安全で信頼性が高く、材料特性を利用する方法で部品を接合することは、製造業における革新の主要な分野の一つです。 そのような技術の1つは、摩擦に依存し、部品のはんだ付け、溶接、または機械加工を必要としない方法であるプレスフィットと呼ばれます。後で説明するように、プレスフィットは二つの部品を一緒に固定する最も正確な例のいくつかです。

彼らは非常に強力な部品を作るが、この方法は、すべてのシナリオに正確に適していません。 プレスフィットの基本をカバーし、プレスフィットの許容誤差を定義するときにお読みください。プレスフィットとは何ですか？

プレスフィットは、干渉フィットとして知られることもありますが、摩擦に依存する二つのタイトフィット部品を接合する方法です。 これは不変の結束および完全な直線を要求する適用のための最も好まれた留まる方法の1つである。 プロセスは普通極度な温度への部品の露出を要求しないし、はんだ付けすることを要求しないし、自動化されたシステムと互換性がある。

任意のプレスフィットアプリケーションでは、非常にタイトな方法で一緒に結合する二つの嵌合部品があります。 これらの2つの嵌合部品は異なる形態をとることができる。 最も一般的な例は、シャフトと穴ですが、プリント回路基板（PCB）上の電気端子などの小さな部品にもプレスフィットが使用されます。 出版物適合は部品の近い適合が確実に伝導性の接触を保障するので電装品を含む接合箇所にとって理想的である。

大きな摩擦力のために、二つの嵌合部品の一緒に押すことは、通常、油圧または空気圧ピストンによって行われます。 これは、影響よりもアライメントに重点を置いた、ゆっくりとした意図的なプロセスです。

プレスフィット技術は、その信頼性と相対的な単純さのために広く使用されるようになっています。 それは合う部品の非常に厳しい測定を要求するが、合う部品の実際の実行は一緒に技術の例外的なレベルなしで遂行することができる。

プレスフィットの仕組み

プレスフィットの仕組みを理解するには、まず二つの嵌合部品の物理的特性を記述する必要があります。 軸と穴の基本的な例では、穴が軸よりもわずかに小さいことを認識することが重要です。

シャフトが穴に押し込まれると、シャフトの材料がわずかに圧縮されます。 これはシャフトが把握の内部の表面に正常な力を出すように誘導する。 同時に、穴はシャフトの挿入のためにわずかな拡張を経るので、内側に押し込まれる。 この法線力は、二つの成分を一緒に保持する大きな摩擦力の生成に寄与する。

穴とシャフトの部品によって加えられる正常な力の実際の大きさは、それらが作られている材料に依存します。

穴とシャフトの部品によっ 鋼鉄のような堅い金属は、変形に対してより抵抗力があり、より大きい正常な力を出します。 一方、プラスチックや軟質ゴムは、変形の傾向のために小さな法線力を生成します。

プレスフィット公差は、後で詳しく説明しますが、シャフトが穴と比較して”オーバーサイズ”であるかどうかの尺度です。 これは、材料が耐えなければならない圧縮または膨張の量と、それらがどのくらいの通常の力を発揮するかを測定します。

プレスフィットの設計におけるベストプラクティス

あらゆる工業プロセスや技術と同様に、プレスフィットはすべての締結ニーズに対 プレスフィットの使用を検討している場合は、いくつかの経験則を念頭に置いてください。

材料の選択と互換性

プレスフィットの締結能力は、その変形に対する反応として一定の法線力を保持する材料の能力に依存しています。 しかし、一定の力または新しい方向への「流れ」にさらされると自然に変形する材料があります。 これらのタイプの材料が圧入に使用されるとき、それらはそれにより留められた部品のグリップをゆるめる摩擦をそのうちに失いがちである。

ナイロン、ポリウレタン、ポリカーボネートなどの軟質プラスチックは、プレスフィットに適さない材料の良い例です。 これはまたほとんどのプラスチック部品に代りに支えられた張力よりもむしろ施錠機能に頼る”急な適合”の関係がなぜあるか理由である。

温度変化を予測する

ほとんどすべての材料は、温度の変化に同様に反応します–物体は加熱すると膨張し、冷却 しかし、これらの現象が発生する程度は、問題の材料に依存する。 例えば、アルミニウムの部分はゴムの同等の部分と比較される高温に露出されたときより大きい差益によって拡大します。

二つの異なる材料で作られたプレスフィットアセンブリを持っている場合、熱膨張と圧縮挙動のこの格差は重要になります。 前の例で説明すると、アルミニウム穴の中にゴムシャフトで作られたアセンブリは、極端な熱にさらされるとグリップを失うことになる可能性が

明確にするために、極端な温度にさらされる必要がないか、熱膨張係数が類似している限り、2つの異なる材料を一緒に結合することは完全に許容

パートアライメントがキーです

プレスフィットを使用して接合された部品のアライメントは非常に小さな公差を持っています。 完全に整列したアセンブリには、均等に分散された内部力が必要であり、強い振動を受けても部品が一緒に保持されたままになるようにします。

このため、メーカーは完璧なアライメントを達成するための多くの手段を考え出しました。 適切な工具細工およびfixturingはこのステップの重大な要因である。 ほとんどの製造業者は突起とくぼみのローレットまたは一致するペアを持つように嵌合部品を設計するでしょう。 これは部品が間違いのための少し部屋と完全に一緒に合うことを保障する。

プレスフィット用の部品を組み合わせるために使用される油圧または空気圧プレスは、多くの電力を必要としますが、通常は非常にゆっくりと これは一緒に押されると同時に部品の再調整のための手当を与える。 理想的には、オペレータの介入は必要ではありませんが、状況がそれを必要とする場合に行うことができます。

嵌合部を先細にすることを検討する

プレスフィット用の部品を設計する際の一般的な戦略は、シャフトの端を先細にすることです。 これは面取りと呼ばれ、部品の整列と穴の周囲の力の均一な分布の両方に役立ちます。 部品の一緒に押すことはまた圧縮力がもっと次第に造り上げがちであるので、小さな溝の付加によってより容易、より滑らかにされる。

適切な圧入公差を決定する

法線力の大きさは、材料が固定された後にどのくらい圧縮または膨張するかによっても異なります。 シャフトは通常、穴よりも少し大きいことを思い出してください。 この寸法の違いは、一般的に「圧入公差」と呼ばれるものです。「これは非常に小さな数で、通常は1/1000インチ未満です。

プレスフィット公差の適切な数値は、シャフトと穴の両方の寸法と材料を考慮しています。 例えば、ゴム製部品は変形のためのより大きい傾向があるのでより高い許容を要求します。 公差は、部品のサイズが大きくなるにつれて増加しますが、この関係は必ずしも線形ではない場合があります。

残念ながら、プレスフィットアセンブリの適切な許容誤差を決定するための計算は簡単ではありません。 軸の両側の面取りを含む軸と穴の寸法は別として、値のシフトも発生します。 組み立てられる部品のための意図されていた実用温度はまた考慮される必要があります。

部品に複数のピンが含まれている場合は、使用される油圧プレスまたは空気圧プレスの最大圧縮力を考慮して公差を調整する必要があります。

適切な圧入公差を計算することの難しさは、自動組立ラインにこのような技術を含めることの最大の課題です。 検出されない場合、ずれた圧入または公差が大きすぎる場合は、組み立て中の部品または空気圧プレスのいずれかに損傷を与える可能性があります。 関与する力の大きさでは、そのような事故は非常に壊滅的な可能性があります。プレスフィットの多くの利点にもかかわらず、それはすべての機械的な接続を置き換えていないという事実は、それが完璧ではないことを十分に証 プレスフィットのより一般的な選択肢の一つは、シュリンクフィットです。 この方法では、組み立てられている二つの部品のいずれかの寸法は、加熱または冷却によって変更されます。この方法の背後にある考え方は、熱膨張を使用して2つの部分をより簡単に結合し、その後室温に戻すことです。 許容はこの技術でまだ重大であるが、はるかに許すである。 それはまた2つの部品を一緒に持って来るために油圧か空気の出版物が出さなければならない力を減します。この技術の欠点は、部品を極端な温度に加熱または冷却する必要があるために時間がかかることです。

この技術の欠点は、部品を加熱または冷却 関連する専門機器のトンもあります。 収縮適合がすることができる前に金属部分は300°Cまでの温度に熱されるか、または液体窒素と冷却されます。 プレスフィットよりも信頼性の高い方法で二つの部品を一緒に固定するために必要なすべてのもう少し技術的なスキルは間違いなくあります。

最終的な考え

表面上では、プレスフィットは、単一の部分を作成するために二つのコンポーネントを一緒に結合する非常に簡単な方法のよ それは速く、信頼でき、はんだ付けするか、または機械化を要求しない。 但し、出版物適合アセンブリと間違って行くことができるそう多くの事がある。 適切に行われたプレスフィットは、それが簡単に見えるようにスムーズに行われているので、複雑に準備されているプロセスのちょうどイラ