機械製図の16の基本ルール

機械製図には多くの基本ルールがあり、ASME Y14.5-2009では16の基本ルールが規定されています。これらは、図面を描画、閲覧、レビューする際に誰もが知っておくべきものです。以下では、これらの16の基本ルールを一つずつ紹介していきます。

第1条：参照寸法、最大および最小寸法、または原材料を除き、すべての寸法には公差が必要です。参照寸法には通常、公差はありません。なぜでしょうか。参照寸法は通常、図面上で繰り返される寸法または閉じた寸法であり、参照情報としてのみ使用されるためです。参照寸法は、生産のガイドにも検査のガイドにも使用されないため、図面で参照寸法を見ると、そのまま無視できます。図面では、最大値MAXまたは最小値MINのマーキング方法をよく見かけます。これらの寸法には公差がありますか？答えは「はい」です。MAX寸法の場合、許容差の下限は0で、MIN寸法の場合、許容差の上限は無限大です。したがって、MAX寸法またはMIN寸法を指定するときは、限界偏差で機能に影響を与えるかどうかを十分に考慮する必要があります。たとえば、フィレットをR1MAXとしてマークする場合、フィレットが0（つまり、フィレットがない）の場合に機能に影響を与えるかどうかを考慮する必要があります。そうであれば、適切な許容差の下限を指定する必要があります。図面には理論上の寸法（つまり基本寸法）も多数記載されていますが、それらには公差があるのでしょうか？いわゆる理論寸法とは、図形または目標参照の理論的に正しいサイズ、形状、輪郭、方向、または位置を定義するために使用される値を指します。この理論寸法を使用して図形のサイズ、形状、輪郭、方向、または位置を定義する場合、その公差は図形の対応する幾何公差によって定義されます。この理論寸法を使用して目標データムのサイズ、形状、または位置を定義する場合、その公差は ASMEY14.43 ゲージおよび固定具の公差基準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。図面に寸法公差をマークする方法はいくつかあります。

· 寸法限界または寸法公差値を寸法図に直接記入する

· 幾何公差の形でマークする

· 注記または表で指定された寸法の許容差を定義する

· 図面で参照される他のファイル内の指定された形状またはプロセスの許容差を定義します。

· 一般公差列に公差のないすべての寸法の公差を定義します

第2条：各形状のすべての特性を完全に理解できるように、寸法と公差を完全に定義する必要があります。形状の特性には、サイズ、形状、方向、位置が含まれます。各形状のすべての特性の寸法と公差は、図面上で定義する必要があります。寸法と公差の値は、設計図で表現することも、CAD製品定義データベースで定義することもできます。図面を実測したり、推測したりしてサイズを決定することは許可されていません。

第3条：製品を表現するために必要な寸法のみを記入してください。必要な寸法とは、図面上の寸法が過不足なく、すべての形状の特性を十分に表現できる寸法であることを意味します。図面には、閉じた寸法など、重複する寸法は記載しないでください。前述のように、参照寸法は無視できるため、図面では参照寸法をできるだけ少なく使用する必要があります。参照寸法は、図面に雑然とした印象を与える以外に意味がありません。

第4条：寸法は製品の機能とマッチングを考慮して選定する必要があり、複数の解釈があってはなりません。ここで強調したいのは、設計時に定義される寸法と公差は、製品の機能要件とマッチング要件を満たすことを前提とする必要があるということです。製造性と検出可能性の要件は設計プロセスにおいて考慮されるべきですが、機能要件を犠牲にしてはいけません。

第5条：製品図面には加工方法を記載すべきではありません。製品図面には、製品機能を満たす寸法と性能要件のみを記載する必要があります。加工方法と製造方法は、製造エンジニアリングの仕事です。設計者としては、製造担当者に完全な自由を与えるべきです。考慮すべきは、製品の機能要件を満たすことを前提として、製造能力が十分に確保できる最大公差範囲であり、製造方法を指定する必要はありません。例えば、穴の場合、ドリル加工、パンチング加工、フライス加工、旋削加工、研磨加工など、加工方法を明記することなく、直径のみを記載します。どのような加工方法であっても、完成品が直径公差要件を満たしていれば問題ありません。製造工程が製品特性に不可欠な場合にのみ、図面または参考資料に記載する必要があります。例えば、機能上の必要性から、穴は直径公差を満たす必要があり、螺旋状の加工痕は不要です。その場合、図面に研磨加工が必要である旨を記載することができます。

第6条：最終製品サイズを記入する際には、加工公差などの情報を提供するための、必須ではない工程パラメータ寸法を記入することが認められています。これらの寸法は、必須ではないものとして記入する必要があります。一般的に、工程パラメータは図面に記入する必要はありません。記入が必要な場合は、必須ではないものとして記入する必要があります。前述のように、これは製造エンジニアリングの仕事であり、完全な自由を与えるべきです。

第7条：寸法は、読みやすさを最大限に高めるために、適切に配置する必要があります。寸法は実際の輪郭線図上に配置し、目に見える輪郭線上に記入する必要があります。これは図面作成の基本要件であり、ここでは詳しく説明しません。

第8条：ゲージまたはブランドによって製造された線材、管材、板材、棒材、その他の原材料には、直径や厚さなどの線寸法をマーキングする必要があります。ゲージまたは製品ブランドは、サイズの後に括弧で囲んでマーキングする必要があります。本記事は原材料に関するものです。原材料ごとにマーキング方法を規定する独自の規格があります。

第9条：図形の中心線と輪郭線は、図面上ではマークなしで直角として表示されます。デフォルトは90度です。図面にはデフォルトで90度の関係が多数存在します。デフォルトの90度許容値は、マークされていない角度許容値に応じて調整する必要があります。

第10条：基本寸法によって配置または定義された配列図形の中心線または面が、図面上でマークなしで直角として表示されている場合は、デフォルトで基本寸法の90度に設定されます。配列図形とは、同じ形状とサイズを持ち、規則的なパターンで配置された2つ以上の寸法図形のグループを指します。これらの図形の中心が基本寸法によって定義または配置されている場合、デフォルトの90度の基本角度公差は、対応する幾何公差によって制御されます。

第11条：図面上で中心軸、中心平面、または中心面が一致して示されている場合、その基本寸法は0であると想定され、その関係は幾何公差によって定義されます。これも基本的な常識です。これらの0と想定される基本寸法の公差は、対応する幾何公差によって管理されるべきです。幾何公差が指定されていない場合は、一般技術要件欄の無印の幾何公差によって管理されます。

第12条：特に指定がない限り、すべての寸法は室温20℃（68°F）を基準としています。他の温度で測定する場合は、寸法補正を考慮する必要があります。ここでの室温は20度であり、23度や25度ではありません。したがって、試験結果が製品要件を満たしているかどうかを正確に反映するには、測定室の室温を20度に制御する必要があります。室温20度で測定する条件が実際にない場合は、特に温度に敏感な部品については、温度の影響を考慮して測定結果を補正することを検討する必要があります。

第13条：特に指定がない限り、すべての寸法および公差は自由状態に適用されます。図面に記されたすべての寸法は、すべての応力が解放された自由状態の部品の寸法を指します。一部の非剛性部品については、規定に従って拘束された後に部品の寸法を記すことができます。部品の拘束方法は図面に必ず記載してください。この際、一部の部品の寸法を自由状態で記したい場合は、自由状態を示す円記号Fを記す必要があります。

第14条：特に指定がない限り、すべての幾何公差は、形状の全長、幅、または深さに適用されます。これは皆様もよくご存知だと思いますが、包含原理の適用により、形状の長さ、幅、または深さは、形状制御と大きな関係があることを改めてご説明いたします。長さ3mmの丸棒と長さ30mmの丸棒は、同じ直径公差で許容される最大真直度は同じですが、実際の曲げ条件は大きく異なります。

第15条：すべての寸法と公差は、図面に記載された製品レベルにのみ適用されます。図面レベル（部品図など）に記載された特定の形状の寸法公差は、他の図面レベル（組立図など）の形状の寸法公差には絶対的に適用されません。つまり、部品図​​の寸法は組立図に絶対的に適用されません。たとえば、開口部が 10+/- 0.5 のブラケットをプラットフォームに溶接する場合、溶接の変形、溶接治具の締め付けなどにより、この開口部が溶接部分の 10+/- 0.5 のサイズ要件を満たすことは困難です。つまり、このサイズは溶接部品図には適用できなくなります。したがって、部品図のサイズを使用して、組立図上の同じ形状のサイズを要求することはできません。組立図上の形状を管理する必要がある場合は、組立図にサイズをマークする必要があります。

第16条:特に指定がない限り、図面に座標系を表示する場合は、右置きでなければなりません。各座標軸にはマークを付け、正方向を示す必要があります。