アルミ精密板金の公差・寸法精度｜設計の勘所

アルミ精密板金で「図面どおりの寸法に入らない」「公差を厳しく指示したら見積りが跳ね上がった」と感じたことはないでしょうか。アルミは軟らかく熱で伸びやすいため、鉄やステンレスと同じ感覚で公差を考えると精度もコストも狙いどおりにいきません。この記事では、板金の公差を定めるJIS規格の考え方と、アルミ精密板金で精度が出にくい理由、工程別に狙える精度の目安を、現場の知見を交えて解説します。

板金加工の公差はJIS規格で決まる

図面に個別の公差指示がない寸法には、JIS規格の普通公差（一般公差）が適用されます。板金加工で基準となるのがJIS B 0408（金属プレス加工品の普通寸法公差）で、A級・B級・C級の3等級が定められています。等級はAが最も厳しく、Cが最も緩い区分です。

ここで重要なのは、同じ寸法でも「打抜き（せん断）」と「曲げ・絞り」では許容される公差が異なる点です。曲げは戻りや伸びの影響を受けるため、打抜きより公差が大きく設定されています。代表的な区分を抜粋します。

このほか、角度寸法にはJIS B 0405、平面度や直角度などの幾何公差にはJIS B 0419（H級・K級・L級）が用意されています。図面で「板金加工なら当然この精度」と思い込むのではなく、必要な箇所にどの等級を指示するかを意識することが、精度とコストの両立につながります。板金の基礎は板金加工とはもあわせてご覧ください。

アルミ精密板金で精度が出にくい理由

アルミは加工しやすい反面、精密な寸法を狙ううえでは固有の難しさがあります。主に4つの要因があります。

軟らかく傷・変形が出やすい

アルミは軟らかいため、搬送や治具のクランプで傷や微小な変形が生じやすい素材です。抜き加工の精度が悪いと、後工程の曲げの伸び（寸法の出方）にも影響するため、工程の最初から精度を作り込む必要があります。

熱で伸びやすい（線膨張係数が大きい）

アルミの線膨張係数は約23.0×10⁻⁶/℃で、鉄（約12.1×10⁻⁶/℃）の約2倍、ステンレス（約17.3×10⁻⁶/℃）より大きい値です。つまり同じ温度変化でもアルミは鉄の約2倍伸び縮みします。たとえば長さ200mmの部品は、10℃の温度上昇で約0.047mm伸びる計算です。±0.05mm級の公差は、加工中や測定時の温度差だけで食いつぶされる可能性があるということです。

スプリングバックと反り

アルミは曲げた後に元へ戻ろうとするスプリングバックが大きく、薄板では反りも出やすい素材です。曲げ角度や寸法を安定させるには、材質と板厚に応じた金型・加工条件の作り込みが欠かせません。曲げの詳細はアルミの曲げ加工で解説しています。

溶接による歪み

熱伝導が高いアルミは溶接で歪みやすく、溶接後の寸法精度が課題になります。当社では入熱管理と治具固定、加工順序の工夫でひずみを抑えており、t1.0mmのアルミ薄板装置カバーのような薄板でも精度を確保しています。歪みを避けたい場合は溶接以外の接合方法を選ぶ設計も有効です。

工程別に見るアルミ板金の加工精度の目安

板金の精度は、どの工程・設備で加工するかで変わります。一般的な目安を整理します（実際の保証値は形状・板厚・数量により異なります）。

このように、切断・穴あけは高精度を出しやすい一方、曲げや溶接を挟むほど公差は積み上がります。曲げ工程を挟む穴位置などは、±0.15〜±0.20程度を見込んで設計すると現実的です。精度の要となるレーザー切断・抜き加工はアルミ板金のレーザー切断・抜き加工で詳しく解説しています。

過剰な公差指示はコストを押し上げる

精密板金で見落とされがちなのが、「念のため」で全寸法に厳しい公差を指示すると、コストが大きく膨らむという点です。公差を一段厳しくすると、加工順序の追加、検査の強化、治具の専用化が必要になり、歩留まりも下がります。

コストを抑えるコツは、機能上どうしても精度が必要な勘合部や取付穴にだけ厳しい公差を指示し、それ以外はJISの普通公差に委ねることです。図面の意図を共有いただければ、精度が必要な箇所を一緒に切り分け、過剰品質を避けたご提案ができます。コストダウンの考え方は板金加工のコストダウン設計もご覧ください。

よくあるご質問