【6分力計2018】TS7:CarbonFilプリント完了<スプラインのはめあい調整>

CarbonFilフィラメントで3日かけてようやく5部品プリント仕上がりました。スプラインの形状を修正して3回試作を繰り返しました。今回は、CarbonFilにマッチした3DP-21を使ってプリントしたので、3Dプリントができなくなるトラブルはありませんでしたが、FzRoverbalが7時間、クロスビームが5時間と結構長時間プリントで、不測の事態が起きないように見張っているのが大変でした。ドライブギアを変更して3DP-11もサッカー観戦しながらプリントしたのですが、半分からあとで吐出不良でNGでした。やはり3DP21のエクストルーダ機構がCarbonFIlに合っているのは流路ではないかという仮説に近づいてます。

部品はクロスビームが2個とFzRoverbalが1個と、1個のクロスビームの距離を離すためのスペーサーリングをFabrialPLAで造形しました。最後に小物として、スプラインのガタ詰め用キャップも
作りました。

●スプライン設計寸法と仕上がりとはめあい
①設計寸法
スプラインの設計は、自己流でプリント後の削り調整をしやすい形状にしました。
①歯形をインボリュートでなく長方形にして、ヤスリで形が削れるようにしました。
②はめあいの隙間は0.15~0.25mmくらいをとって、3Dプリントの精度が悪くてもはめられるようにしました。
軸:テーパ上面:歯先径Φ9 歯底径Φ7
テーパ底面:刃先径Φ11 葉底径Φ8
穴:歯底径Φ11.3 歯先径Φ8.5

Fusion360のロフトを使えば簡単にテーパー作れます。


②仕上がり
軸側は寸法が±0.2mmででてましたが、穴側が収縮変形が大きく0.5mmくらいは簡単にずれてプリント仕上がってました。
収縮変形の少ないカーボン樹脂でもこのくらい変化するので、PLA、ABSでスプラインを作ると収縮変形が大きくて大変だと思います。
クロスビームの上にテーパーのスプラインを作ったのですが、
中がΦ6の中空なので、折れやすいので、圧入の出し入れで折れるので、1回目の試作はぽっきり折れてしまいました。
2回目からは、高さを低くして、圧入を緩くするだけにして、
はめあいゆるゆるで、セットできるように削りました。

●はめあいのはまらない原因
①寸法が違う
=>ノギスで計りながらやすりで削りました
②表面のがたがたが引っかかって押し込めない
=>ペーパーヤスリ#800で表面を滑らかにしました。
③カスがスプラインの歯底に残っていて、邪魔をして押し込めない=>とんがったヤスリで、歯底をつついて、カスを削りとりました。
1-2時間かけてようやくはめあいがちょうどよくなりました。

ようやく出来たのでそこまで押し込んでからまた外してみました。外すときの折れてしまわないようにドライバで軸上面を押して抜くようにして外しました。

●結合を強固にするためにCAP部品を追加
テーパーだとFzRoverbalを抑える面がの接触がわずかなので、
上から、スプラインのCAP部品を圧入して、ボルトナットの締付でテーパーで径方向に力をだして固定力をアップすることにしました。

●FzRoverbal造形
FzRoverbalは、左右の穴形状精度が課題になるので、プリント後の削り調整を減らすために、穴のサポート柱を厚さ0.7ミリに薄くしてヤスリとニッパーで簡単に除去できるように設計変更しました。

●リングの外観悪いので、パテを塗った
顔となるリングがぎざざぎざが目立つので、田宮のパテで
塗り固めてあとでペイントします。

●以後
ひずみゲージを貼って、個別の動作テストしてから全体を組んで校正台で校正します。目標精度は3%以内です。
CarbonFilを採用しているので、今までのProtopastaカーボンよりは、ひずみの異方性特性が少なくてクロストークが減るのではと期待してます。

 


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