Flächen- und Volumenmodellierung von Bauteilen (eBook)

Ulf Stürmer (Autor)

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2005 | 1. Auflage
205 Seiten
Carl Hanser Fachbuchverlag
978-3-446-40160-0 (ISBN)

Infos

Parametrische 3D-CAD-Programme sind heute das zentrale Werkzeug im Entwicklungs- und Konstruktionsprozess. Das CAD-System Pro/ENGINEER hat in der Industrie weite Verbreitung gefunden. Die neue Oberfläche von Pro/ENGINEER Wildfire bietet mit ihren grafischen Symbolen und der strukturierten Menüführung auch Anfängern einen schnellen und leichten Zugang zu den vielfältigen Modellierungsmöglichkeiten. Das vorliegende Buch stellt alle grundlegenden Modellierungstechniken und Arbeitsweisen vor. Auf Grund seines systematischen Aufbaus eignet es sich auch zum Selbststudium.

Besondere Schwerpunkte sind:

- die Handhabung des 2D-Skizzierers, insbesondere die Anwendung der Maß- und Lagebeziehungen,
- die Grundoperationen zur Volumenerzeugung: Extrudieren von prismatischen Objekten und Drehen von rotationssymmetrischen Objekten,
- das Anlegen von Punkten, Achsen und Ebenen als Hilfsgeometrie,
- komplexe Modellierungsoperationen zur Kantenverrundung, Musterbildung und Erzeugung dünnwandiger Bauteile sowie zum Einfügen von Aushebeschrägen,
- Erzeugung von Flächen unter Verwendung von räumlichen Kurven sowie die Verknüpfung von Flächen untereinander und mit Volumenobjekten.

Alle Operationen werden anhand von Beispielen aus dem Maschinenbau erläutert.

Der Autor

Dr.-Ing. Ulf Stürmer ist Professor für Konstruktionstechnik und CAD an der Hochschule Magdeburg-Stendal (FH), FB Maschinenbau und Technische Betriebswirtschaft 

Inhalt

Vorwort 6
Inhaltsverzeichnis 7
Hinweise zum Buch 10
1 Die Benutzungsoberfläche 11
1.1 Programmstart und Grundeinstellungen 11
1.2 Bauteildarstellung umschalten 14
1.3 Sicht auf das Bauteil 15
2 Der Skizzierer 16
2.1 Konzepte des Skizzierers 16
2.1.1 Bezug zu vorhandener 3D-Geometrie 16
2.1.2 Maß- und Lagebeziehungen 16
2.1.3 Maßänderung bewirkt Geometrieänderung 17
2.1.4 Unmaßstäbliches Skizzieren 17
2.1.5 Starke und schwache Bemaßung 17
2.1.6 Linientypen mit verschiedenen Funktionen 18
2.2 Arbeitsschritte beim Skizzieren 18
2.2.1 Schritt 1: Zeichenebene und deren Orientierung festlegen 19
2.2.2 Schritt 2: 3D-Bezüge auswählen 20
2.2.3 Schritt 3: 2D-Geometrie erzeugen 20
2.2.4 Schritt 4: Skizzierer verlassen 21
2.3 Erste Übung zum Skizzieren 21
2.4 Funktionen des Skizzierers 26
2.4.1 Erzeugen von 2D-Geometrie 27
2.4.2 Einfügen von Bemaßung 28
2.4.3 Einfügen von Lagebeziehungen 29
2.4.4 Wandeln von Maßen und Lagebeziehungen 31
2.4.5 Konflikte beim Einfügen von Maßen 31
2.4.6 Verändern von 2D-Geometrie 33
2.4.7 Linientypen 35
2.5 Zweckmäßige Arbeitsweise beim Skizzieren 37
2.6 Übungen zum Skizzieren 37
2.6.1 Konturzug einer Nocke 37
2.6.2 Konturzug einer Buchse mit Nut 40
2.6.3 Sechseck 43
2.7 Tipps zum Skizzieren 45
2.7.1 Objekte löschen 45
2.7.2 Letzte graue Maße beseitigen 46
2.7.3 Parallele Linien winklig machen 46
2.7.4 Vergessene Bezüge nachtragen 49
2.7.5 Maß- und Lagebeziehungen testen 49
3 Extrudieren und Drehen 50
3.1 Volumenverknüpfungen 50
3.2 Funktionsleiste und Parameter 51
3.3 Arbeitsschritte beim Extrudieren oder Drehen 54
3.4 Wildfire-Version 2: Entkopplung von Schnitt- und Volumen- Erzeugung 56
3.5 Übungen zum Extrudieren 57
3.5.1 Arbeitsschritte für die drei folgenden Teile 57
3.5.2 Passfeder 58
3.5.3 Nocke 59
3.5.4 Buchse mit Nut 59
3.6 Tipp zum Drehen 60
3.7 Beispiel zum Drehen 61
4 Einfache Hilfsgeometrie 64
4.1 Typen von Hilfsgeometrie 64
4.2 Arbeitsschritte beim Einfügen 65
4.3 Positionieren mit Hilfe von Maßen 69
4.3.1 Benutzung der Griffe 70
4.3.2 Einfügen eines Koordinatensystems 73
5 Volumenmodellierung von Bauteilen 77
5.1 Übung Welle 77
5.2 Änderungen am Bauteil 80
5.2.1 Editieren 81
5.2.2 Definition Editieren 83
5.2.3 Umbenennen 84
5.3 Rundungen 85
5.3.1 Verrundung mit unterschiedlichen Radien 86
5.3.2 Verrundung mit variablem Radius 89
5.3.3 Wahl des Übergangstyps 90
5.4 Fasen 91
5.5 Rippen 93
5.6 Schrägen 96
5.7 Übung einfacher Hebel 99
5.7.1 Hebel extrudiert 99
5.7.2 Hebel mit Rippen-Tool 108
5.8 Muster (Mehrfachanordnungen) 110
5.8.1 Mustertypen 110
5.8.2 Bemaßungsmuster 112
5.8.3 Achsenmuster 119
5.8.4 Richtungsmuster 120
5.9 Übungen zu Mustern 121
5.9.1 Kreisförmiges Bemaßungsmuster 122
5.9.2 Kreisförmiges Bemaßungsmuster 128
Gruppe 128
5.9.3 Ebenes zweidimensionales Bemaßungsmuster 130
5.9.4 Füllmuster 132
5.9.5 Ändern von Füllmustern 134
5.9.6 Tabellenmuster 135
5.10 Übung Ringschlüssel 136
5.11 Übung Ölwanne 142
5.12 Schalen-Operation 154
5.12.1 Arbeitsschritte Schalen 154
5.12.2 Erfolgreich Schalen 155
5.12.3 Änderungen in Bauteilen mit 156
Schalen-Operation 156
6 Richtlinien zur Bauteilmodellierung 158
6.1 Richtlinien zum Modellierungsablauf 158
6.2 Weitere Qualitätsmerkmale 159
7 Flächenmodellierung 160
7.1 Flächenerzeugung 160
7.2 Kurvenerzeugung 162
7.3 Flächenmanipulation 164
7.4 Flächenverknüpfung 165
7.5 Beispiel geschmiedeter Hebel 167
7.5.1 Hilfsgeometrie für Hebelarm 169
7.5.2 Hebelarm als Zug-Verbund-KE 172
7.5.3 Hebelauge als Verbund (Blend) 174
7.5.4 Hebelarm mit Füllen abschließen 177
7.5.5 Flächen verschmelzen und in ein Volumen 177
7.5.7 Hebelauge als Zug-KE mit variablem Schnitt 180
7.6.2 Arbeitsschritte im Überblick 185
7.6.3 Erste Arbeitsschritte an der Flügelkappe 186
7.6.4 Kurven mittels Projektion 190
7.6.5 Raumkurven mittels Schneiden (Intersect) 191
7.8 Skizzierte Splines 200
7.9 Kurve zwischen zwei Punkten 202
Stichwortverzeichnis: Tipps und Arbeitspläne 204
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Textauszug

2 Der Skizzierer (S. 16-17)

Mit Hilfe des Skizzierers wird die 2D-Geometrie von Querschnitten und skizzierten Bezugskurven erzeugt. Auf Querschnitten wiederum basieren die Volumenobjekte, mit denen ein Bauteil modelliert wird. Der Skizzierer kann auch als erweitertes parametrisches 2DZeichenprogramm angesehen werden. Beim Zeichnen von skizzierten Bezugskurven lernt man den Skizzierer kennen, ohne sich weiter um die Parameter der Volumenerzeugung kümmern zu müssen. Aus diesem Grund sind die ersten Übungsbeispiele nur skizzierte Bezugskurven auf einer Ebene.

2.1 Konzepte des Skizzierers

Die wesentlichen Konzepte des Skizzierers sind:

• Bezug zu vorhandener 3D-Geometrie
• Maß- und Lagebeziehungen
• Maßänderung bewirkt Geometrieänderung.
• Zunächst unmaßstäblich zeichnen.
• Zwei Bemaßungsklassen: Starke (gelbe) und schwache (graue) Bemaßung
• Linientypen mit verschiedenen Funktionen

2.1.1 Bezug zu vorhandener 3D-Geometrie

Die Linien des Querschnittes oder der Bezugskurve werden auf eine Ebene des Bauteils gezeichnet. Ihre Lage wird auf die schon vorhandene Geometrie des Bauteils bezogen. Im Fall des zunächst nur aus der Hilfsgeometrie bestehenden Bauteils sind das die beiden anderen Ebenen, mit fortschreitender Gestaltung auch Körperflächen, Achsen und Kanten.

2.1.2 Maß- und Lagebeziehungen

Der Skizzierer erkennt die „Konstruktionsabsicht" des Programmbenutzers. So werden z.B. annähernd waagerecht gezeichnete Linien horizontal ausgerichtet. Geraden werden parallel oder senkrecht zu vorhandenen Geraden ausgerichtet. Linien beginnen nach Möglichkeit auf den Endpunkten schon vorhandener Linien. Die Art der Ausrichtung der Linien untereinander wird vom Skizzierer mittels kleiner grafischer Symbole (qualitative Lagebeziehungen) gekennzeichnet. Wo es erforderlich ist, trägt das Programm Maße ein (quantitative Lagebeziehungen oder Maßbeziehungen). Auf diese Weise ist die skizzierte 2D-Geometrie immer vollständig bestimmt. Das Programm kann so die Lage aller Elemente eindeutig bestimmen.

Im Bild rechts gibt es die Lagebeziehung „senkrecht", d. h., die beiden Linien stehen im rechten Winkel zueinander.

2.1.3 Maßänderung bewirkt Geometrieänderung

Wird der Wert der Maßzahl vom Programmbenutzer geändert, so ändert sich das skizzierte Objekt entsprechend. Dabei berücksichtigt das Programm die eingetragenen Lagebeziehungen, sowie die übrigen Maße. Die Änderung wird jedoch nur wirksam, wenn sie im Einklang mit den anderen Maß- und Lagebeziehungen realisierbar ist.

2.1.4 Unmaßstäbliches Skizzieren

Da Abmessungsänderungen auf diese Weise sehr einfach sind, erübrigt es sich, sofort maßstäblich zu zeichnen. Ein Zeichenraster wird deshalb nicht benutzt. Es genügt, zunächst grob maßstäblich zu zeichnen („skizzieren").

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 1.1.2005
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Mathematik / Informatik ► Informatik
• Themenwelt: Technik ► Maschinenbau
• ISBN-10: 3-446-40160-1 / 3446401601
• ISBN-13: 978-3-446-40160-0 / 9783446401600