技術者のための「設計製図 勘どころ」

一般受講料: 19,800 円

特別受講料: 17,600 円

講座コード:M-36

受講期間:3ヶ月

難易度:中級レベル

設計製図について、広い視点から考える力を養う!

設計製図のポイントを学び、広い視点から考える力を養う。

ものづくり作業における設計製図は、上流の企画・構想を練って概念設計を製図することにはじまり、仕様を決めて基本設計、細部にわたる詳細設計、そして下流の製図に至る全てを含んでいます。

最近は、この作業をCADシステムで行うことが多くなり、特に3次元CADシステムでは対象物の3次元データを用いた強度計算、部品同士の干渉などを行うCAEシステムが普及してきています。試作前に多くの情報を得ることができるようになったため、製図の段階では失敗を少なくすることができるようになりました。

ところが、材料や機械工作法を知らないと思わぬ失敗をすることがあります。材料や機械工作法による最小肉厚はどのくらいか、鋳造、鍛造、溶接、切削加工などの特徴などを知らないと、優れた設計技術者にはなれないと言ってもよいでしょう。

本講座では、製図上の問題、工作法上の問題にわけて失敗しやすいポイントを挙げ、設計製図の勘どころを分かりやすく説明してしてます。また、機械製図では製品の幾何特性仕様(GPS)が重要な事柄として位置づけられていますが、そのことについてもふれていきます。

学習目標

  • 設計の流れ・常識について学びます。
  • 製図上と工作法上の設計のポイントを学びます。
  • 設計製図について、広い視点から考える力を養います。

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教材構成

使用教材

  • テキスト3冊
  • レポート(提出回数3回)

編集

  • 中西 佑二(東京都立産業技術高等専門学校)

カリキュラム

No. 主な項目
1 第1章 設計のプロセス

  1. 製品企画
  2. 製品設計
    • 概念設計
    • 基本設計
    • 詳細設計
    • 生産設計
  3. 工程設計
  4. 設計製図とコンピュータ化
  5. コンカレントエンジニアリング

第2章 工作法のいろいろ

  1. 工作法の種類
    • 鋳造
    • 溶接
    • 塑性加工
    • 切削加工
    • 砥粒加工
    • 特殊加工
    • 粉末冶金
    • 表面処理
  2. 機械設計のための工作法
  3. 工作法と加工精度

第3章 設計のポイント『鋳造』

  1. 鋳造の基礎
  2. 各種の鋳造法
    1. 砂型鋳造法
      • 生砂型
      • 無機自硬性鋳型
      • 有機自硬性鋳型
      • 熱硬化性シェル砂鋳型
      • 有機コールドボックス法
      • Vプロセス
    2. 金型鋳造法
      • 重力鋳造法
    3. 低圧鋳造法
    4. 高圧鋳造法
    5. ダイカスト法
    6. 精密鋳造法
      • インベンストメント鋳造法
      • 石こう鋳造法
    7. 消失模型鋳造法
    8. 真空鋳造法
    9. 遠心鋳造法
  3. 鋳物設計上の注意事項
  4. 砂型鋳造の形状に対する注意事項
  5. 鋳物の形状
    1. かど、すみ部の処理
    2. 抜きこう配
    3. 縮みしろ・仕上げしろ
    4. 肉厚変化部の形状
    5. 最小肉厚
    6. 機械加工を考慮した形状
    7. 鋳物の寸法精度
    8. 鋳物形状の工夫
  6. 鋳造品の種類と材質
    1. 鋳造品の用途
    2. 鋳造合金の材質をJIS規格

第4章 設計のポイント『溶接』

  1. 溶接の基礎
    1. 溶接の種類
    2. 溶接の特徴
    3. 溶接製品
  2. 溶接継手の設計
    1. 溶接継手の種類
    2. 溶接継手の寸法
    3. 溶接継手の精度
    4. 溶接継手の変形と残留応力
  3. 溶接継手の強度
    1. 応力の計算式
    2. 各種溶接継手の静的強さ
    3. 溶接継手の許容応力
    4. 溶接継手の疲れの強さ
  4. 溶接継手の図示方法
    1. 溶接記号
    2. 溶接記号の記入の仕方
  5. 溶接構造施工例
    1. 溶接施工の注意点
    2. 仕上げ面と溶接の位置
    3. 低温曲げ加工された板の突合わせ溶接継手
    4. 板縁に近い位置のすみ肉溶接継手
    5. あて板のすみ肉溶接
    6. 溶接ボス
    7. アーク溶接継手とろう付継手

第5章 設計のポイント『塑性加工』

  1. 塑性加工の基礎
    1. 特徴
    2. 塑性加工の分類
    3. 塑性加工製品の精度
    4. 塑性加工の種類と製品例
  2. せん断加工
    1. 棒、板、管の切断
    2. 打抜き、穴あけ
    3. 細長部の寸法限界
    4. 最小打抜き直径ないし幅
    5. 打抜き穴の板端からの最小距離
    6. 打抜き穴の曲げ線からの最小距離
    7. シェービングしろ
    8. その他の注意事項
  3. 曲げ加工
    1. 材料
    2. 曲げの丸み
    3. フランジの高さ
    4. スプリングバックしろ
    5. その他の注意事項
  4. プレス加工
    1. 丸み
    2. 深絞り加工限界
    3. その他の注意事項
  5. スピニング加工
    1. スピニング加工の種類
    2. 寸法、形状
  6. 熱間型鋳造
    1. 型鋳造の分類
    2. 寸法公差
      • 用語の意味
      • 等級
      • 公差決定に必要な算定要素
      • 厚さ、長さ・幅・高さの公差及び許容差の表の使い方
      • 寸法公差及び許容差
    3. 冷間型鋳造
      • 寸法形状と寸法差
    4. 回転成形
      1. 転造
      2. リングロール加工

    第6章 設計のポイント『切削加工』

    1. 切削加工の基礎
      1. 切削加工の種類
        • 旋盤
        • 平削り盤
        • 型削り盤
        • 立削り盤
        • ボール盤
        • 中ぐり盤
        • フライス盤
        • プローチ
      2. 切削加工の特徴
    2. 切削能率向上のための設計法
    3. 切削における工作精度
      • 工作機械の種類と工作精度
    4. 切削仕上げしろ
      1. 仕上げしろの種類
      2. 加工方法と仕上げしろ
      3. 仕上げしろに影響する共通事項
        • 工作機械に剛性
        • 切削工具の切れ味
        • 切削工具の取り付け剛性
        • 被削材の材質
        • 被削材の形状及び寸法
        • 被削材の段取り替え
        • 被削材の取り付け剛性
        • 寸法公差の等級
        • 仕上げ面の表面性状
        • 切削速度
        • 切削液
    5. 普通公差
      • 面取り部分を除く長さ寸法に対する許容差
      • 面取り部分の長さ寸法に対する許容差
      • 角度寸法の許容差
      • 旋削における標準切削速度
      • スライス削りにおける標準切削速度
    6. 切削加工品の面取り及び丸み
      • 面取り及び丸みの値
    7. 切削加工における仕上げ面粗さと表面形状
      • 理想粗さ
2 第7章 設計のポイント『砥粒加工』

  1. 砥粒加工の基礎
    • 砥粒加工の種類
    • 砥粒加工の特徴
  2. 砥粒加工における研削しろ
    1. 研削しろの種類
    2. 円筒研削しろ
    3. 内面研削しろ
    4. 平面研削しろ
  3. 研削加工における工程精度
    • 工作機械の種類と工作精度
  4. 仕上げ面粗さ
    • 各種工作法による表面粗さの範囲
3 第8章 設計のポイント『特殊加工』

  1. 特殊加工の基礎
  2. 放電加工
    1. 放電加工の原理
    2. 放電加工機の種類
      • 形彫り放電加工機
      • ワイヤ放電加工機
      • 細穴放電加工機
      • マイクロ放電加工機
    3. 放電加工の特徴
  3. 電子ビーム加工
    1. 電子ビーム加工の原理
    2. 用途
  4. プラズマ加工
  5. レーザ加工
    1. レーザ加工の原理と特徴
    2. 加工用レーザ光の種類
  6. 噴射加工
    1. ショットブラスト
    2. サンドブラスト
    3. 液体ジェット加工
  7. 化学加工
  8. 電解加工
  9. 化学研磨と電解研磨

第9章 設計のポイント『表面処理』

  1. 表面処理の基礎
  2. 金属皮膜処理
    1. 電気めっき
    2. 溶融めっき
    3. 拡散めっき
    4. 溶射
    5. 蒸着めっき
    6. 無電解めっき
    7. 電鋳
    8. めっきの種類と機能特性
    9. 製品の形状とめっき分布
  3. 化成処理
    1. 陽極酸化
    2. りん酸塩処理
  4. 非金属皮膜処理
    1. プラスチックライニング
    2. セラミックコーティング
  5. 鋼の表面硬化
    1. 炎焼入れ
    2. 高周波焼入れ
    3. 浸炭
    4. 窒化

第10章 これからの設計で留意すべきこと

  1. 製品の幾何特性仕様
    1. 寸法公差とはめあい
      • 寸法公差
      • 加工基準
      • はめあいと加工法
    2. 表面性状
      • 許容限界値の指示
      • 表面性状における節目方向記号
  2. 加工現場から見た材料選択
    1. 材料の種類
    2. 材料の加工性
    3. 加工数量と素材
  3. ものづくりのディジタル化