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測定器とワークに温度差がある場合の寸法補正

計測・検査
初めまして。
通常JIS Z 8703やISOで規定される通り、全国的に検査時のの標準温度は20℃となっています。
が、恒温室等で調温できず、表題のように測定器とワークに温度差がある状態で検査した場合は、どのように寸法を補正すればいいでしょうか。

今回の事例
☆ワーク(アルミ)
 ・実測温度:26.8℃
 ・α:23×10E-6 1/K

☆測定器(鉄:内側マイクロメータ)
 ・実測温度:29.7℃
 ・α:11.5×10E-6 1/K

☆ワーク測定箇所
 ・図面指示寸法:φ1306±0.1
 ・上記温度での実測寸法:φ1306.220
  (温度補正しないと規格外!!)


計測の不確かさは考慮しないで下さい。
まだ会社です。徹夜になると思いますが、どなたか有識者の方、私を助けてください。
以上、宜しくお願い致します。
また、回答の際はソース、文献の提示もお願い致します。
Huckebeinさん 2003-10-05 23:42

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この質問への回答は締め切られました

回答(4) [アドバイス] [素人] [自信あり]

ワークの方は熱膨張係数で補正できますが測定器のほうは複雑な要因が含まれますので室温のままとしてワークが室温に馴染むのを待ってから測定することです。
補正寸法は、#2の方の示した計算式で1℃あたりの補正値を計算して求め、室温と基準温度(この場合20℃)の差を倍した値を実測寸法から差し引く事で求められます。
形状が複雑なワークでは体積膨張の影響が現れて計算値と一致し難い場合がありますので、同一ワークの何種類かの室温データをグラフ化して規準温度に対する補正値を推定なされば確さを検定する事が出来ます。

I..T.さん 2003-10-06 10:18

●質問者からのお礼

ありがとうございました。
Huckebeinさん 2003-10-06 10:23


回答(3) [答え] [専門家] [自信あり]

鉄鋼は、100mm・1°C・1μm。

∴(1306/100)×(29.7-20)=126.682μm
 (20°C時に比べ126.682μm大きくなっている。)
 (20°Cなら、もっと大きな読み値となる。)

アルミは、100mm・1°C・2.3μm

∴(1306/100)×(26.8-20)×2.3=204.2584μm
 (20°C時に比べ204.2584μm大きくなっている.)
 (20°Cなら、もっと小さい。)

従って、204.2584-126.682=77.5764μmより
実測寸法1306.220-0.0772584=1306.143

残念ながら、規格外れのようです。
(文献が必要なほどですか?)

K1さん 2003-10-06 09:30

●質問者からのお礼

K1様。ありがとうございました。
従来式で結果的に計算が合うこと確認できました。
Huckebeinさん 2003-10-06 10:31


回答(2) [アドバイス] [関係者] [自信あり]

こんばんは。
私が以前設計者に教えてもらったのは確か、
熱膨張量=熱膨張係数x(温度差)x部品長
だったと思います。
それから考えると理論上では部品温度26.8℃として
0.2mm位、測定器温度になじんだとして0.29mm位
規格温度(20℃)では収縮するのではないでしょうか。
実際に測定した場合にこれの通りになる保証はないですが。
私に貴殿社内での補正の良し悪しはわかりませんがまずは第一に客先での受入検査時の環境温度調査および、現状を報告するしかないのでは?
下手に修正かけると全品作り直しとなってしまう場合も。
しかしながら責任という意味では相手先よりもまず社内の規格をクリア出来ていないとまずいかもしれませんね。
それで問題生じたら対応策検討するという具合に。
ワンストライクワンアウトの時代、なかなか難しいかもしれませんが。
あとでお客様、会社から責められないように独自の判断はよほどの自信が無い限り先送りした方が良いと思います。
社内規則に準ずるのが一番。とは言ってもこの時間帯では修正するにも出来ないと思いますので私ならば朝まで待ちます。
以上、お役に立てなくてすみません。

mintさん 2003-10-06 01:52

●質問者からのお礼

アドバイスの通り、一旦頭を冷やしてみます。
現在計画中の案は
1)ワーク、計測器を20℃に調温して再検査。
  (但し、熱容量の違いで完全に同温になるかは疑問)
2)測定器メーカーにもアドバイスを請う

とりあえず朝、上司と相談してみます。

深夜までつきあって頂き大変ありがとうございました。締め切りはもう少し先にしたいと思います。

                      以上
Huckebeinさん 2003-10-06 02:08


回答(1) [答え] [関係者] [自信あり]

こんばんは。遅くまでご苦労様です。
私どもではJISの規格値は知りませんが
測定室環境は23℃でした。
作製・検査依頼していました所では21℃で
温度差があり、納品後、当然ながら我が社でも
チェックするのですが測定室の温度差によって
NGとなり差し戻した事があります。
しかしながら再度測ると寸法規格ないだと。(笑)
両社間での最初の取り決めが問題でした。
今回のケースは初めてのお客様でしょうか?
それとお客様での測定環境は?
JISに準じているでしょうか?
計算してませんので温度差によって寸法がどれくらいばらつくかは知りませんが、可能であればどちらの環境でもpassするように修正。
不可なら熱膨張分補正かけJISでは公差内になる事をつげ、お客様サイドで一度測定して頂き、データー比較するしかないのでは。そして今後どうするか打ち合わせになられては。
明日まで待てないのでしょうか?
最後に逆に今まで一度も問題にならなかったのでしょうか?
お役に立てないかもしれませんが、以上です。

mintさん 2003-10-06 00:05

◆質問者からの補足

mint様。
結論には至っておりませんが、まずは、迅速・丁寧なアドバイスありがとうございます。
まず、ワークに関してですが、自社製造、自社検査です。また、これまで社内で使用していた換算式は以下となります。

温度補正値=D/{1+(23E10-6 ×(T1-20))+
        (11.5E10-6 ×(20-T2))}

D:ワーク実測寸法
T1:ワーク実測温度
T2:測定器実測温度

残念ながら、これを適用しても1306.161となり規格外となります。これまで問題にはならなかったようです。加工者のヒアリング結果によれば、これまでノミナル狙いで加工していたものが、公差上限側になってしまったとのこと。

私が考えているのは
1.上記式の信憑性
2.検査・製造において、これまでと違ったことはしていないか?
です。

但し、測定器は然るべき校正メーカーの検定を受けているので問題はありません。

追加アドバイアスがあればお願い致します。
Huckebeinさん 2003-10-06 00:27


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