フィットは機械アセンブリの重要なエンジニアリング機能であり、穴とシャフトの嵌合状態を定義します。プレスフィットは主要なタイプの1つです。圧力フィットでは、シャフトに圧力を加えて、わずかに小さい公称寸法（通常は直径）で穴の中にフィットさせます。その結果、 圧入公差 定義 穴の寸法に比べてシャフトまたは挿入部分がどれだけ大きいか。
プレスフィット公差は、 嵌合部品間の寸法を制御して干渉嵌合を実現します。そのため、嵌合面間の摩擦と応力によって、締め付けなしでジョイントが保持されます。
この記事は、プレスフィットの基本的なガイドとして役立ちます。 CNC加工 またはその他の製造部品について、その概念、圧入許容差チャート、影響要因、およびエンジニアリング図面における圧入の GD&T について説明します。
機械工学における適合とは何ですか?
機械工学では、はめあいとは、嵌合する部品（穴とシャフトなど）の寸法関係のことです。はめあいは、寸法の許容範囲を表します。したがって、はめあいには3つの種類があります。 エンジニアリングにおけるフィットの種類.
エンジニアリングにおけるフィットの種類
- クリアランスフィット: 挿入するアイテムの寸法が若干小さく、合わせ面の間に隙間が残ります。
- 干渉フィット: 挿入部品の寸法がわずかに大きいため、嵌合面間に干渉が生じます。ただし、寸法の変化は、通常、圧力嵌め合いの許容差によって定義される、完全な干渉嵌合の特定の範囲内である必要があります。
- トランジションフィット: トランジションフィットとクリアランスフィットの組み合わせ。
許容差は上記のどのタイプのフィットにも重要であり、それぞれ異なるタイプのシンボルがあります。 CNC加工図面 組み立て中に取得する方法と方法。たとえば、ハンマーは、シンプルで小さな穴シャフトの組み立てで干渉嵌め合い (または圧入) を作成するために使用されます。
プレスフィットとプレスフィット許容差
エンジニアリング プレス フィットでは、挿入部分の外径は、圧力によってインサートと嵌合する穴または溝の内径よりも大きくなります。一方、それらの許容差は、それらの間の結合に影響します。
圧入適用方法
これは製造性と機能性にとって不可欠です。たとえば、シャフトの直径公差は +0.01 ～ 0.02 mm ですが、ボアの公差は、圧入に必要な干渉を作成するために -0.01 ～ 0.02 mm になる場合があります。
ISO規格（ISO 286）には、シャフトベース（シャフトのサイズは一定）と穴ベース（穴のサイズは一定）の2つのプレスフィット公差方法があります。 p6、H7 などの記号で表されます。これらの記号は、公差等級と偏差を組み合わせて、穴とシャフトの正確な寸法を定義します。
圧入公差表
製造性と組み立てを容易にするために、嵌合機能の設計と公差の決定には国際標準が使用されます。このため、プレスフィット公差チャートは設計者と製造業者にとって、正しい公差を保証するのに役立つツールです。ANSI 公差チャートは、世界中で受け入れられているさまざまな標準の中で最も一般的です。
圧入公差チャートは、公称サイズと公差の許容偏差範囲を示す表形式（場合によってはグラフ）です。必要な干渉に基づいて、設計者とエンジニアは穴とシャフトに異なる公差グレードを選択できます。
許容範囲チャートの例
圧入公差に関する考慮事項
適切な圧入公差を選択するには、材料特性、熱制限、潤滑、およびフィッティングの加圧方法を考慮する必要があります。重要な考慮事項について簡単に説明します。
- 材料の特性
機械的な強度、弾性、延性、その他の特性を考慮して、圧入接合の適切な許容範囲を選択します。通常、硬い材料は成形性が低いため、より厳しい許容範囲が必要です。圧入は、嵌合面の変形に関するもので、嵌合インサートを穴、空洞、または溝に押し込む力によって、材料が放射状に外側に変形します。
- 熱膨張
熱特性が圧入に与える影響
これは、温度上昇によって半径の長さがどれだけ増加するかを指し、熱膨張係数はこれを測定するために使用されます。異なる材料で作られた部品の組み立てでは、これらを考慮する必要があります。部品の受け取り側のフィーチャの熱膨張率が高い場合、挿入側の部品よりも膨張するため、通常の許容範囲が影響を受けます。さらに、嵌合コンポーネントの熱特性を考慮して、プレスフィット組み立てに適切な温度を使用することをお勧めします。
- 表面仕上げ品質
ポンプシャフトの滑らかな仕上げ
部品がCNC加工されているか、他の方法で製造されているかにかかわらず、接合面の粗さレベルを考慮してください。その理由は、表面品質が圧入時の接合面間の摩擦に影響を与えるためです。滑らかな表面は摩擦が少なく、表面要素は比較的弱い場合があります。さらに、 金属コーティングまたは塗装 部品間の所望の干渉を満たすために必要な許容誤差を調整します。
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圧入力の計算
圧入力は、シャフト（または挿入部品）を穴に通すために必要な力であり、これにより両方の部品が冷間成形によって永久的に結合されます。この力の値には、材料の種類、嵌合部品のサイズ、接触圧力、表面品質などの要因が影響します。
機械プレスによる圧入
不適切な力を加えると材料に亀裂が生じる可能性があり、一方、力が弱いと望ましい接合強度が得られません。
圧入力は次の式で計算できます。
F=π⋅d⋅L⋅P
ここで、d は直径 (mm)、L は干渉長さ (mm)、P は接触圧力 (MPa) です。まず接触圧力を調べる必要があります。
接触圧力=
どこ： δは 干渉 （δ)= シャフト径-穴径（D軸- - Dボア）、V はポアソン比、E は弾性率です。
さらに、 オンラインプレスフィット計算機 力を計算します。関連するパラメータをいくつか入力すると、結果が表示されます。
機械加工部品の圧入公差に関するヒント
ベアリングとボアの圧入組立
プレフィットジョイントの許容誤差に関する一般的な考慮事項は次のとおりです。
- 加工公差を考慮する
プレスフィットジョイント用にCNCで部品を加工する場合は、 CNC加工公差機械加工公差が圧入の許容変動を正当化できない場合は、図面の公差をそれに応じて調整します。
- フィッティング位置間の距離
1 つのアセンブリに複数の圧入位置がある場合は、それらの間の距離を考慮してください。また、さまざまな許容差セットの軸方向荷重を考慮し、力の最適値に応じて最適値を見つけます。
- 許容範囲表の適切な使用
設計を分析し、許容差チャートを使用して、必要な干渉レベルを実現する最適な許容差圧入を見つけます。そのためには、適切な標準チャート (ASNI、ISO など) を選択し、干渉嵌合の値を分析する必要があります。
- 潤滑
潤滑は表面摩擦に影響し、接合面間のインターフェースにも影響します。したがって、干渉する表面に潤滑を使用するかどうかに基づいて許容値を選択してください。
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機械加工部品の圧入公差を測定する方法は?
CNC 加工されたプレスフィット部品の測定は、それらが目的のインターフェースの許容限度内にあるかどうかを確認するために不可欠です。これを測定するには、ゲージ、マイクロメータ、座標測定機 (CMM) などが使用されます。
CMM測定
次に、世界各地で使用されている一般的な楽器を紹介します。 CNC加工メーカー 圧入公差を測定する。
- マイクロメーターとゲージ
- ゴー/ノーゴーゲージ
- 座標測定機 (CMM)
- 超音波厚さ測定装置、
- カリパス
- 光学測定装置
- X線スキャナー
コンピュータソフトウェアによるプレスフィット3D測定と解析
さらに、適切な測定方法/機器を選択し、要件を検証することをお勧めします。 圧入公差表。フィッティング コンポーネントが組み立てに適していること、またパフォーマンスに十分な干渉が確保されていることを確認します。
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結論
右の選択 圧入公差 構成する材料部品、その熱膨張率、および圧力を加える際の必要な干渉によって異なります。これは、材料の完全性に影響を与えることなく、必要な負荷強度を処理できる永久接合を実現するために重要です。
よくあるご質問
プレスフィットに関する基本的なルールは何ですか?
圧入公差に関する基本的なルールは、「確実な接続のためには、嵌合面間の干渉が最小限でなければならない」です。 嵌合直径0.001インチあたり0.002～XNUMXインチ。
機械組立において圧入許容差が重要なのはなぜですか?
許容差圧入は、正確な精度を得るために重要です。 コンポーネント間の干渉により、接続時の滑りや材料の損傷を防止します。これにより、設計者と製造業者は組み立て要件についてコミュニケーションをとることができます。
プレスフィット許容差の実際の例は何ですか?
プレスフィット公差の一般的な実例としては、ベアリングハウジングが挙げられます。例えば、ベアリングの外径は、動作中にベアリングがハウジング内で回転するのを防ぐためのしっかりとしたフィットのために、ハウジングのボアよりも大きくする必要があります。
CNC 加工公差と圧入公差は相互に関連していますか?
はい、それらは互いに関連しています。 はい、CNC 許容差は機械加工部品の正確な寸法を定義しますが、圧入許容差は必要な圧入の寸法からの許容偏差に関するものです。