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機械系CAD 講師:山田学

世界で戦えるGLOBALエンジニアになるための製図技術

3rd STEP 第3回:加工の基準もあわせて考える/全5回

世界で戦うための製図技術 3rd STEP【3】 加工の基準もあわせて考える

3加工の基準もあわせて考える

設計意図を表す寸法記入について学ぶ3rd STEPの3回目。前回は軸を固定する治具(じぐ:作業を補助する器具の総称)の組立図から六自由度を意識しながら基準を見極め、Vブロックの寸法記入を行った。今回はVブロックに組み合わせるハウジングの寸法記入を考えてみよう。

あらためて、軸を固定する治具の組立図を確認しておく (画像1、2)。

画像1

軸を固定する治具の組立図

画像2

Vブロック

1…Vブロック
2…ハウジング
3…締め付けボルト
4…ハンドル

画像3

ハウジングを上から見たところ

ハウジングを斜め上から見たところ

画像4

ハウジングを下から見たところ

ハウジングを斜め下から見たところ

六自由度を意識してハウジングの基準面を考えてみよう。
Vブロックにハウジングを組み合わせた段階で、X軸方向の併進運動XA、Z軸方向の回転運動ZBの動きが拘束される(画像5 黒矢印)。
従って、ハウジングのX軸方向の基準面は、ハウジング内側の垂直面(左右に2面あり)であることが分かる(画像6)。

画像5

X軸方向の併進運動、Z軸方向の回転運動が拘束される

画像6

ハウジングX軸方向の基準面は内側の二つの垂直面

ハウジングは左右対称形状であることから、締め付けボルトをX軸方向の中央に配置することを表現するために、縦の中心線を基準とした“中心振り分け寸法”とする。

※「70」という基準寸法は、Vブロックの基準寸法と同一であるため、設計意図として、組立時の隙間を保証するための寸法公差が両部品に必要である(画像7)。

画像7

中心振り分け寸法

ハウジングの内側を中心振り分け寸法として記入したが、これは設計機能上、内側の中央に締め付けボルトを配置したいという意思を表現したものである。
しかし、締め付けボルト用のねじ穴を内側の中央に加工するには加工の基準が必要となり、一般的に外郭形状を基準として穴位置を決定する(画像8)。
そのため、ハウジング外側の垂直面を加工基準として寸法指示しておく必要がある(画像9)。

画像8

加工基準が必要となる

画像9

加工基準に合わせた寸法指示

その後、締め付けねじでV面上の軸を締め付けた反力で、ハウジングはVブロックの溝の上側に押し付けられ、Z軸方向の併進運動ZA、X軸方向の回転運動XB、Y軸方向の回転運動YBが拘束される(画像10 青矢印)。
従って、ハウジングのZ軸方向の基準面は、ハウジング内側の下面(左右に2面あり)である(画像11)。

画像10

Z軸方向の併進運動、X軸方向の回転運動、Y軸方向の回転運動が拘束される

画像11

Z軸方向の基準面はハウジング内側の二面

Vブロックを抱きかかえるような構造であることから、Vブロックが挿入される部分の寸法を記入する(画像12)。

画像12

Vブロックが挿入される部分の寸法を記入

ここで、ハウジングの内面の上下寸法「32」を加工するには、加工基準からの距離が必要となる。
想定される加工法として、フライス加工(画像13)とワイヤー放電加工(画像14)が考えられ、ハウジング外側の底面を加工基準と決める。

画像13

加工法を想定し加工基準を決める

画像14

加工法を想定し加工基準を決める

ハウジングの底面を基準として(画像15)、切削加工と放電加工する部分の寸法を記入する(画像16)。

画像15

ハウジング底面を加工基準とする

画像16

切削加工と放電加工する部分の寸法を記入

正面図の最後に、外郭形状を形成する鋳物部の寸法を記入する(画像17)。

画像17

外郭形状を形成する鋳物部の寸法を記入

ここまでで、六自由度のうち五つの拘束を確認して寸法を記入してきた。
唯一、Y軸方向の併進運動YAのみ拘束する面がなく自由にスライドできることから、Vブロックの任意の位置で固定して使用することが分かる(画像18 赤矢印)。

画像18

Y軸方向の併進運動は自由

Y軸方向の寸法は、ねじ部が見える平面図を選択して記入する(画像19上)。
Y軸方向のねじ位置は中央であることを表現するために、中心振り分け寸法とする(画像19下)。

画像19

上、ねじ部が見える平面図を選択して記入 下、ハウジングの寸法記入が完成

以上でハウジングの寸法記入が完成となる。

設計意図を表す寸法記入の鉄則は、相手部品との相関関係を確認しながら寸法を記入すること、加工方法を想定して加工基準も同時に決めて寸法記入することである。

次回は、その他の部品(軸物)の寸法記入を確認しよう。

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