測定した寸法で合否を決めるのがスジだと思います。 ノギスに始まり３次元測定器に到るまで、測定器の精度は全て２０℃で保証されているはずです。 工作機械も客先の要望が無ければ２０℃で正寸になるようレーザで補正します。 ただしエンドユーザが御社以外からも部品を購入していて、それらを組み合わせて使う場合では外注先それぞれの測定精度のバラツキを勘案することは困難ですから「ウチの測定器で測った時に正寸になるように加工しろ」と言いたくなる気持ちも分かります（全ての外注先が同じ測定器、測定環境ならいいのですが）。 工業試験場等で測れば白黒つけることは出来ると思いますが、エンドユーザと御社との力関係次第だと思います。 ２．私が図面で寸法、公差を入れるときは全て２０℃で測ったと想定しています。 外注先に対して測定温度を２０℃にしろとは言えませんが、温度差に起因するズレが公差に対して相応の大きさになるなら温度補正をして下さいと要求します。 厳しい公差であれば測定もそれなりに厳しく、厳密にするのは当然だと考えています（そうでないと公差分の追加料金は払えません）。 ３．受注の際に相手先と測定条件を取り決めるしか方法は無いと思われます。
お礼
なるほど、設計者の立場での考え方が分かりました。 ところで、公差域とは２０度に対してプラスマイナス何度の範囲まで許容されているのでしょうか？ご存知であれば教えてください。
測定器は人間が作ったものであり、たとえ他の環境をすべて同じにしても誤差は発生し得ます。"どちらが正しいか"ではなく、"どちらを信用すべきか"と考えてみてはいかがでしょう？ 客先の検査方法・条件・結果と貴社の検査方法・条件・結果を洗い出し、合わせられるところは合わせてみる、結果に傾向があれば(たとえば、自社の検査値が低めに出ている)などであればその差を見込んで加工する、など。 他、輸送による変形や経時変化なども考えられますので、返してもらって再測定した方がいいと思います。それでも出荷検査と結果が同じなら、「うちはこういう条件で測定した。この条件はJISに基づいて設定している。貴社の条件を教えてくれ」と交渉してみては？ 話は逸れますが、破壊試験でNGとなった場合は、客先に聞く前に「規格外となる理由はこういうものがある。現品及び工程履歴を調査したが、異常はなかった。なので、測定方法によるのではないかと考えます」と、かなり慎重に対応が必要です。
お礼
御丁寧なアドバイスありがとうございます。 再測定の結果、客先の検査数値に近く、弊社の当時の検査結果とは異なっていました。提出時の結果では間違いなくOKであったと確信しており、やはり、弊社の温度環境が影響している可能性が高いです。
1. 客先の環境（温度、振動等々）が悪くて検査結果に誤差が載り結果 仕様が達成できないとされるのであれば それを証明し改善を要求することはできると思います。 ただし、貴社の検査が正しいこともあわせて証明する必要があると思います。 たとえば、貴社での温度環境と客先の温度環境を調査し○○μｍ程度の変化が生じる。だから客先と貴社での測定値（検査結果）の違いは妥当なものだ・・・など。 当然のことながら測定の時だけでなく加工時の温度も影響します。まったく同じ加工をしたら環境温度により仕上がり寸法自体が変わります。 2. 材質がわかりませんが、鉄系の場合、大雑把に言って１℃の温度変化で1ｍあたり11μｍ変化します。当然、温度環境によって測定値が変わりますからおっしゃるようなことは当然起こりえます。『設計側ではどのように設定されているのでしょうか？』とのことですが厳しい公差（寸法・幾何精度等々）を規定する場合は、当然 測定（検査）環境も厳密に指示するはずです。ただし、その環境は製品の使用環境によって異なるとは思います。 ただ、φ500としてｈ７だと60μｍ程度ですか・・・10℃程度の温度変化に相当しそうですよね。 3. 検査仕様を明確にすることです。どのような条件下で どのような測定器を使用し、どうやって測るか。これを明確にし『仕様』として取り交わす。 これしか無いのでは？もちろん、検査対象や要求仕様によってはここまでやる必要が無い場合もありますが、貴社と客先での測定環境の違いでOK・NG結果が変わってくるような場合は検査仕様を明確にする必要があると思います。 当たり前のことですが、こんな感じでしょうか。
お礼
的確なアドバイスありがとうございます。 検査側に非を唱えるより、まずは、自社の検査体制の見直しを図ってみます。 特に回答（１）の通り、各温度を調査することで解決の糸口が見つかるような 気がしますので。
加工者に聞いてみたのですが、基本的に追加工ができる様に 軸径はプラス公差、穴径はマイナス公差に入った所で止めるそうです 公差ぎりぎりであれば、熱膨張によって公差から外れる可能性はあると思います 測定時の室温、品物の温度、測定寸法を記載した検査証を付けてはどうでしょうか？ 後は、営業さんに、客先での使用温度を確認してもらうとかですかね
お礼
そうですね。小径で交差が厳しい場合は小生も追加工を考慮して加工しているのですが、ワークが大きくなるとなかなか・・・。 でも、参考になりました。ありがとうございます。
長年大物加工をされている職人さんは 加工時の測定データと、検査時の測定データの差を考慮して加工されてました。 ワーク材質や測定器の材質も注意していましたね ワークと測定器が極端な温度差にならぬ様に加工時の測定には機械の近くに 測定器を置いて測定 赤外線の温度計などを利用してワークの温度を確認 クーラントをワークに掛けて温度を下げる。 本当に精度の高い物を加工する場合、一晩置いてから仕上げをする 測定器も大きくなると自体の重量でたわみます。 適正な測定方法を確認して下さい。 追記 ?については公的機関で判定をしてもらう事です。 もめるなら工業試験場で測定を依頼する事 ?については設計者がどの様な意図で図面を書いたかは問題ではなく 図面を見て加工を請け負った時点で責任が発生します。 自社で出来なければ出来る所に頼むしかない ?ついては得意先とよく話し合うべき 困難な加工寸法が必要なのかどうか？ 他の方法で回避できないか？ それなりの加工賃が出せるのか？ 少し、きつい言い方になりました、ゴメンナサイ。 でも泣き言を言っても始りません 条件が整えばやれるはずです、頑張って下さい。
お礼
激励のお言葉大変ありがとうございます。 頂いたご回答の内、特に赤外線温度計について一度検討してみようと思いま す。 同材料であれば、室温＝ワーク温度＝測定器温度であれば、誤差はないはずですから。
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