3DCADのモデリングノウハウ・DIY・趣味・健康・日常感じたこと気になること等について書き記します。

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誰もが知ってるようで実は知らないこと(1)

長く技術屋をやっていると知ってて当然と思われるようなことでも、実は知らないという人がいて驚くことが多々あります。今回はそのなかのひとつを書いちゃいます。

 

タップ穴の常識

誰もが知ってるようで知らないこと、タップ穴の下穴径は?、面取りの大きさは?何ミリの深さが必要?
おそらく、即答できる人は少ないはず。そんなの規格表を見たら判ると言い張る人もいるかもです。

f:id:Tokintokin758:20201121033246j:plain

正確性は置くとしても、技術屋なら、だいたいの目安ぐらいの知識は必要です。

 

まずタップはネジの雌ネジを切る工具です、ドリルで下穴を明け、タップを使ってネジ立てをします。

 

 下穴径:ネジ径-ピッチ⇒より少し大きい0.5の倍数
面取りサイズ:ピッチ/2より少し大きい0.5の倍数
例①M12P1.75なら下穴は12-1.75=10.25⇒10.5,
面取りは1.75/2=0.875⇒C1
➁M10P1.5なら下穴は10-1.5=8.5  

面取りは1.5/2=0.75⇒C1

 

タップ穴の深さは、母材の材質によって異なります。

ボルトの締付け量の目安は母材が鋼材の場合は径の1.5倍、鋳物等の場合は径の2倍です。タップ深さはこの量に不完全部を含み1.2倍程度必要です。

 

注:タップの下穴径、番手等は企業事情によりマチマチです(不必要な加工工具等の保有保管が必要になるため、タップ径により規格化されています。)

 

 

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SolidWorks立方体コーナー頂点の面取り法

Yahoo知恵袋を見なくなり、回答しなくなって久しいのですが、それでも暇してるときなど、ちょっと覗いてみることもあります。

お盆の暇な時間久々に知恵袋を覗いたんですが、何かの課題でしょうか「ソリワクでサイコロ形状のコーナー頂点の面取り法を教えてください」との質問がありました。

 知恵袋の質問者の態度や礼儀には、辟易しているため回答する気はないのですが、さてどんな方法があるのか、自分なりに整理してみました。

 

 

f:id:Tokintokin758:20200818165931j:plain

 

ブーリアン演算で積をつかった面カット

 

 

 

 

押出しカットを使った面カット

 

 

 

 

サーフェースを使った面カット

 

 

 

 

 

一番上のふたつは、立方体と球体とのブーリアンの積(SolidWorksでは組合せコマンドの共通を使う)で球体から飛び出た部分を削除する方法、一番多い回答ではあるが、立方体でないもの大きいものなど使えないことが多く一般的ではない。

 真ん中のふたつの画像はSolidWorksの押出しカットを使った方法、スケッチの外側を使って角度を付けてカット。前にナットの面取りで紹介した方法、作業も簡単で速い

 

tokintokin758.hatenablog.com

 

下段のふたつはおなじ物であるが良くわかるようにコーナーRの大きさを変えたもの。

実はこれが、質問者が求めていた回答だと思うので、今回はこの方法をおしえちゃいます。

 

この方法はコーナー部にカット用のサーフェースを作成し、これを使って削除します。

 

 

f:id:Tokintokin758:20200819162844j:plain

 

 大きさはいくつでもいいのですが、サイズを決めたほうが、判り易いと思いますので 平面に80x80の正方形をスケッチします。

高さ80で押出し立方体を作成します。

 

 

 

 3Dスケッチで左記のようなスケッチを行います。

普通のスケッチでも良いのですが、3面にスケッチする必要があり手間の削減のため3Dスケッチのほうが便利です。

スケッチ面を選んで選択面に垂直コマンドでスケッチすれば簡単にスケッチができます。

 

 

 コマンドマネージャーで「サーフェス」に移動し「フィルサーフェース」をクリックします。

3Dスケッチでスケッチした形状を指示すればサーフェースが作成されます。

 

 

 

 

 

「サーフェース使用のカット」コマンドをつかってカットすれば完成です。

後はおなじようにサーフェースで他のコーナーをカットするか、パターン、ミラーコピーを使って残りを作成します。

 

 

 

 

 これが完成形です。どの面からみても同じコーナーRでの面取りになっていますね。

 

 

 

 

 

今回はサーフェースを使ったコーナー頂点の面取り法でした。

 

 

 

 

 

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GIMPで補正した画像をつかう

今日は便利につかえる有能アプリの紹介です。

 

SolidWorksFusion360で写真や画像を取り込み、それを模写してモデリングする良くやりますが、でも斜め向きが多くて、なかなか真直ぐ正面を向いているものは見つかりません。

 

そんなとき、便利に利用しているアプリが私にはあります、フリーでありながら高機能のグラフィックソフトGIMPです。

 

GIMPの変形ツールの「遠近法」を使って画像を正面に補正して利用しています。

 

f:id:Tokintokin758:20200617165044j:plain

 

利用法は至って簡単、遠近法ツールを立上げ、表示される枠の外端4箇所を合わせるだけです。縦横比率がおかしいこともありますが、そんなときはGIMPに備わってる機能で縦横の比率を変えて対応します。

 

f:id:Tokintokin758:20200617165657j:plain

 

f:id:Tokintokin758:20200617165734j:plain

 

フリーアプリですので、利用価値大です、是非お試しを。

 

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SolidWorks関係式駆動カーブを操る

SolidWorksに関係式駆動カーブという機能があります。

この駆動式をみたこと有る人はおそらく歯車を自分で製作した人だと思います、インボリュート曲線の作図に使っているのを良くみますから。

でも、この関係式駆動カーブを使えばいろんな関係式で表せる曲線が描けるってご存知でしたか。

f:id:Tokintokin758:20200527182902j:plain

まず、みんなが良くしっているコイルの螺旋です。

f:id:Tokintokin758:20200527183002j:plain

そして、放物線カーブのらせん、

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双曲カーブのらせん、

f:id:Tokintokin758:20200527183221j:plain

最後にアルキメデスのらせん、らせんだけでもいろんなカーブが描けます。

興味がある人は是非ためしてみてね。

 

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Fusion360で遊星歯車をモデリングする

遊星歯車、CATIA時代一度作ってみたいとは、思っていたんですが、SolidWorksFusion360の動きをCATIAで作動させるのは、チョッと無理があるため断念していました(オプションですが、CATIAにはキネマティクスというワークベンチがあり出来ないということではない)。

 

それがたまたま車の本を読んでいるとき、遊星歯車の記事が目に付いた。昔のことを思い出し、「どうせ暇をもてあましているし、作ってみるかい」で、遊星歯車のモデリング開始。

 

f:id:Tokintokin758:20200528030528p:plain

遊星歯車は4つのパーツから成り立つ、太陽歯車、遊星歯車そして遊星歯車のキャリヤ、外枠の内歯歯車です。

 

Fusion360には、歯車が簡単に作成できるアドインがあります、これを使って歯車を作成、内歯は同じ歯数の歯車の歯形状を反転して作成しました。

 

モジュール=3、太陽歯車の歯数=16、歯数遊星の歯車=22、内歯の歯数=60

*内歯の歯数=太陽歯車の歯数+2x遊星歯車の歯数

 

手間のかかる作業はあまりありませんが、歯車作成後、位置合わせし、各々に回転ジョイントとモーションリンクを設定して完成です。

遊星歯車には一つの歯車を固定して使うのですが、どれを固定するかで利用する方法が変わります、3つの固定は、内歯の固定、遊星キャリヤの固定、太陽歯車の固定です。

 

Fusion360では固定コマンドを使って簡単に固定できますので、最後のほうの工程で3つの固定をつくり、2つに抑制を掛けて1つのみ動作させる方法で3つの動きをつくりました。

下の動画は非常に短いのですが、「こんな動きをします」の参考になればで、作ってみました。

内歯固定(プラネタリー型といいます)で、駆動側が太陽歯車、従動側が遊星キャリヤ、回転方向は同じです。

減速比=太陽歯車の歯数/(太陽歯車の歯数+内歯歯車の歯数)=16/(16+60)

 

白いのが太陽歯車、黄色いのが遊星歯車、赤いのがキャリヤ、緑いのが内歯

 

遊星歯車

 

実はこの後、もう一つ作ったんです。不思議遊星歯車。不思議がついた不思議な遊星歯車、機会があれば公開します。

 

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3DCAD でモデリング  注ぎ口のあるカップ

長い休眠に入る前に下書きホルダーに保管されていた記事です、賞味期限切れかも。

 

SolidWorksの簡単、便利コマンド「自由曲面」を使った「注ぎ口のあるカップ」です。

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 実は「自由曲面」コマンドを使えば、あっと言うまにできるんです。

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こんな、カップをつくって・・・

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「自由曲面」コマンドを起動し、ちょいちょいと加工すれば・・・

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あっと、言う間に注ぎ口が出来ちゃいました。

いろんな、使い道があるコマンドです、ぜひ利用して下さい。

 

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Fusion360でサッカーボールのモデリングー動画をアップしました

サッカーボールのモデリング、ほとんど解説なしでしたので、今回は特別にモデリングの動画を公開したいと思います。

と、いっても全部ではなく途中までですが・・・「こんな方法でモデリングしているんだー」の参考になれば、うれしいです。

 

 


Fusion360でサッカーボールをモデリングする

 

 

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Fusion360でサッカーボールをモデリングした

CATIA もSolidWorksも手元にないもんだから、すっかりご無沙汰しています。

 

久々にFusion360SolidWorksモデリングしたことがあるサッカーボールでもモデリングしてみるかと思いつきで始めた、さてどうなることやら。

 

SolidWorksでの製作手法が通用するのか、疑心暗鬼で心配だったが、案ずるより生むが安しの結果だった。

サッカーボール5号。径220mm、技術屋の習性か寸法がちゃんとしてないと気がすまない、きっちり作らせて貰いました。

 

最後のおまけでadidasのロゴもつけちゃいました。

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3DCAD でモデリング  金網とチェーン

さて今回はどこにでもあるんだけど、モデリングしたものはあまり見かけない物、

金網とチェーンのモデリングです。

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ただ単にクロスしたものなら簡単にできますが、編みこんだものは、モデリングにちょっとした工夫がいります。

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チェーンもモデリング方法を知っていれば簡単に出来てしまいます。

いつも「こうすればできますよ」と言う簡単なモデリングのヒントを出していたんですが、今回はあえてヒントは出しませんので各々モデリング方法を考えて挑戦してみて下さい。

(どうしても解らないから教えてって人には、コメント欄にその旨書いていただければこっそり教えちゃいます)

尚 金網、チェーンともSolidWorksモデリングしています)

 

 

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3DCAD でモデリング  りんご

YouTubeでみたCreoを使ったリンゴのモデリング、真似て作ったもの。

モデリング方法は違いますが、SolidWorksのサーフェースを使って結果的には同じようなものができました。

 

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リンゴの半割り断面の画像をネットから拾い出しそれをスケッチに取り込み、参考にしてスプラインを使ってスケッチします。スプライン点はぎりぎり少なめで作成します。

チョッと見は回転で作成してるように見えますが、形状にデコボコ感を出すため回転ではなくスイープを使ってモデリングします。

 

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 スプラインでの輪郭スケッチ、スイープの方向を決めるためのパススケッチ、それに、りんごのデコボコ感を出すためのガイドカーブ、これもスプラインで作成しました。

実は2つ割にして断面もと思ったのですが、そこまでは必要ないかもと、断念しました。今回はりんごですが、いろんな果物、野菜等もこの方法でつくれますので、興味のあるかたは是非モデリングしてみてください。

 

 

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3DCAD でモデリング  グリップ

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どこにでもある握りのグリップ、こういうのあちこちで良くみるんですがこれをどうモデリングするか、考えたことありますか。

今回はそんなグリップを簡単にモデリングする方法を紹介したいと思います。

実はSolidWorksの変形コマンドを使えば超簡単にできちゃいます。

 

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 上図は楕円のスケッチを押出したもの、断面形状はお好きなように断面は問いません。

 

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ちょっと見にくいですが、上図波形スケッチのように端部形状を変形させます。

 

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        Property Manager変形コマンドメニュー

 

変形コマンドを使って端部形状スケッチを波型スケッチに置き換えます。

 

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両端部にフィレット掛けして完成です、簡単にできました。

このコマンドはグリップばかりでなく色んな利用方法がありますので、モデリングの幅がぐっと広がります、是非覚えて利用してみて下さい。

 

 

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3DCAD でモデリング  椅子

 

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一時家具のデザイン、モデリングに懲りそのときに作ったオリジナルデザインの椅子でCATIA V5でモデリングしています。

たいしたデザインではありませんが、一つのPARTデザインの中でなにもない状態で作りあげていきます。

CATIAのマルチボディをいかして直線やスプラインを使って中心線だけの三面の検討図をつくり、それをもとに各々肉付け調整しながら作りあげました。

背凭れの両サイド及び四本の脚はLAWを使ったスイープ(CATIAではリブ)を使って作ってあります。

3DCADのいいところは画用紙に絵を描く感覚で下書きがなくても簡単にモデリングできることでしょうか。

 

 

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3DCAD でモデリング  かざぐるま

子供のころ、折り紙でかざぐるま作った記憶ありませんか?

私はよく作って遊んだ記憶があります。かざぐるま、折り紙では簡単につくれますが3Dモデリングでは、どうでしょうか、「そんなの簡単」って人いますでしょうか?。

今回はこの「かざぐるま」のモデリングを紹介したいとおもいます

 

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上図がSolidWoeksでモデリングしたもので板金コマンドを使えば簡単にできちゃいます。

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正面図に折り曲げた状態の断面図をスケッチし、薄肉フィチャーで0.2mmで押出します。

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「板金ツールバー」の「アンフォールド」コマンドで固定部を指示しOKで折り曲げ部は展開されます。

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展開後45度で不要部をカットします。

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「フォールド」コマンドで始めの折り曲げ状態に戻します。

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中心部に軸を作り「円形パターン」コマンドで4箇所配置します。

組合せで一体化すればかざぐるま本体が完成です。後は付属パーツをつくってアセンブリすればクルクル回るかざぐるまの出来上がりです。

 

 

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3DCAD でモデリング  フレックスコマンドを使う

久々の更新です。前回記事更新後、PCの外付けHDDがご臨終し、アクセスできなくなりました。

必要な重要データのほとんどがこのHDDに保存されておりちょっとパニック状態になりました。

このブログでの3Dモデリングデータもその中にあり,ブログの更新もできなくなりました。

あちこち四方八方手を尽くしどうにか八分程度のデータは復元できましたのでまずはホッとしております。

ちょっと間が空きましたが、生き残りのデータを使ってブログの更新をしたいと思います。今回のテーマはSolidWorksの便利でユニークなコマンドの紹介です。

 

SolidWorksはCATIA V5には(標準で)ない便利な機能がいろいろあります。

今回はフレックスコマンドの紹介をしようと思います。

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上の画像はカーマットです。長方形で、折れ曲がっています。

さてどういう風にモデリングするか、サーフェースを使って云々とちょっと考えますが実はSolidWorksのフレックスコマンドを使えば簡単にできちゃいます。

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上図がフレックスコマンドを使う前の状態です。このモデリングならアッと言う間に出来そうですね。

もうひとつこのモデリングはどうでしょうか。

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これもチョッと見は面倒そうに見えますが実はとっても簡単にすぐモデリングができるんです。

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上図がフレックスをかける前の状態です。これなら簡単にできちゃいそうですね。

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フレックスは曲げる、捻る、テーパー掛け、引き伸ばす等いろいろ簡単に出来ちゃいます。上図はフレックスのベンドコマンドで真直ぐなものを直角曲げしているところです。

一番最初のカーマットは45度曲げて更に45度捻ってあります。

 

下図のパンチングメタルは前に板金コマンドでの作成で紹介しましたが、フレックスコマンドのベンドを使っても簡単に作成できます。

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フレックスコマンドはけっこう利用範囲の広い便利なコマンドですので、使ったことのない人は是非一度使ってみてください。

 

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3DCAD でモデリング  ハニカム構造を使う

ハニカム構造は正六角形、六角柱を隙間なく並べ蜂の巣状にした構造で、とても強く新幹線や飛行機の構造体にも使用されています。

また宇宙エレベータのケーブルに使われるカーボンナノチューブハニカム構造です。
モデリング自体は難しいものではなく、簡単なものですが今回紹介するものは、そのハニカム構造をパラメータを使って自在の形状、大きさに変化させ、色んな部品に利用できるブランク材をモデリングするもので、私が現役のころ使っていたものです。

このようなものがパラメータを変えることにより一瞬で作成できます。

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今回はこのハニカム構造の部品ファイルの作成手順を簡単にですが説明します。

CATIA V5ナレッジの式・パラメータを使ってハニカム構造をモデリングします。

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出来上がったものは上、画像1のようになります、スケッチ・パッド・長方形パターンと非常にシンプルです。

制御は5つのパラメータで行いますので、最初にこの5つのパラメータを設定します。

下記は画像1のパラメータ部分を取り出したものです。

パラメータ Type
六角対辺寸法 長さ
パッド高さ 長さ
ハニカム肉厚 長さ
X方向長さ 長さ
Y方向長さ 長さ
   
実数
実数

ナレッジの式f(x)をクリックして、上記5つのパラメータと式に使うX,Y2つのパラメータを「新規パラメータを追加」から作成します。

ツリーにパラメータが表示されますので、値は仮として画像1のように入力して下さい(XYは別途指示します)。

次にスケッチをかき、スケッチをもとにパッドを作成します。

f:id:Tokintokin758:20190205140038j:plain

 スケッチツールの六角形で画像2のようなスケッチをかきます、しっかりと拘束を付けておきます、「第二の方向・間隔」の寸法がこのハニカムサイズ基準となります、寸法入力時、右クリメニューから「式を編集」を選びパラメータの「六角対辺寸法」をクリック指定してください。これでこの寸法はパラメータとリンクされます。

「第一の方向・間隔」は参考寸法として入れて下さい、後にサイズを決めるときに必要となります。

尚、六角形の重なり部分は一本を削除するか、補助線にして下さい。

次にパッドの作成します。パッドコマンドをクリックし、「パッドを定義」ダイアログの厚みにチェック入れします。

f:id:Tokintokin758:20190207110226j:plain

プロファイルに先のスケッチを指示し、「長さ」に右クリの「式の編集」からパラメータの「パッド高さ」を指示します。「基準ファイバ」にチェック「厚み」に「式の編集」から「ハニカム肉厚」を指示すれば、基準パッドが完成です。

この状態になれば、パラメータ値を変えればパッド形状も連動して変化します、色々試してみてください。

次に長方形パターンでのハニカムの作成です。まず先のパラメータ作成で保留したX,Yに式を入れます、XY方向のサイズを決める際の長方形パターンのXY方向のインスタンスです。

X に下記の式を入れてください

int((('X方向長さ'/1mm)-('ハニカム肉厚'/1mm)*1.2)/('パーツボディ-\スケッチ.1\オフセット.36\Offset'/1mm))+1

Yに下記の式を入れてください

int((('Y方向長さ'/1mm)-('六角対辺寸法/1mm')/2-('ハニカム肉厚')/1mm)/('六角対辺寸法'/1mm))+1

  'X方向長さ'や'ハニカム肉厚'等はツールのパラメータをクリックすれば入力されます、また'パーツボディ-\スケッチ.1\オフセット.36\Offset'はスケッチ1の第一の方向の( )寸法をクリックすれば、入力されます。

f:id:Tokintokin758:20190306031024j:plain

XY入力後、長方形パターンコマンドを起動します。

「長方形パターンの定義」ダイアログで第一の方向、第二の方法でインスタンス、間隔でパッド作成時と同じように「式を編集」からインスタンスにX,Y間隔でスケッチ1の第一の方向・間隔の寸法、第二の方向・間隔の寸法を指定します。基準平面にスケッチ平面を指定します。全て入力後「OK」で設定は完了です。

X方向長さ、Y方向長さを満足するブランク材のサイズが出来あがります。

 このブランク材ファイルをこれを利用するファイルにリンク貼り付けして使用していました、いろんな使い方ができますので是非使ってみてください。

 

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