平成 29 年度機械工学実験実習活動報告〇國居匠真，大本憲一，小倉隆博

岐阜大学工学部 ものづくり技術教育支援センター ものづくり技術開発支援室

岐阜大学工学部ものづくり技術教育支援センターものづくり技術開発支援室では教育支援業務として機械工学科機械コース・知能機械コース（学部 3 年次）を対象に機械工学実験実習を行っている．本実習では前学期，後学期それぞれ 3 テーマの実習を行っている．その中で担当した前学期：3DCAD，後学期：旋盤の内容，課題等について以下に報告する．

Key Words : 3DCAD，Open Car，汎用旋盤，アルミジャッキ

１．はじめにモデルは主に 2 種類存在する．1 つがサーフェス，もう 1つがソリッドと言われるモデルである．

岐阜大学工学部ものづくり技術教育支援センターもサーフェスモデルは複雑な形状を作るのに適している．のづくり技術開発支援室には 5 名の技術職員が所属し自動車のボディなど複数の面から構成される形状を作ており，今年度の機械工学実験実習では前学期が NC成するために有効な機能である．内部が空洞であり面のプログラミング（担当者 1 名），3DCAD（2 名），フライスみで構成されるモデルである．（図 1 左）（2 名）で，後学期が NC 加工（2 名），旋盤（2 名），手仕

ソリッドモデルは直方体や円柱などの単純な形状を作る上げ（1 名）となっておりそれぞれのテーマを担当していのに適している．操作はサーフェスと比較して容易である．

る．内部が詰まっているモデルであり，重心・重量・体積等の情報を得ることができる．（図 1 右）

２．3DCAD 実習

この二つのモデルの特性を生かしてモデリングしていくことになるのだが一般的にはまずサーフェスモデルとし（1）概要
実習内容は自動車のボディ製作である．その中で基本的な操作方法から複雑なモデリング又はデザイン設てモデリングを進めて複雑な形状の製作を優先的に行う．
その後，ソリッドモデルへと変換させて単純な形状の製作を行う．

計等の習得を目的としている．
（3DCAD ソフト solidworks2014 を使用）

（2）3D モデルについて
実習内容の前に 3D モデルについて説明をする．3D

図 1 サーフェスとソリッドのモデル

（3）ボディ制作
これまでの内容を踏まえてボディ製作について紹介する．3DCAD はスケッチ→3D モデル→アセンブリといっスケッチ作成する
平面を選択た流れで進めていく．（図 2）また，スケッチ又はモデリン
グをする際それぞれに専用のコマンドが存在する．そのコマンドの中で適したものを選択して製作していくことになる．
スケッチ
コマンド「スプライン」
を使用

スプラインは自由な形状でモデリング曲線を作図することができる
図 3 2D スケッチの流れ

・3D スケッチ
コマンドは 2D と同じ「スプライン」を使用

アセンブリ
図 2 スケッチからアセンブリまでの流れ（3）-①スケッチ作成
スケッチには 2D と 3D，2 種類のスケッチが存在する．
この 2 つのスケッチを使い分けてスケッチ作成を行う．
2D スケッチの場合はスケッチしたい平面を選択してコマ

3D の場合は同じ平面上でンドを選び作図をする．（図 3） 3D スケッチの場合は平なくてもスケッチが可能

面選択をせずに自由に作図することができる．（図 4）・2D スケッチ
2D スケッチ
図 4 3D スケッチの流れ（3）－②3D モデル
スケッチの次は 3D モデルの作成である．作成したスケ
Front

Rear

ッチ線を利用してモデリングを行う．まずはサーフェスのモデリングから説明をする．下図が一連の流れである．
（図 5）

ソリッド変換させる

コマンド「ロフトサーフェス」
を使用

モデルの輪郭となる

見た目に変化は無いが基準線を選択

中身が詰まっている状態
図 5 サーフェスのモデリング

ここからはソリッドモデルのモデリングについて説明をする．主に２D スケッチを主体に作図をする．2D スケッチ
はモデルの水平垂直な面を平面として利用して作図すモデルが曲面になるようにガイドカーブを支持ることが可能である．また，スケッチをしたい場所に新たに平面作成をして作図することも可能である．下図が一連の流れである．(図 6)

スケッチ線に沿ってモデリングされる

同じ要領で Rear・Side のモデリング2D スケッチ後，コマンド「押し出しカット」を使用

半分をミラーコピー

2D スケッチ後，コマンド
ここからソリッドモデルに変換させるためにサーフェスモ「押し出しフィーチャー」

デルを閉じた空間にするを使用

ボディの完成（4）レポートについて今年度からレポートの作成をしてもらうことになった．
レポート課題は以下の通りである．

課題①・ソリッドとサーフェスの違いを述べよ．また，この 2 つを使い分けてモデリングして感じたことを述べよ．
図 6 ソリッドのモデリング

ボディ完成後，アセンブリファイルとして組み立てを行い最後に色や素材の設定をして完成となる．今回はこちら
で事前に用意しておいたタイヤ・ホイール・シートと製作してもらったボディの組み立てをしてもらった．（図 7）課題②・2D スケッチ用任意平面の作成方法を３つ以上述
べよ．
課題①②どちらも基本的かつ重要なことであるため，今回の実習を通してしっかり理解出来ているかどうかが評価のポイントとなっている．

（5）まとめスケッチからアセンブリ作成までの流れを経験したことによって 3DCAD の基本的な操作から複雑な形状の製作についての知識や技術の習得に繋がったのではないかと思う．

図 7 完成品

３．旋盤実習（1）概要
後学期の旋盤実習では汎用旋盤の基本的な操作方法の習得を目的としている．実習内容はアルミジャッキの製作である．（図 9）

図 8 学生の作品

図 9 アルミジャッキ完成品

（2）汎用旋盤について
旋盤は，円柱形の加工物を回転させて「バイト」と呼ばれる専用の工具を用いて加工をする機械である．（図 10）
図 11 が今回の実習で使用した汎用旋盤である．図 12のようにチャックにワークを固定して刃物台にバイトを固定させる．そしてチャックを回転させた状態でバイトを材料に接触させて加工を施していく．その際バイトは加工内容に適したものを使用する．

突切り

片刃

図 13 図面

面取りり
部品① （図 14）

中ぐり

ねじ切り・外径加工→片刃バイト

φ38 ㎜，長さ 30 ㎜

・内径加工→中ぐりバイト

ストレート穴φ25・めねじ加工→タップM24×1.5（図 15）・溝入れ（ワーク切り落とし）→突切りバイト

図 10 各種バイトワークチャック

図 11 汎用旋盤

チャック
図 14 部品①刃物台ワーク
図 12 加工の様子（3）アルミジャッキの製作
これまでの内容を踏まえてアルミジャッキの製作について紹介する．学生には図 13 の図面通りに加工を進めてもらった．

図 15 めねじ加工具 タップ

部品② （図 16）バイトの種類と用途を混在することなくしっかり理解で・外径加工→片刃バイト φ38 長さ 30 ㎜

きているかどうか，前期に行ったフライス実習と本実習の・溝入れ→突切りバイト（ねじ切りバイト逃がし形状）旋盤を体験してどのような違いがあったかなど具体的に・おねじ加工→ねじ切りバイト＆ダイスφ24×1.5（図 17）

回答できているかどうかが評価のポイントとなっている．

・面取り→面取りバイト（部品①も含む）（5）まとめ汎用旋盤でおこなえる加工を一通り体験してもらったことで基本的な旋盤加工の流れや，加工の技術・知識の習得に繋がったのではないかと思う．図 18 は実習の様子である．

図 16 部品②

図 18 実習風景

参考文献
3D-CAD・ものづくりウェブ MONO WEB
図 17 おねじ加工具 ダイス

http://d-engineer.com/3dcad/
旋盤（4）レポートについて
前学期同様旋盤実習でもレポートの作成をしてもらった．課題は以下の通りである．
課題①・加工に使用した工具（バイト）の種類・用途について述べよ．
課題②・旋盤とフライス盤の違いについて述べよ．
課題③
・段取りから加工まで実際に旋盤を使用して感じたことを述べよ．

・一般社団法人 日本工作機械工業会
http://www.jmtba.or.jp/machine/introduction