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第3章機械加工と設計
機械加工
★機械加工の知識がなければ，部品の形状や寸法
を決められない。
寸法精度
★製作の手間を減らすためには，必要以上に高い
精度を指定してはいけない。
3.1 機械加工の種類と特徴
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
機械加工法
旋盤加工と設計
フライス加工と設計
ドリル加工と設計
溶接加工と設計
(1) 機械加工法
切削加工
溶接加工
機械はどのような加工法で
作られるのか？
塑性加工（プレス加工）
★大量生産と単品生産
単品製作
旋盤とフライス盤があれば，
様々な形状の部品を製作
できる。
切削加工
大量生産
製作コストや加工時間を考
えると，切りくずが出さない
加工が適している。
塑性加工（プレス加工）
(2) 旋盤加工と設計
旋盤
★バイトの形状と旋盤加工
旋盤加工に用いる代表的なバイト
★右片刃バイトを使った旋盤加工
旋盤加工の基本
作りやすい形状
★加工しやすい形状
★加工しにくい形状
★加工できない形状
★特殊な形状の加工
ジグを使うと便利な部品
【例】薄板の加工
ジグを使った旋盤加工
【例】板材の中ぐり加工
ジグを使った旋盤加工
(3) フライス加工と設計
フライス盤
★エンドミル
エンドミル
★設計上の注意点
フライス加工は旋盤加
工と比べて加工速度が
遅い。
どちらでも使うことがで
きるのであれば，旋盤
を使う方が望ましい。
★設計上の注意点
バイスに固定しやすい形状は○
★フライス加工の実際
フライス盤で作る部品は，原則として「四角」
(4) ドリル加工と設計
ドリルの刃先
★ドリル加工における機械設計の注意点
★ドリル加工と機械製図
ドリル加工＝「キリ」
製図の「深サ」に，ドリル先端部分は含まれない
(5) 溶接加工と設計
アーク溶接
熱を与えることで材料が変形する。
切削加工と比べて正確な寸法に仕上
げることが難しい。
【余談】少量製作のための塑性加工
実験用車いす（2004）
車輪部分の円板をどのように作るか？
【余談】へら絞り
実際のへら絞り
1つの型を使って，部品を作ることができる。
【余談】へら絞り
へら絞りに使う工具
ローラがついた工具を材料に押し当てる。
【余談】へら絞り
実際のへら絞り
工具を押し当て，任意の形状を作り出す。
【余談】へら絞り
へら絞りで製作した部品
技術があれば，ステンレスの深絞りも可能。
課題①
「自動車の生産」と本講義で紹介した旋盤加
工やフライス加工を中心とした単品製作の相違
を考え，それらの機械設計の要点をまとめなさ
い。
自動車の生産
自動車の生産
自動車の生産
課題①
「自動車の生産」と本講義で紹介した旋盤加
工やフライス加工を中心とした単品製作の相違
を考え，それらの機械設計の要点をまとめなさ
い。
3.2 加工精度と設計
(1)
(2)
(3)
(4)
基準寸法と寸法公差
はめあい
表面粗さ
機械加工と基準面
(1) 基準寸法と寸法公差
★普通許容差
①部品が普通許容差でよいのかを判断すること！
★寸法公差と機械加工
②大きくするべきか，小さくするべきかを判断するこ
と！
(2) はめあい
軸と穴のはめあい
★はめあいの一例
●穴と軸の大小関係が明確。
●普通許容差よりも一桁高い精度。
★はめあいや寸法公差が必要な例
魚ロボットの関節部
★はめあいや寸法公差が必要な例
●普通許容差では組み立てられない。
★はめあいや寸法公差が必要な例
●軸受を入れる穴はプラスの公差。
●軸受に入れる軸はマイナスの公差。
(3) 表面粗さ
滑らかな表面仕上げが必要な例
●シール面や摺動面には滑らかな表面仕上げが必要。
(4) 機械加工と基準面
部品のどの面を基準にして長さや位置を決めるか？
基準面：長さや位置を決める基準の面
★機械加工を考えた設計
★機械加工を考えた設計
(1) 切削加工で部品を製作する場合，できる限り削る量が
少なくなる形状とする。
(2) 旋盤加工やフライス加工で機械を製作する場合，丸棒
（円）と板材（長方形）を基本とする。3次元的な曲面形状は
適切でない。
(3) 寸法公差やはめあいの指定を必要最小限にする。
(4) 大量生産品を作る場合，それぞれの機械加工法や規
模に適した設計を行う。
(5) 機械製品を製作する場合，加工時間の短縮や使用す
る材料の節約について考える。
課題②
機械を作り上げる際には，(i) 設計，(ii) 製図，
(iii) 製作などの手順で行われることになる。ま
た，最近の機械メーカでは，製品の生産性向上
のために，それらの分業化が行われている。
(a) 分業化の問題点について説明しなさい。
(b) 上記の流れにおいて，設計者が注意するべ
き点を説明しなさい。
(c) 将来の理想的な「もの作り環境」を考えなさ
い。（もの作りの流れ，効果など。）

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