ねじの嵌合について

[darkscissors252]

以下のように２つのパーツの側面をネジ切りして噛み合うようにしたいのですが、断面解析すると噛み合っていないように思います。どうすればいいでしょうか？

[Bunga777]

モデル上でのネジの嵌合はあまりこだわったことがないのですが、断面で嵌合したように見せるなら、ネジなので回転させると合ったように見えるのかなぁと思います。

一応動画撮ってみました。

ちなみに、コンポーネントに変換してジョイントする際に位置を設定してあげるのも良いかも知れませんね。

[Bunga777 · Accepted solution]

コンポーネントにしてジョイントを設定、その後にモーションリンクで動くように設定してみました。

 

動画で御覧ください。

 

[adachitech7 · Accepted solution]

@darkscissors252 さん、

1ファイル1ボディで雄ネジと雌ネジを分けてアセンブリを組みなおしました。リンク付きのコンポーネントで円筒ジョイントで嵌合させています。

今回の場合は180度回転させるとぴったり合うようですね。

動画を作ってみました。

円筒ジョイントのスライド量と回転をモーションリンクで同期させるとスライドしながら回転して常に嵌合するように仕込むことが可能です。今回のものはピッチ4mmなのでスライド量4mmに対して360度回転するような設定にしています。

[takemi99VVD]

単純に断面での見た目の話なら、

写真を拝見すると半ピッチズレているだけなのでオねじかメねじを上下に半ピッチ（ピッチの半分）ズラすか、オねじを半回転回せば一致すると思います。

[darkscissors252]

みなさまありがとうございます！最終的に3Dプリンタで製作して噛み合うことを目標としています。それぞれのデータを参照してプリントしてみたいと思います。

[darkscissors252]

実際に3Dプリントしてみたところ、モデル状では噛み合っていても全然嵌まらなかったです。そこで、嵌め合う部分に0.4mmの交差を設けて再出力したところ、また上手くいきませんでした。モデリングの方法自体が間違っているのでしょうか？

[Bunga777]

私は3Dプリンタを使用しないので一般的なネジの嵌合のお話しか出来ませんが、一般的にネジはメスねじは寸法通り、オスねじをマイナスさせて作る事で入るようになります。

今回のネジは確かピッチ4だったと思うので、オスねじを0.4ほど小さく作れば計算上は入る筈です。

あとは、どの位の制度で加工できるか？に依存するので、3Dプリンタの制度が足らない可能性を考えて、1度思い切ったマイナス寸法で制作してみて、どれくらいのガタで入るかを確認するのも良いかもしれません。

いずれにしても、同じピッチで径を変えてクリアランスを取る方向性は正しいので、トライしてみて下さい。

[takemi99VVD]

ねじのサイズ（太さ）が分からないので何とも言えませんが、通常の三角山でおねじ、めねじをそれぞれ３Dプリンターでプリントしたものでははめ合いがきつくて入らない気がします。プリントする場合は電球ねじのように丸い山のほうが良いのではないでしょうか？

三角ねじの場合は、ねじのはめ合いは有効径（山の面の中間あたり）で決まりますので、径を小さくするより縮小して小さくした方が良いと思います。

[takemi99VVD]

間違えました縮小しては入りません。

[adachitech7 · Accepted solution]

@darkscissors252 さん、

下の画像は8年前にFusion360を使い始めたころに設計した望遠鏡です。レンズや胴体以外は全部FDMの3Dプリントで作ったのですが、接眼レンズの部分が6条ネジになっていまして当然ですがクリアランス0mmでは入りませんでした。色々調整して結局0.25mmのクリアランスで上手く動くようになりました。3Dプリントの積層ピッチは確か0.25mmだったと思います。もっとピッチを細かくすればネジのクリアランスももう少し追い込めるとは思います。

ちなみに接眼レンズ自体はありものを使ったので雌ネジの方をオフセットしています。参考になれば。

[takemi99VVD · Accepted solution]

ファイル確認し、ねじサイズが分かりました。

M50 P4.0ですね、Fusion360のねじモデルはISOねじ等級の6g、6Hと言うはめ合い規格になっていますので

おねじの外形と有効径を自由に変えられるようにしました。

有効径47㎜で下の画像の状態となります。

修正→パラメーター変更にてそれぞれのパラメーターを自由に変更できますので、

プリント出来るように調整してみて下さい。

 

[Bunga777 · Accepted solution]

@darkscissors252  さん

あ、Fusion360は既にモデリングの状態で嵌合公差まで考慮されて出来ているんですね、 @adachitech7 さんの書き込みをみて気づきました(^_^;)

なので、精度良く出力できるプリンタならばそのまま出すだけでネジが入る筈という設計になります。

今回はM50 P4.0で、断面のスケッチを取ってみると、オス山径φ49.7，メス谷径φ50.45になっています。

さらにオスメスの有効径の差が肩肉0.168、径にすると0.336だけ違います。

およそM50P4.0だとピッチの1/10程有効径差があることになり、理想的なネジの嵌合いなっています。

自動的にここまで作れるって実はなかなかすごい。

 

有効径ってのは何？ってのは単純にオスとメスの山谷の幅が一致するところっていう定義で（厳密には違うかもです、興味あれば調べてみて）、この差があればあるほどガタガタになるし、差がゼロだと絶対に入らないネジになります。

また上下の山のてっぺんが欠けているのはネジ山の不良を避ける意味で付けているもので、精度良く作れないマシンであればこの山のてっぺんをカットオフさせるのが意外と効果的だったりします。ネジ谷底ってのは結構突起やゴミが付きやすいですからね。

ちなみに、うちの会社だとM10くらいまでのネジは有効径で0.05～0.15くらいの間で製作しています。

ネジの調整ですが、ホビーユースでネジ径の調整を簡単に済ますのであれば、ネジの部分をスケールコマンドでいじってしまうのが楽だと思います。

この場合だと画像のようにY軸のみ変えずに縮尺するのがお手軽で良いと思います。

 

 

 

また、ネジ形状のお話もありましたが、電球ネジはガタガタっぽく見えて実はあいつは径にシビアで、山の高さが稼げない分有効径を十分に広げられないので、ガタガタすぎるとネジとして何かを締めるという用途では使いにくい印象です。

隙間をがっちりとあけたいなら角ねじが良いかなぁと個人的には思います。ガタガタになりますが精度が悪くても入るネジが作れます。このガタガタを嫌うなら普通のネジと角ねじの中間の台形ねじかなぁと。

あと、どこかのサイトでFusion360のコイル（丸）でねじ形状を作り印刷していたものがあり、これがなかなか調子良いというのを見たことがあります。

@adachitech7 さん

プリンタで6条ねじは凄い、良く入りましたね。かなり精度の良いプリンタで出力しないとダメっぽいですね。私も同じくカメラ関連で24条ってのをやった事があり、いわゆる捻るとにゅ～～んって出てくるズーム部分ですが、精度良く作って寸法通り出来ていても、山の食いつきが入れられず苦労した記憶があります。

[takemi99VVD]

トピックの質問内容からそれてしまうかもしれませんが、

有効径について、bungaさんの説明（単純にオスとメスの山谷の幅が一致するところ）で合っていま。考え方は正しいので補足します。”幅が一致している意味は延長線上の同位置で交わるので、厳密な説明は「三角形の頂点高さの二分の一」の位置です。わりと単純な位置ですが測りにくいので簡易的な手法で判断しています。
カットする量は・・むかしの旧JISでは1/8Hでもう少し尖っていて、今のISOやJISでは1/6H山ですので少し丸かったり、新たなISOでは谷底Rが少し大きくなったり、いろいろあります。

ねじの嵌め合いに関しては「基準山形」「基準寸法」「基準有効径」からそれぞれの規格寸法を見れば規格に応じてどのくらいはめ合い（有効径）が必要かわかるかと思います。

でも、機械加工や3Dプリントではあまり必要がないので、あくまで希望通り作れれば良いと思います。なので有効径は「ねじの嵌め合いは有効径で管理している」とだけ覚えて頂けると幸いです。

プリントしてカタイと感じたときは「外径」「有効径」「谷径」のいずれかが接触しているか、ピッチが微妙に異なっている可能性と、山のカタチが丸っぽかったりしている可能性が有ります。横から眺めた時にねじ面が出来るだけまっすぐに見えるように調整してみて下さい。M10普通山でまあまあきれいにプリントできるので大丈夫だと思います。（雄雌プリントして嵌めた経験なし）

多条ねじの話が出ていましたが、リード角（ねじ螺旋の斜め）が条を増やすことにより大きくなりますのでプリントする際にオーバーハング角が大きくなるので楽になります。3Dプリントではねじ面の滑りが悪いのでリード角が大きくても大丈夫だと思われます。

[mari.shimode]

@darkscissors252 さん、こんにちは。コミュニティのご利用ありがとうございます。

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複数の方々が再度返信してくださっていますので、お手すきの際にご確認ください。

返信で問題が解決、または解決に至らなくとも参考になった場合は、その返信の右下に表示されている「解決策として承認」ボタンを押してください。
同じ問題を抱えた方の参考になりますので、ご協力のほどよろしくお願いいたします。

引き続き問題を抱えているようでしたら、返信でお知らせください。

[mari.shimode]

@darkscissors252 さん、こんにちは。

今後、似たような質問を抱えた方が参考にできそうな解決策がこの投稿に多く返信されていますので、こちらで bunga さん、adachitech7 さん、takemi99VVD さんの返信を解決策として承認しました。

会話されていた内容についてさらに質問があるようでしたら、本トピックには返信せずに、このトピックへのリンクを含んだ形で新規トピックを作成してくださいますようお願いいたします。
そうすることで、コミュニティ メンバーが会話の流れを把握しやすくなります。ご協力いただけると幸いです。

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