課題J2

タブの作成

  1. 「J」フォルダの中に部品設計タブ「J2」を作る。
  2. 課題J3ではJ1で作った部品と、ここで作る部品を使う。
    部品設計タブの工程数が多くなると、工程をひとつ進めるたびに時間がかかるようになる。また、大きい部品のあとで小さい部品を作ろうとすると、表示方向の切り替えのたびにいちいちズームし直す手間がかかる (大きい部品を非表示にするなどの回避方法もあるが)。そのような場合は、部品設計を複数のタブに分けて行うと効率よく設計をすすめられる。自由制作2で複雑なものを作る場合は適宜部品設計タブを分けるとよい。

ネジ部を作る

この課題ではネジ規格と寸法ナベ小ねじ/よくわかる規格ねじ六角ナットの形状・寸法を参考にして、長さ8mmのM3ネジとそれに合うナットを作る。

  1. をクリックし、ツリーのTopを選択する。
  2. スケッチの名前を「ネジ外径の基準」に変更する。
  3. 表示方向をTopに切り替える。


  4. Center point circle で原点を中心とした円を描き、Dimensionで直径を3にする。
  5. 円はデフォルトのTopの面の枠より極端に小さいので右図のようになる。ズームすれば円は大きく見えるが、このままだと表示方向を切り替えるたびに「引いた表示」になってしまう。


  6. 緑のチェックマークをクリックする。


  7. Top面をクリックし、赤丸をドラッグしてTop面の枠を小さくする。
  8. この操作は完全に作業の都合上のもの。Top面自体は枠をどのように変えてもそれとは関係なく無限に広がっている。


  9. 円の部分をズームしてもう一度枠の大きさを調整し、円に対してだいたい右図くらいのバランスになるようにする。


  10. Front面、Right面も同様にして調整し、表示方向をTrimetricにして図のようになることを確認する。
  11. こうしておけば、いちいち表示方向の切り替えのたびにズームし直さなくて済み、効率よく設計を進められるようになる。
    逆に、数10mの建物のようなものを設計する場合は、そのままではTop, Front, Right面が小さすぎて選択しにくいという問題がおこる。その場合はスケッチや立体に合わせてTop, Front, Rightの面の枠を広げておけば、楽に選択できるようになる。


  12. ツリーの「ネジ外径の基準」を選んでExtrude をクリックし、工程名を「ネジ部作成」に書き換えて、長さを10にして緑のチェックマークをクリックする。


  13. Helix をクリックし、工程名を「らせん作成」に書き換えて、円柱の側面を選び、Revolution(巻き数)を20にして緑のチェックマークをクリックする。
  14. 参考サイトによればM3のネジのピッチ(ネジ山どうしの間隔)には0.5と0.35のものがあるが、ここでは0.5のものにする。10mmの円柱で巻き数を20回にすることで、らせんの間隔がちょうど0.5mmになる。


  15. Thicken をクリックし、工程名を「円柱両端カット」に変更し、円柱の上下の面を選び、長さを1にして方向を反転させて緑のチェックマークをクリックする。
  16. このあと断面のスケッチを描き、それとらせんを組み合わせてスイープを行って円柱を削るが、課題E2で見たようにらせんの元になった円柱をそのまま使うと両端が汚い形になってしまう。そこで、あらかじめこのようにして円柱の両端を削っておく。また、こうすることでネジ部の長さが計画通り8mmになる。


  17. をクリックし、ツリーのFrontを選択する。
  18. スケッチの名前を「ネジ山カット断面の形」に変更する。
  19. 表示方向をFrontに切り替える。


  20. Line で図のような線を描く。


  21. Coincident でスケッチの端点とらせんの端点を一致させる。


  22. Dimensionで2つの線の間の角度を60°にする。
  23. 参考サイトによればネジ山の角度は60°。削りの形を60°にしておけば山の角度も60°になる。


  24. Dimensionで縦線の長さを0.2499にする。
  25. 小数第2位までしか表示されないため、入力後の表示は「0.25」になる。
    ピッチが0.5なのでこの部分の長さは0.25にするべきだが、スイープの工程ではできる立体の形が自分自身と交差したり接したりするとエラーになるので、ギリギリくっつかない長さにしておく。


  26. Mirror で横軸の上にこれらの鏡映コピーを作る。三角形の中の色が変わったことを確認したら緑のチェックマークをクリックする。


  27. 左下の「Curves (1)」Sweep で「ネジ山カット断面の形」を断面、「Curve 1」を経路としたスイープを行い、円柱を削る (工程名は「ネジ山カット」)。


  28. 設計画面のらせんを右クリックし、「Delete Curve 1」を選び、工程名を「らせん削除」として緑のチェックマークをクリックする。
  29. 以前同様のことをしたときは左下の「Curves (1)」を展開してその中にあるものを右クリックしたが、このように設計画面からでも選べる。
    「Delete らせん作成」を選ばないように注意。こちらを選ぶと「らせんを作ったという工程」を削除してしまう (ツリーで「らせん作成」を削除するのと同じ) ので、らせんの端点を位置基準としたスケッチ「ネジ山カット断面の形」や、それを使ったスイープ「ネジ山カット」がエラーになってしまう。


  30. 部品の名前を「ネジ」に変更する。
  31. ツリー、部品リスト(左下)、部品の形が図のようになっていることを確認してから次に進む。

ネジの頭を作る

  1. 表示方向をTopにし、ネジの上の面を選択して をクリックし、スケッチ名を「ネジ頭底面の形」に変更する。


  2. Center point circle で原点を中心とした円を描き、Dimensionで直径を5.5にして緑のチェックマークをクリックする。


  3. ツリーの「ネジ頭底面の形」を選んでExtrude をクリックし、工程名を「ネジ頭作成」に書き換えて、長さを2にして緑のチェックマークをクリックする。
  4. 参考サイトによると、M3ネジの頭の直径と高さはそれぞれ5.5mm, 2mm。上の丸めや十字穴の形状などの記述はないので、これ以降の数値はバランスをみてなるべく実物に近くなるように決めたもの。


  5. Fillet で工程名を「ネジ頭丸め」として頭の上のエッジに半径1.2の丸めをかける。


  6. 表示方向をFrontにし、ツリーのFront面を選択して をクリックし、スケッチ名を「十字穴終端面の基準」に変更する。


  7. Center point arc で中心と一方の端点が縦軸上にある円弧を描く。


  8. Coincident で下の端点を頭の下端と一致させる。


  9. Dimensionで円弧の半径を2.5にする。


  10. Horizontal でもう一方の端点と中心に「水平」の条件をつける。


  11. Revolve でこのスケッチを回転させたサーフェスをつくる (工程名は「十字穴終端面作成」)。


  12. 表示方向をTopにし、ネジ頭の平らな面を選択して をクリックし、スケッチ名を「十字穴断面の形」に変更する。


  13. Center point rectangle で原点を中心とした長方形を描き、Dimensionで縦横の長さをそれぞれ0.8, 3.6にする。


  14. Center point rectangle でもう一つ原点を中心とした長方形を描き、Equal でさっきの長方形と長辺・短辺の長さを一致させる。すべての線が黒くなったのを確認したら緑のチェックマークをクリックする。


  15. 表示方向をTrimetricにし、ツリーの「十字穴断面の形」を選んでExtrude をクリックし、終端をさっきのサーフェスにしてネジにくぼみを作る (工程名は「十字穴作成」)。


  16. 設計画面のサーフェスを右クリックして「Delete Surface 1」を選び、工程名を「サーフェス削除」として緑のチェックマークをクリックする。
  17. 実際は十字穴の縦エッジにも丸めがかかっているが、ここでは省略する。

ナットを作る

  1. 表示方向をBottomにし、ネジの平らな面を選択して をクリックし、スケッチ名を「ナット底面の形」に変更する。


  2. Inscribed polygon で、原点を中心とした、白丸が横軸上にある六角形を描く。


  3. Coincident でネジ頭の外形と白丸を一致させ、線が黒くなったのを確認したら緑のチェックマークをクリックする。


  4. ネジを非表示にし、表示方向をTrimetricにして、ツリーの「ナット底面の形」を選んでExtrude をクリックし、上向きに2.4押し出す (工程名は「ナット作成」)。


  5. 新しくできた部品の名前を「ナット」に変更する。


  6. 表示方向をRightにし、Right面を選択して をクリックし、スケッチ名を「ナット削りの基準」に変更する。


  7. Line で図のような線を描く。


  8. Coincident で水平な線をナットの底面に一致させる。


  9. Dimensionで横線の端点の位置を確定させる。


  10. Dimensionで左右の斜め線の傾きを30°にする。


  11. Coincident で青い端点をナットの右端に一致させる。


  12. Construction 、Line の順にクリックし、縦軸から右に伸びる基準線を描く。


  13. Midpoint で基準線をナットの縦線の中点に一致させる。


  14. Mirror で基準線に対する3本の線の鏡映コピーを作る。


  15. Line で左右の開いている部分を縦につなぐ。ここまでできたら緑のチェックマークをクリックする。


  16. 表示方向をTrimetricにしてツリーの「ナット削りの基準」を選んでRevolve をクリックし、工程名を「ナット削り」にして回転軸をさっきのスケッチの左側の縦線に設定する。作成設定を「Intersect」(既存の立体と重なる部分だけを残す)に設定して緑のチェックマークをクリックする。
  17. さっきのスケッチを回転させてできるのは下の図のような形。設定をIntersectにすれば、もとの立体とこれの重なった部分だけが残る (Newでこの立体を作り、Boolean→Intersectでナットと組み合わせても上記と同様の結果が得られる)。


  18. ネジを表示させる。


  19. Boolean でナットからネジに重なる部分を取り除く。
  20. ネジを非表示にしてみると、ナットにネジの形の穴があいているのがわかる。

部品にMate connectorをつける

  1. ネジとナットを下に1mm移動させる。


  2. ネジとナットを非表示にする。


  3. Mate connector をクリックし、コネクタの名前を「ネジ位置基準」に変更し、コネクタの所属先をネジに設定し、位置を原点に設定して緑のチェックマークをクリックする。
  4. ここで作成したMate connectorは組み立てのときにネジの位置基準として使う。ネジ山のせいでネジの底面は円ではなく、拘束条件を付けようとしたときに自動的に表示されるMate connectorは回転軸からずれた位置になってしまう。そこで、あらかじめここで確実に中心の位置にあるMate connectorを作っておく。


  5. Mate connectorを右クリックしてHideを選んで非表示にする。


  6. 同様にしてナットに属するMate connector「ナットの位置基準」を作る。


  7. ネジとナット、ツリーの一番下「ネジ位置基準」を表示状態にしたら課題J1は完了。



課題J3

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