나사 규격 관련 포스팅을 하다 문득, 나사산의 모델링 방법을 궁금해하시는 분이 계시지 않을까 해서 이렇게 포스팅하게 되었습니다. 여기서는 미터 보통 나사 및 미터 가는 나사의 규격을 보는 방법과, 인벤터에서 코일이라는 기능의 사용 방법에 대해서 이해해주시면 됩니다.
이 글은 3D CAD에서 디테일을 중요시하는 분들을 위한 글이며, 실무에서는 보통 라이브러리에서 불러오고 시험 때는 스레드 기능으로 이미지를 넣습니다.
시작하기에 앞서 모델링 과정을 간단히 설명드리면, 지름 6 길이 30인 축의 끝을 미터보통나사 M6 피치 1인 암나사의 나사산 모양으로 파고, 나사 끝에 모따기를 주어 마무리 할겁니다.
1. 축 모델링
지름 6인 원을 스케치한 후, 길이 30만큼 돌출합니다.
2. 나사산 모델링
원점을 지나는 평면상에서 축과 조금 떨어진 곳에 암나사 나사산 단면을 스케치한 후, 축 끝에 일치시키는 순서로 작업합니다. (처음부터 축 끝에 붙여서 스케치하셔도 무방합니다.) 저는 YZ 평면에 스케치하겠습니다.
먼저 한 변이 1인(피치=1) 정삼각형을 스케치합니다. 높이는 참조 치수로 넣어놓습니다.
암나사 나사산의 단면 스케치는 위 규격의 이미지대로 치수를 차근차근 넣어가면 됩니다. 수나사의 바깥 지름 d와 골지름 d1의 기준선을 위 규격을 참고하여 스케치합니다. 여기서는 미터 보통 나사 규격을 참고할 것이며, 미터 가는 나사 규격은 필요 시 활용하시기 바랍니다.
전체 높이 H는 0.866이므로 바깥 지름 d의 기준선 위치는 끝에서 H/8인 0.108이며, 피치가 1일 때 접촉 높이 H1은 0.541이므로 두 기준선 간의 거리는 0.541입니다.
규격 이미지에서 수나사 골지름부는 둥근 형상이기 때문에, 위 스케치와 같이 3점 호를 그린 후 삼각형에 접하도록 접선 구속을 줍니다.
이제 암나사 나사산 단면을 축 끝이 구속시키는 작업을 합니다. 먼저 축의 중심선을 스케치한 후, 이 중심선과 골지름 기준선 간에 치수를 넣습니다. (피치 1일 때 골지름 d1=4.917)
그 다음, 일치 구속으로 바깥 지름 기준선 우측 끝점을 축 끝의 수직선에 일치시킵니다. 나사산 단면 스케치는 여기서 끝이며, 이제 스케치를 마무리하고 코일 기능으로 넘어가겠습니다.
인벤터 좌측 상단의 코일 기능으로(회전 우측아래) 암나사의 나사산 부분을 제거합니다. 프로파일은 스케치한 영역을 선택, 축은 축의 중심선을 선택합니다. 축 선택 후 바로 우측 아이콘으로 코일 방향을 선택할 수 있습니다.
저희는 스케치를 제거할 것이기 때문에 차집합을 선택, 오른 나사이기 때문에 회전 방향은 우측 아이콘을 선택합니다.
그 다음 피치와 회전수를 입력하고 확인을 누르면, 나사산의 형상이 얼추 나타납니다.
코일 기능으로 끝까지 제거가 안된 부분은 해당 면의 스케치를 들어가 형상 투영을 한 후, 돌출로 마저 제거해줍니다. (불완전 나사부)
3. 모따기
모따기는 수나사의 끝을 접촉 높이 H1만큼 주면 됩니다. 이 상황에서는 모따기 기능을 쓸 수 없으니, 원점을 지나는 평면에 위처럼 삼각형을 스케치한 후 회전하여 제거합니다. 이렇게 하면 수나사의 나사산 모델링은 끝입니다.
정리하면 다음과 같습니다.
1. 축 모델링
2. 나사산 모델링
1) 규격에 따라 나사산 스케치 (피치 P, 접촉 높이 H1, 수나사 바깥지름 d, 골지름 d1 참고)
2) 코일 기능으로 나사산 제거 (코일 회전 방향, 피치, 회전수 입력)
3) 남은 부분 돌출로 제거하여 불완전 나사부 표현
3. 접촉높이 H1만큼 모따기
작업 영상은 아래 옥또캐드 유튜브를 참고하시기 바랍니다.
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