CNC 加工部品は、決して公称寸法ぴったりには出てきません。切削力、工具摩耗、熱膨張、材料の挙動がすべてばらつきを生みます。だからこそ、図面上のすべての寸法には、明示的な公差か、参照できる一般デフォルトのどちらかが必要です。困るのは誰も考えなかった寸法です。その寸法は、部品が実際に必要とするよりも緩い、あるいは予算が許すよりも厳しい規格に既定値として落ち着いてしまいます。
本ガイドは完全なリファレンスです。ISO の表、実用的な階層、そして使わない精度にお金を払わないための公差指示のルールをまとめています。
1. ISO 2768-1：デフォルトの規格
ISO 2768-1 は、個別指示を持たない線寸法と角度寸法の一般公差を定めています。公差等級は4つあり、等級が粗くなるほど、また公称寸法が大きくなるほど、許容偏差は大きくなります。
| 公称寸法範囲 | 精密 (f) | 中 (m) | 粗 (c) |
|---|---|---|---|
| 0.5 – 3 mm | ±0.05 mm | ±0.10 mm | ±0.20 mm |
| Over 3 – 6 mm | ±0.05 mm | ±0.10 mm | ±0.30 mm |
| Over 6 – 30 mm | ±0.10 mm | ±0.20 mm | ±0.50 mm |
| Over 30 – 120 mm | ±0.15 mm | ±0.30 mm | ±0.80 mm |
| Over 120 – 400 mm | ±0.20 mm | ±0.50 mm | ±1.20 mm |
| Over 400 – 1000 mm | ±0.30 mm | ±0.80 mm | ±2.00 mm |
ISO 2768-m と表示された図面では、指示のないすべての寸法に中級が適用されます。これが機械設計で最も一般的なデフォルトです。ISO 2768-2 は、幾何公差（面の平坦度、垂直度など）を独自の H/K/L 等級表で別に定めています。図面で要求される場合は参照してください。
2. ISO 286：組み合う形状のはめあい記号
部品が組み合う箇所では、両側公差がはめあい記号に置き換えられます。ISO 286 は、一般的な加工範囲として公差等級 IT6 から IT8 を定め、基本偏差の文字（穴は H、軸は g/h）と組み合わせます。
| 公称 (mm) | IT6 | IT7 | IT8 |
|---|---|---|---|
| Up to 3 | 0.006 | 0.010 | 0.014 |
| 3 – 6 | 0.008 | 0.012 | 0.018 |
| 6 – 10 | 0.009 | 0.015 | 0.022 |
| 10 – 18 | 0.011 | 0.018 | 0.027 |
| 18 – 30 | 0.013 | 0.021 | 0.033 |
| 30 – 50 | 0.016 | 0.025 | 0.039 |
| 50 – 80 | 0.019 | 0.030 | 0.046 |
| 80 – 120 | 0.022 | 0.035 | 0.054 |
実用的なはめあいの使い方：H7/g6 は典型的すきまはめあい、H7/h6 は中間はめあい、圧入はより厳しい軸の領域に移ります。数値は直径によって変わります。はめあい記号は一つの普遍的な値ではありません。図面は、公差帯だけでなく、組み合う両部品と必要なはめあいを特定すべきです。
3. 3つの実用的な階層
| 階層 | 典型的な範囲 | 検査 | 最適な用途 |
|---|---|---|---|
| 標準 | ±0.1 – 0.2 mm | 手動ゲージ、抜き取り検査 | ブラケット、ハウジング、非重要な形状 |
| 精密 | ±0.05 – 0.1 mm | CMM 検証、記録付きレポート | 機能部品、組み合う形状 |
| 高精度 | ±0.01 – 0.025 mm | フル CMM、環境制御下 | 航空宇宙、医療、光学、軸受座 |
コストの現実：公差を厳しくすると、部品コストは標準的な場合のおよそ2～5倍になります。その要因は、仕上げ送りの低速化、多数回の測定サイクル、環境制御です。この倍率こそが、次のセクションが存在する理由です。
4. 公差を正しく指示する方法
経済的な図面と高価な図面を分ける規律：
- 図面全体に一般規格（ISO 2768-m）を参照する
- 機能的により厳しい制御が必要な形状だけを個別に指示する
- 機能関係には、座標寸法の羅列ではなく GD&T（位置度、平坦度、垂直度）を使う
- 表面仕上げ（Ra）は別途指示する。それは寸法公差ではない
- 指示した形状について、工場が CMM 検査レポートを提供することを確認する
具体例：ギアボックスハウジングは、一般形状全体に ISO 2768-m（±0.2–0.3 mm）を適用し、ベアリング穴だけを ±0.01 mm で個別指示し、シール面には ±0.013 mm の平坦度指示を入れます。検査負荷の合計は、2形状分の CMM レポート1件です。40の寸法すべての完全な寸法レポートではありません。
5. ISO 2768 では足りない場合
形状のはめあいや機能が一般規格を超える精度に依存する場合は、厳しい公差での加工が必要になります。圧入穴、シール面、軸受座、数千回の動作サイクルにわたって組み合う形状などです。これらの形状は、図面全体を厳しくするのではなく、GD&T で個別に指示すべきです。追加の工程管理と検査が必要なのは、機能寸法だけです。
そして、達成可能性を実際に制限するものを忘れないでください。材料の重要性は機械能力と同じです。硬く、寸法的に安定し、熱膨張の低い材料は、柔らかい材料や熱的に敏感な材料よりも、厳しい公差を一貫して保ちます。同じ公差を紙の上で提示する2つの工場が、一批の実際の一貫性で大きく異なることがあります。数字だけでなく工程能力を尋ねてください。
6. クイックリファレンスカード
| あなたのニーズ | 指示すること |
|---|---|
| 一般部品、はめあいが重要でない | 図面全体に ISO 2768-m |
| 軸へのすきまはめあい | はめあい直径での ISO 286 はめあい記号（例 H7/g6） |
| ベアリング穴 | 個別の ±0.01 mm 指示 |
| シール面 | GD&T による平坦度指示（例 ±0.013 mm） |
| 圧入 | 直径に対する ISO 286 の締まりばめ記号 |
| 表面の外観 | Ra 値（表面仕上げガイドを参照）、公差ではない |
公差の規律は、機械加工部品に対する最も費用対効果の高い工学的レバーです。正しい図面は、誤った図面と同じ製造コストで、製造費を半分にできます。もし図面が見積もり段階にあって、公差戦略が「どこも厳しく」なら、それは最初の切削前に話し合うべき話題です。