State 20軸部の長さを10mm、頭部の長さを6mmとして押し出します。(2つの部品からでなく、1つの円から押し出して作成することもできます。後に記述する6角ボルトを参照してください)Add Annotation Order
State 30頭部に六角穴を描きます。直径5.723mmの円に内接する二面幅5mmの六角形を描きます。コマンドは内接ポリゴンを使用します。そして、深さ3mmで押し出しカットします。Add Annotation Order
State 50作成→ねじのコマンドを選択してパラメータを設定します。モデル化にチェックを入れるとねじ山がはっきり表示されます。ねじタイプはメートルねじを選択します。サイズは呼び径のことなので6.0mm、ピッチは規格より1mmと規定されるので表示記号はM6×1、寸法公差を表すクラスは自動、方向は右ねじなので右とします。Add Annotation Order
State 90画面中央下部にある「グリッドとスナップ」→「レイアウトグリッド」のチェックをはずすことで、背景の枠を消去することができます。同じく画面中央下部にある「表示設定」→「表示スタイル」→「シェーデイング、エッジ表示のみ」を「シェーデイング」にすると、エッジ表示が消えます。もう一つ、金色にした金のねじです。Add Annotation Order
六角ボルト0次に六角ボルトを作成してみます。六角ポリゴンで六角頭を作成0M12×50の六角ボルトを作成していきます。規格ではM12のねじ部をもつ六角ボルトの六角形の2面幅(6角形の平行する2辺の距離)が19であるため、半径9.5を入力します。(桁数の関係で画面では10と表示されています)六角頭の幅を押し出し0六角頭の幅は規格では8mmなので押し出します。ねじ部の作成0六角面の頭部に直径12mmの円を描いて、50mm押し出します。押し出し完了0押し出しが完了しました。次におねじを作成します。ねじのコマンドの呼び出し0ねじのコマンドを呼び出します。円筒部を選択0円筒部を選択すると自動的にM12と認識してくれて、ねじのピッチが1.75など、自動的に決まります。初期設定はメートルねじなので、インチねじなどにしたいときにはここで変更しておきます。モデル化0「モデル化」にチェックを入れることで、ねじ山がきちんと表示されます。チェックを入れたら「OK」で完成します。Add Annotation Order
六角ポリゴンで六角頭を作成0M12×50の六角ボルトを作成していきます。規格ではM12のねじ部をもつ六角ボルトの六角形の2面幅(6角形の平行する2辺の距離)が19であるため、半径9.5を入力します。(桁数の関係で画面では10と表示されています)
六角ナット0六角ナットも途中までは六角ボルトと同様に作成します。外接ポリゴンを描いて、規格通り10mm押し出します。中央に直径12mmの円を描き、念のため中心半径を9.5と入力します。(ここでも桁数の関係で10となりますが、Fusionの設定で細かくしておくこともできるかと思います)めねじの作成0おねじと同じく、めねじは内径部分を指定することで作成できます。六角ナットの完成0六角ナットが完成しました。Add Annotation Order
ボルトとナットをかみ合わせ0次に完成したボルトとナットをかみ合わせて動かしてみます。ボルトとナットのコンポーネント化0アセンブリのコマンドを使用するために、ボルトとナットをコンポーネント化します。ボルトナットのカラー化0「検定」の一番下に「コンポーネントカラーサイクルの切り替え」で部品のカラー化ができます。これはランダムなカラーになるので、希望のカラーを指定したいときには「外観」コマンドを使用します。ボルトの固定0ボルトを固定するため、コンポーネントのところで「固定」します。ボルトとナットを合わせる0「アセンブリ」→「ジョイント」でボルトとナットを合わせます。このとき、コンポーネント1にナットの中心、コンポーネント2にボルトの中心を指定します。円柱状のモーションに0ジョイントコマンドの「位置」を「モーション」に切り替えて、「円柱状」を選びます。「剛性」「回転」「スライダ」などは、他のモーションになるので、ここできちんと切り替えておきましょう。完成0ここまでできれば、マウスで六角ナットをボルトのまわりでドラッグすることで、ナットを回転させることができます。ただし、Z軸方向に動き続けてしまうため、六角ボルトの頭部をすり抜けてしまいます。かみ合いモーションの自動化0ボルトとナットのかみ合いを自動化するため、「ジョイント」「円柱状」で出てくるオレンジ色の丸をクリックして「ジョイントの制限を編集」を表示します。スライドモーションの最小値と最大値を設定0ナットをボルトの先端からはみ出ない位置に置き、モーションを「スライド」にしてから、最小値を―40、最大値を0をして「アニメーション」表示で動きを確認します。ここで―40としたのは、ボルトのねじ部の50mmからナットの厚み10mmを引いた値であるためです。これで完成かと思いますが、よく見ると、ナットは上下には動いていますが、回転はしていないようです。最後に「モーションリンク」の設定をして、これを解決します。モーションリンクの設定0「アセンブリ」→「モーションリンク」を選択します。スライドと角度の設定0「ジョイント」→「円柱状1」をクリックすると「モーションリンク」の画面が出てくるので、「同じジョイントとリンク」にチェックを入れて、Z軸のスライドと回転を同時に設定できるようにします。数値の入力0まずはデフォルト(初期値)で「アニメーション」表示をしてみましょう。これでナットが上下に動き続けると思います。パソコンのスペックの影響などで動きがややぎこちなることもあるようです。距離の値を変えると動きが変化するかもしれません。断面表示0「検査」→「断面解析」で断面を指定すると、ねじ山のかみ合いなどを確認できます。Add Annotation Order
ボルトナットのカラー化0「検定」の一番下に「コンポーネントカラーサイクルの切り替え」で部品のカラー化ができます。これはランダムなカラーになるので、希望のカラーを指定したいときには「外観」コマンドを使用します。
円柱状のモーションに0ジョイントコマンドの「位置」を「モーション」に切り替えて、「円柱状」を選びます。「剛性」「回転」「スライダ」などは、他のモーションになるので、ここできちんと切り替えておきましょう。
スライドモーションの最小値と最大値を設定0ナットをボルトの先端からはみ出ない位置に置き、モーションを「スライド」にしてから、最小値を―40、最大値を0をして「アニメーション」表示で動きを確認します。ここで―40としたのは、ボルトのねじ部の50mmからナットの厚み10mmを引いた値であるためです。これで完成かと思いますが、よく見ると、ナットは上下には動いていますが、回転はしていないようです。最後に「モーションリンク」の設定をして、これを解決します。
スライドと角度の設定0「ジョイント」→「円柱状1」をクリックすると「モーションリンク」の画面が出てくるので、「同じジョイントとリンク」にチェックを入れて、Z軸のスライドと回転を同時に設定できるようにします。
数値の入力0まずはデフォルト(初期値)で「アニメーション」表示をしてみましょう。これでナットが上下に動き続けると思います。パソコンのスペックの影響などで動きがややぎこちなることもあるようです。距離の値を変えると動きが変化するかもしれません。
規格通りのボルト・ナットの使用0McMASTER-CARRの使用0ここから、さまざまな機械要素の規格品図面を取り出すことができます。メールアドレスを登録することで簡単に使用できます。なお、部品購入もできるようですが、こちらは当然のことながら有料です。ログイン画面0こちらがログイン画面になります。ここから先と同じサイズの六角ボルトとナットを選定します。六角ボルトの選定0M12×50の六角ボルトを選定していきます。全ねじや材質、強度など、さまざまなパラメータがあります。ステンレスを選定018Ni-8Crのステンレス合金を選びました。図面の取り出し0選定したボルトの型番をクリックした画面に出てくる「Product Detail」をクリックします。選択した六角ボルトの確認0この画面が現れたら、右側の画面を下にスクロールしていきます。3D-STEPを選定する0一番下にある画面の選定で、3D-STEPを選択することで、Fusion360内に画面を出すことができます。ここで他のものを選択すると表示されませんので慎重に選んでください。SAVEしてFusion画面に表示03D-STEPを選んだら。黄色い表示の「SAVE」をクリックすることで、Fusion360の画面にこの六角ボルトが表示されます。六角ボルトの表示0こちらが選定した六角ボルトです。実際の六角ボルトの頭は先の例題で取り組んだ単純な外接ポリゴンではなく、面取りをした丸みなどがあるので、こちらの方が正確です。M12×50の六角ボルト0全ねじでステンレス製です。Add Annotation Order
McMASTER-CARRの使用0ここから、さまざまな機械要素の規格品図面を取り出すことができます。メールアドレスを登録することで簡単に使用できます。なお、部品購入もできるようですが、こちらは当然のことながら有料です。
ボルトとナットのかみ合わせ0前の事例と同様にしてボルトとナットをかみ合わせてみましょう。ボルトとナットのかみ合い0アニメーションでかみ合いのモーションを確認できました。こちらが動画になります0ボルトとナットがきちんとかみ合って動いています。Add Annotation Order
ねじの各部寸法を調べて規格通りのねじを作成することで、ねじへの理解が深まります。オリジナルのねじを作成して3Dプリンタから出力することもできます。実際には存在しない材質や色のねじを作成して楽しむこともできます。将来、金属を出力できる3Dプリンタが普及したら、強度のあるねじも自作する時代が来るかもしれません。
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