Pro/ENGINEER-Praktikum 3528331240, 9783528331245

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Peter Köhler (Hrsg.)

Pro/ENGINEER-Praktikum

Aus dem Programm Konstruktion

AutoCAD Zeichenkurs von H.-G. Harnisch Leichtbau-Konstruktion von B. Klein CATIA V5-Praktikum herausgegeben von P. Köhler CATIA V5-Grundkurs für Maschinenbauer von R. List Konstruieren, Gestalten, Entwerfen von U. Kurz, H. Hintzen und H. Laufenberg Technisches Zeichnen von S. Labisch und C. Weber CATIA V5 - kurz und bündig von R. Ledderbogen UNIGRAPHICS-Praktikum mit NX3 von W. Wagner und G. Engelken

vieweg

Bibliografische Information Der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar.

1. Auflage 1999 2., aktualisierte Auflage 2000 3., vollständig überarbeitete und ergänzte Auflage September 2003 4., aktualisierte und erweiterte Auflage Oktober 2006 Alle Rechte vorbehalten © Friedr. Vieweg & Sohn Verlag | GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2006 Lektorat: Thomas Zipsner Der Vieweg Verlag ist ein Unternehmen von Springer Science+Business Media. www.vieweg.de Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzulässig und strafbar. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Umschlaggestaltung: Ulrike Weigel, www.CorporateDesignGroup.de Druck und buchbinderische Verarbeitung: Wilhelm & Adam, Heusenstamm Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier. Printed in Germany ISBN-10 3-528-33124-0 ISBN-13 978-3-528-33124-5

V

Vorwort Das vorliegende Buch soll die Schulung und Einarbeitung in die parametrische 3DKonstruktion mit dem System Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 unterstützen. Es ist die überarbeitete und erweiterte Neuauflage des Pro/ENGINEER- Praktikum-Buches [1]. Die Gliederung der einzelnen Abschnitte zeigt, dass die Vermittlung grundlegender Arbeitstechniken im Vordergrund steht, so dass das Buch auch unabhängig von dem verwendeten CAD-System Leser finden kann. Ähnlichkeiten zu dem im gleichen Verlag erschienenen CATIA-Praktikum-Buches [2] sind gewollt. Die notwendige Einführung in das System enthält Kapitel 2. Einen Überblick zu den Aufgabenstellungen gibt Kapitel 3. Die weiteren Abschnitte des Buches bieten eine schrittweise Einführung in die parametrische Produktmodellierung. Begonnen wird mit den notwendigen Skizziertechniken, die Grundlage der Bauteilmodellierung sind. Neben der Bauteil- und Baugruppenkonstruktion werden auch Hinweise für Modellanalysen, Modelländerungen und Vereinfachungen sowie für die Erzeugung von Animationen gegeben. Kapitel 7 vermittelt Grundlagen und Arbeitsweisen zur Zeichnungserstellung aus 3D-Datenmodellen. Die Dialogbeschreibung ist in allen Abschnitten so aufgebaut, dass sie auch auf andere Aufgabenstellungen übertragen werden kann. Mit ergänzenden, fortgeschrittenen Arbeitstechniken werden vor allem in Kapitel 8 Möglichkeiten aufgezeigt, um firmen- und produktspezifisches Wissen in die Konstruktion zu integrieren. Dazu gehören unter anderem Hinweise für Blech- und Gusskonstruktionen sowie zur Geometrieoptimierung. Weitere ergänzende Beispiele werden künftig auch auf der Web-Seite des Buches http://www.uni-due.de/cae/proe-praktikum.shtml zur Verfügung gestellt. Auch die Leser haben hier die Möglichkeit, Aufgabenstellungen und Lösungsvorschläge zu publizieren. Die Autoren danken dem Verlag für die Realisierung des Buchprojektes und dem Lektorat Technik, insbesondere Herrn Thomas Zipsner für die wertvolle Unterstützung. Wir wünschen allen Lesern viel Erfolg bei der Aufgabenbearbeitung. Duisburg, im August 2006

Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Math. Peter Köhler Dipl.-Ing. Jens Bechthold Dipl.-Ing. Stephane Danjou Dipl.-Ing. Sascha Dungs Dipl.-Ing. Norman Lupa Dr.-Ing. Oliver Strohmeier

VII

Inhaltsverzeichnis 1 Einführung ........................................................................................................................ 1 2 Einführung in die Arbeit mit Wildfire 3.0...................................................................... 5 2.1 Allgemeines................................................................................................................ 5 2.2 Benutzerschnittstelle .................................................................................................. 8 2.2.1 Dialogelemente............................................................................................. 8 2.2.2 Interaktionen .............................................................................................. 10 2.2.3 Die Online-Hilfe......................................................................................... 10 2.2.4 Such-Tool................................................................................................... 11 2.2.5 Mapkeys ..................................................................................................... 12 2.3 Objektdarstellung ..................................................................................................... 13 2.3.1 Darstellungsoptionen.................................................................................. 13 2.3.2 Farbe und Farbeffekte ................................................................................ 15 2.3.3 Vordefinierte Ansichten ............................................................................. 16 2.3.4 Ansichtsmanager ........................................................................................ 17 2.3.5 Folien.......................................................................................................... 18 2.4 Materialeigenschaften .............................................................................................. 20 2.5 Abbildung der Produktstruktur................................................................................. 21 2.5.1 Arbeitstechniken ........................................................................................ 21 2.5.2 Der Modellbaum ........................................................................................ 21 2.6 Festlegung der Symbolik zur Bearbeitung der Übungen ......................................... 23 3 Aufgabenstellungen ........................................................................................................ 25 3.1 Greiferkonstruktion .................................................................................................. 25 3.2 Antriebskomponenten .............................................................................................. 26 3.3 Ergänzende Aufgaben .............................................................................................. 29 4 Skizzieren......................................................................................................................... 31 4.1 Die Arbeitsumgebung .............................................................................................. 31 4.2 Skizziermethoden ..................................................................................................... 34 4.3 Skizzierübungen ....................................................................................................... 37 4.3.1 Profilskizze................................................................................................. 37 4.3.2 Symmetrische Skizzen ............................................................................... 39 4.3.3 Rotationsskizze........................................................................................... 40 5 Bauteilmodellierung........................................................................................................ 43 5.1 Die Arbeitsumgebung .............................................................................................. 43 5.2 Skizzierte Bezugselemente....................................................................................... 46

VIII

Inhaltsverzeichnis

5.3 Profil- und Rotationskörper...................................................................................... 48 5.4 Gezogene Teile......................................................................................................... 53 5.4.1 Ebene Trajektionen .................................................................................... 53 5.4.2 Räumliche Trajektionen ............................................................................. 55 5.5 Verbundkörper ......................................................................................................... 57 5.5.1 Übergangsstücke ........................................................................................ 57 5.5.2 Gekrümmte Verbundelemente ................................................................... 60 5.5.3 Gezogene Verbundelemente ...................................................................... 63 5.6 Konstruktionsfeature ................................................................................................ 65 5.6.1 Fasen und Rundungen ................................................................................ 65 5.6.2 Bohrungen und Gewinde............................................................................ 67 5.6.3 Rippen ........................................................................................................ 70 5.6.4 Fertigungsbedingte Anpassungen .............................................................. 72 5.6.5 Kopieren von Elementen............................................................................ 73 5.6.6 Mustererzeugung........................................................................................ 74 5.6.7 Kosmetische Konstruktionselemente ......................................................... 76 5.6.8 Querschnitte ............................................................................................... 77 5.7 Modellanpassungen.................................................................................................. 79 5.7.1 Veränderung von Maßen und Attributen ................................................... 79 5.7.2 Korrekturen an der Schnittgeometrie ......................................................... 80 5.7.3 Geometrische Beziehungen........................................................................ 81 5.7.4 Gruppieren und Umordnen von Elementen................................................ 83 5.7.5 Unterdrückung von Konstruktionselementen............................................. 84 5.7.6 Definition von vereinfachten Darstellungen .............................................. 85 5.7.7 Veränderung der Darstellungsattribute ...................................................... 86 5.8 Bauteilinformationen................................................................................................ 88 5.9 Flächenorientierte Bauteilmodellierung ................................................................... 90 5.9.1 Profil- und Verbundflächen........................................................................ 90 5.9.2 Freiformflächen.......................................................................................... 93 5.10 Fortgeschrittene Modellierungstechniken ................................................................ 95 5.10.1 Variable Trajektionen................................................................................. 95 5.10.2 Modellformung .......................................................................................... 96 5.10.3 Modellierung eines Zahnrads mit Evolventenverzahnung ......................... 97 5.10.4 Leitkurvensteuerung................................................................................. 100 5.10.5 Graphauswertung ..................................................................................... 102 6 Baugruppenmodellierung ............................................................................................ 105 6.1 Die Arbeitsumgebung ............................................................................................ 105 6.2 Der Einbau von Komponenten ............................................................................... 107 6.2.1 Grundlagen............................................................................................... 107 6.2.2 Einbau über Koordinatensysteme............................................................. 109 6.2.3 Einbau über Bezugselemente und Achsen ............................................... 109 6.2.4 Einbau über Geometrieelemente .............................................................. 111 6.2.5 Einbaukorrektur........................................................................................ 113 6.3 Verwendung von Skelettmodellen ......................................................................... 114

IX

6.4 6.5

6.6

6.7

6.8

6.3.1 Einführung ............................................................................................... 114 6.3.2 Aufbau des Strukturmodells..................................................................... 114 6.3.3 Anpassung der Komponenten .................................................................. 117 6.3.4 Strukturierter Zusammenbau.................................................................... 117 Baugruppeninformation ......................................................................................... 119 Anpassung von Komponenten ............................................................................... 120 6.5.1 Bauteilkorrekturen.................................................................................... 120 6.5.2 Baugruppenbeziehungen .......................................................................... 121 6.5.3 Austauschbaugruppen .............................................................................. 122 6.5.4 Baugruppenabhängige Teilemodellierung ............................................... 125 6.5.5 Formenbau................................................................................................ 126 Komponentendarstellung........................................................................................ 128 6.6.1 Veränderung von Darstellungsattributen ................................................. 128 6.6.2 Explosionsdarstellung .............................................................................. 129 6.6.3 Vereinfachte Darstellung.......................................................................... 131 6.6.4 Baugruppenquerschnitte........................................................................... 132 Baugruppe „Getriebe“ ............................................................................................ 133 6.7.1 Entwurf einer groben Baugruppenstruktur............................................... 133 6.7.2 Bearbeitung von Komponenten................................................................ 136 Animationen ........................................................................................................... 137 6.8.1 Gelenkdefinition....................................................................................... 137 6.8.2 Gelenkdefinition in der Baugruppe .......................................................... 138 6.8.3 ProANIMATION ..................................................................................... 140 6.8.4 Explosionsanimation ................................................................................ 143

7 Zeichnungsableitung aus dem 3D-Modell .................................................................. 145 7.1 Die Arbeitsumgebung ............................................................................................ 145 7.2 Zeichnungsformatierung ........................................................................................ 146 7.2.1 Zuweisung des Layouts............................................................................ 146 7.2.2 Zeichnungseinstellungen.......................................................................... 147 7.2.3 Modelleinstellungen ................................................................................. 148 7.2.4 Verwaltung mehrerer Zeichnungsblätter.................................................. 149 7.3 Erzeugung von Modellansichten ............................................................................ 150 7.3.1 Basisansicht.............................................................................................. 150 7.3.2 Projektions- und Hilfsansichten ............................................................... 151 7.3.3 Schnittdarstellungen ................................................................................. 153 7.3.4 Detailansichten ......................................................................................... 155 7.3.5 Halbe Ansicht, Bruchansicht, Teilansicht ................................................ 156 7.3.6 3D-Ansichten ........................................................................................... 157 7.3.7 Baugruppen-, Explosionsdarstellungen.................................................... 157 7.3.8 Ergänzende Geometrieelemente............................................................... 158 7.4 Bemaßungen........................................................................................................... 159 7.5 Ergänzende Angaben.............................................................................................. 163 7.5.1 Oberflächenangaben................................................................................. 163 7.5.2 Form- und Lagetoleranzen ....................................................................... 167

X

Inhaltsverzeichnis 7.5.3 Notizen und Tabellen ............................................................................... 169 7.6 Formate und Schablonen ........................................................................................ 173 7.6.1 Erstellen von Formatvorlagen .................................................................. 173 7.6.2 Erstellen von Zeichnungsschablonen ....................................................... 174

8 Ergänzende Arbeitstechniken 177 8.1 Teilefamilien 177 8.2 Benutzerdefinierte Feature ..................................................................................... 179 8.3 Geometrieoptimierung............................................................................................ 182 8.3.1 Blechteil ................................................................................................... 182 8.3.2 Kurbelwelle .............................................................................................. 183 8.3.3 Benutzerdefinierte Analyse (BDA) an einem Krümmer .......................... 185 8.3.4 Graphenvergleich ..................................................................................... 188 8.4 Blechteilmodellierung ............................................................................................ 192 8.4.1 Die Arbeitsumgebung .............................................................................. 192 8.4.2 Laschen und Blechprofile......................................................................... 194 8.4.3 Biegungen ................................................................................................ 195 8.4.4 Blechabwicklung...................................................................................... 196 8.4.5 Körperkonvertierung ................................................................................ 197 8.4.6 Übergangsstücke ...................................................................................... 198 8.4.7 Materialschnitte........................................................................................ 199 8.4.8 Stanzen und Drücken ............................................................................... 200 8.5 Modellierung von Gussbauteilen............................................................................ 202 8.5.1 Definition einer Gussbaugruppe............................................................... 202 8.5.2 Anpassung des Skelettmodells ................................................................. 203 8.5.3 Ableitung der Innen- und Außenteile....................................................... 206 8.5.4 Rohteildefinition....................................................................................... 209 8.5.5 Gussteilbearbeitung.................................................................................. 209 8.6 Definition komplexer Beziehungen mit Pro/PROGRAM ...................................... 211 8.6.1 Grundlagen............................................................................................... 211 8.6.2 Programmierbeispiel ................................................................................ 211 8.7 Layoutsteuerung ..................................................................................................... 215 8.8 Schnittstellen für den Datenaustausch.................................................................... 217 8.8.1 Speicherung grafischer Abbildungen ....................................................... 217 8.8.2 Export und Import von Produktmodelldaten............................................ 217 8.8.3 Import von Bezugselementen................................................................... 218

Literaturverzeichnis ........................................................................................................... 221 Sachwortverzeichnis........................................................................................................... 223

1

1 Einführung Der Einsatz parametrischer 3D-CAD-Systeme ist seit Jahren Stand der Technik. Ohne diese Systeme könnte der Forderung nach immer kürzerer Entwicklungszeit bei gleichzeitig steigender Sicherheit von Produkten auch nicht Rechnung getragen werden. In den letzten Jahren haben sich diese Systeme zu so genannten CAx-Systemen weiterentwickelt, die nicht nur den gestaltgebenden Aspekt im Konstruktionsprozess unterstützen, sondern auch Bereiche wie die Konzeptfindung in der frühen Phase der Produktentwicklung, die virtuelle Untersuchung und Vorbereitung von Fertigungs- und Montagevorgängen oder die Simulation des modellierten Produktes in Hinblick auf seine strukturellen Eigenschaften und Bewegungsabläufe. Hinzugekommen sind in jüngster Zeit Module zum Knowledge Based Engineering, die ein unterstütztes Konstruieren durch im System hinterlegtes Wissen ermöglichen. Abbildung 1-1 zeigt den Einsatzbereich verschiedener virtueller Werkzeuge im Entwicklungs-, Konstruktions- bzw. Produktionsprozess. Produktplanung

Ideenfindung

Selektion

Entwicklungs- und Konstruktionsprozess

Produktdefinition

Aufgabenklärung

Konzeptfindung

Entwurf

Ausarbeitung

Produktionsplanung

Produktion

Produktionsprozess CAD CAE CAM/CIM FEM MKS VR/DMU RP

Abbildung 1-1: Einsatzbereich verschiedener virtueller Werkzeuge Immer entscheidender für die Beurteilung eines Systems werden die Möglichkeiten zum Datenaustausch mit anderen Systemen. Abbildung 1-2 zeigt stark vereinfacht den Ablauf des rechnerunterstützten Konstruktionsprozesses und Notwendigkeiten des damit verbundenen Informations- und Datenmanagements. Erforderlich sind anpassungsfähige Schnittstellen zum Austausch von Produktdaten, die wiederum ein leistungsfähiges rechnerinternes Datenmodell des CAD-Systems verlangen, in das auch technische Informationen (Toleranzen, Passungen, Halbzeuge, Fertigungsverfahren, Werkstoffe usw.) integriert werden. Hierbei geht es nicht mehr nur um produktbeschreibende Geometriedaten, die über IGES, STEP oder andere Softwareschnittstellen ausgetauscht werden, sondern auch um die Anbindung anderer fertigungsvorbereitender bzw. betriebswirtschaftlicher Softwaresysteme.

2

1 Einführung

Tätigkeit

Dokumentation Anfrage, Auftrag Anforderungsliste

Erarbeiten bzw. Auswahl prinzipieller Lösungen

Grobgestaltung

Freigabe

Lösungskonzepte, Strukturmodelle Freigabe

CAD-Modelle, Listen, Berechnungsergebnisse Feingestaltung, Virtuelles Prototyping

Produktdokumentation

Freigabe

3D-CAD-Modelle, Stücklisten, ... Freigabe

Zeichnungen, Berichte, Stücklisten, Daten-Files Fertigung, ... Verkauf

Produktdatenmanagement

Informationsmanagement

Klären der Aufgaben

Freigabe

Berichte, Protokolle

Abbildung 1-2: Grobe Ablaufstrategie einer rechnerintegrierten Konstruktion [3] Die den heutigen Systemen zugrunde liegenden Volumenmodellierer basieren auf Datenmodellen, die der rechnerinternen Abbildung und Visualisierung des Produktmodells dienen. Seit dem Beginn der Volumenmodellierung haben sich zwei Datenstrukturen bewährt. Die Flächenbegrenzungsmethode (Boundary-Representation/B-Rep) basiert auf der Beschreibung der das Volumen begrenzenden Flächen mit Angabe der Materialrichtung. Des Weiteren zeichnet sich diese Methode durch die explizite Speicherung der toplogischen Nachbarschaftsbeziehungen zwischen den Modellobjekten (Punkte, Kanten, Flächen, ...) aus. Bei der CSG-Methode (Constructive Solid Geometry) wird die Geometrie durch eine Sequenz Bool´scher Operationen auf Basis von Grundelementen (Kugel, Quader, ...) generierend erzeugt. Vorteil dieser Methode ist beispielsweise der Erhalt der Modellentstehungsgeschichte in Form einer binären Baumstruktur. Mit beiden Methoden sind weitere Vorteile, aber auch eine Reihe von Nachteilen verbunden. Um Erstere zu kombinieren und Letztere zu beheben, basieren heute CAD-Systeme auf sog. Hybridmodellierern. Diese bestehen i.d.R. aus einer primären CSG- und einer sekundären B-Rep-Struktur, die sich im optimalen Fall zu einem vollständigen Modell ergänzen. Dadurch kann mit dem so erzeugten Modell nicht nur Geometrie beschrieben werden, sondern auch x x x x x

die Topologie (Beziehungen zwischen beteiligten Geometrieelementen), die Historie (Elemente, Operationen, Unterordnungen ...), Element- bzw. Dateiattribute (Name, Version, Datum ..), Teilattribute (Darstellung, Material, Bemerkungen ...) und Anwendungsdaten (z. B. für FEM).

1 Einführung

3

Der erfolgreiche CAD-Einsatz hängt allerdings nicht nur von den Leistungsmerkmalen des Systems ab. Entscheidend bleibt die Sachkompetenz und Kreativität des Konstrukteurs, die eben durch diese Werkzeuge mehr oder weniger gut unterstützt wird. Parametrische 3D-CAx-Systeme eröffnen vor allem dann neue Möglichkeiten für die Produktentwicklung und Vermarktung, wenn auch im Konstruktionsmanagement den veränderten Arbeitsweisen entsprochen wird. Erfolge einer kooperativen rechnerintegrierten Produktentwicklung werden dort sichtbar, wo auch Konstruktionssystematik und Methodik als fester Bestandteil des Arbeitsprozesses anerkannt sind. Dazu gehört ein konstruktionsphasenbezogenes Vorgehen (erst Grobgestaltung, dann Feingestaltung) und das Aufstellen von Konstruktionsrichtlinien für die Arbeit mit CAD-Systemen (Voreinstellungen, Bezeichnungsregeln ...). Vor der Konstruktion mit parametrischen CAD-Systemen sollte untersucht werden, inwieweit auch die Produktlogik der Erzeugnisse abgebildet werden kann, um so eine optimale Verwendung der rechnerinternen Produktdaten zu sichern. Es gilt, die vielfältigen Beziehungen zwischen Einzelteilen, Baugruppen, Baureihen und kundenorientierten Varianten zu erfassen und sinnvoll im Datenmodell abzubilden. Vorhandene Auswahl- bzw. Baureihen sind unter Umständen zu überarbeiten, wenn Ähnlichkeitsprinzipien bisher nicht konsequent genug umgesetzt wurden. Sollen von bereits vorliegenden Konstruktionen 3D-CAD-Modelle erzeugt werden, ist häufig eine komplette Überarbeitung notwendig. Eine 1:1-Übertragung wird in der Regel nicht gelingen, da neben objektiv notwendigen Änderungen auch subjektive Entscheidungen in den alten Konstruktionen zu kompensieren sind. Vor der Modellbildung muss geklärt werden, welche Parameter maßgebend sind (z.B. für die Erfüllung der Funktion, für den Bauraum bzw. die Halbzeugabmessungen) und somit die Grobgestalt beschreiben. Fasen, Zentrierbohrungen u. a. sind dagegen der Feingestaltung zuzuordnen. Anhand der vom CAD-System zur Verfügung gestellten Werkzeuge, muss dann entschieden werden, ob und wenn ja, in welcher Form (Grob- oder Feingestalt) eine voll- oder teilautomatisierte Variantenkonstruktion komplexerer Einzelteile oder Baugruppen realisiert werden kann. Moderne parametrische CAD-Systeme stellen unterschiedliche Werkzeuge zur umfassenden Produktbeschreibung zur Verfügung. Dazu gehören x x x x

systemeigene Makro- bzw. Interpretersprache zur Definition komplexerer Beziehungen bzw. zur Teilautomatisierung von Modellierungsabläufen, Feature-Technologie, Teilefamilien und Wiederholteilbibliotheken und Nutzung der Programmierschnittstelle (API).

Einige Möglichkeiten der parametrischen Produktmodellierung werden in den folgenden Abschnitten beispielhaft mit Hilfe des Systems Pro/ENGINEER erläutert.

5

2 Einführung in die Arbeit mit Wildfire 3.0

2.1 Allgemeines Neben grundlegenden Funktionen zur Bauteil- und Baugruppenmodellierung sowie zur Zeichnungserstellung sind im System Möglichkeiten vorhanden, Produktwissen zu digitalisieren, Produktmodelle zu analysieren bzw. bestimmte Anwendungsprozesse zu simulieren. Darüber hinaus sind bereits einige branchenspezifische Anwendungstools integriert. Dazu gehören Funktionen u.a zur Blechteilmodellierung, zur NC-Bearbeitung, zur Verkabelung und zur Toleranzanalyse. Ebenso stehen Module bzw. Schnittstellen zur Verfügung, die u. a. für das Produktdatenmanagement und für die Berechnungsintegration genutzt werden können. Abbildung 2-1 zeigt mögliche Bearbeitungsgebiete, die bei der Erstellung einer neuen Datei ausgewählt werden können. Am Beispiel des Typs „Teil“ wird verdeutlicht, dass sich hinter einigen Optionen weitere Untergliederungen verbergen. Durch diese „Schalter“ werden die Benutzeroberfläche und der Funktionsumfang den jeweiligen Anforderungen angepasst.

Abbildung 2-1: Startoptionen

Abbildung 2-2: Tools

Falls nichts Anderes bei der Systeminstallation festgelegt wurde, ist das Startverzeichnis auch das Arbeitsverzeichnis, in dem die Bauteile, Baugruppen, Zeichnungen etc. gespeichert werden. Dieses kann über   Datei Ÿ Arbeitsverzeichnis festlegen geändert werden. Allgemeine Voreinstellungen können unter dem Menüpunkt   Tools verändert werden (Abbildung 2-2). Hierüber ist lassen sich u. a. Mapkeys und spezielle Konfigurationsdateien

6

2 Einführung in die Arbeit mit Wildfire 3.0

(Optionen) definieren. Ebenso können Darstellungsattribute und Aktionen (Umgebung) sowie die Benutzeroberfläche (Bildschirm anpassen) beeinflusst werden. Da die Standardinstallation von Wildfire 3.0 u.a. das Einheitensystem nach dem amerikanischen Standard festlegt, werden im Folgenden die wichtigsten Einstellungen der Konfigurationsdatei config.pro erläutert, um sowohl das Modell als auch Zeichnungen im metrischen System aufbauen zu können. Die Konfigurationsdatei wird über   Tools Ÿ Optionen aufgerufen. Es öffnet sich das in Abbildung 2-3 dargestellte Fenster. Speicherort der Konfiguration

Option Statussymbol Erläuterung Suchdialog

Abbildung 2-3: Optionen (Dialog) Über den Suchdialog kann eine beliebige Zeichenkette innerhalb der zur Vefügung stehenden Optionen aufgefunden werden. Nach deren Auswahl wird entweder eine Eingabe (Zahl, Verzeichnis, …) oder eine Auswahl aus einem Drop-Down-Menü erwartet. Die Option wird erst wirksam, wenn Sie der aktuellen Konfiguration mit Hinzuf / Ändern und Zuweisen beigefügt wurde. Daraufhin ändern sich auch Form und Farbe des Statussymbols. Wurden alle Optionen festgelegt, sollte die Datei unter dem Namen config.pro im Verzeichnis …/Text im WildfireInstallationsverzeichnis gespeichert werden. Tabelle 2-1 enthält sinnvolle Optionseinstellungen. Tabelle 2-1: Optionen Option chamfer_45deg_dim_text maintain_limit_tol_nominal pro_unit_sys template_solidpart template_designasm template_sheetmetalpart tol_mode tolerance_standard drawing_setup_file

Wert iso/din yes mmns WILDFIRE\templates\solid_part_mmns.prt WILDFIRE\templates\mmns_asm_design.asm WILDFIRE\templates\mmns_part_sheetmetal.prt nominal iso WILDFIRE\text\din.dtl

2.1 Allgemeines

7

Das System verwendet bei der Speicherung von Objekten unterschiedliche Dateiendungen, die unabhängig von der jeweiligen Systemplattform sind. Einige sind in der Tabelle 2-2 aufgeführt. Auf deren Bedeutung wird teilweise in den weiteren Darlegungen näher eingegangen. Tabelle 2-2: Dateitypen (Auswahl) Modelldaten Dateiname

Beschreibung

Skizzenname.sec Teilename.prt Teilename.ptd Baugruppenname.asm Baugruppenname.bom Zeichnungsname.drw

Skizzen und Schnitte Bauteil Teilefamilie-Datei Baugruppe Stücklistendatei Zeichnungsdatei Konfigurationsdateien Lokale Konfiguration der Systemarbeitsweise (Genauigkeit, ...) Globale, übergreifende Einstellungen (Vorrang vor config.pro) Datei zur Speicherung der Fensterkonfiguration Aussehen und die Bedienung des Menü-Managers Material-/Farbpalette

config.pro config.sup config.win menu_def.pro Dateiname.dmt (ehem. color.map) Dateiname.dtl Dateiname.inf trail.txt search.pro

Voreinstellungsdatei für Zeichnungen, Formate und Entwürfe Informationsdatei Standardname für Traildateien Angabe der Verzeichnisstruktur zur Dateisuche

Bei der Vergabe von Dateinamen sollte beachtet werden, dass diese eindeutig sind und den firmenspezifischen Richtlinien entsprechen. Allgemeine Regeln für die Namensgebung, wie die Länge der Dateinamen, Groß- und Kleinschreibung usw. hängen vom jeweiligen Betriebssystem ab. Auf keinen Fall dürfen Sonderzeichen (!, /, @, Leerzeichen, ...) enthalten sein. Die Dateiendungen werden vom System festgelegt. Dabei erhalten Arbeitsdateien (Bauteile, Baugruppen, Zeichnungen etc.) einen zusätzlichen Index n. Bei jedem Speichervorgang wird eine neue Datei erzeugt und der Index um eins erhöht. Somit lassen sich beliebige Konstruktionszwischenstände aufrufen. Das Löschen alter Konstruktionsstände erfolgt über   Datei Ÿ Löschen Ÿ Alte Versionen. Die komplette Löschung der Arbeitsdatei wird durch die Option Alle Versionen veranlasst. Alternativ können alle Konstruktionsstände im Datei-Browser gelöscht werden. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, Arbeitsdateien aus dem Arbeitsspeicher zu entfernen. Dabei wird zwischen der aktiven (  Datei Ÿ Wegnehmen Ÿ Aktuell) und den nicht angezeigten Dateien (  Datei Ÿ Wegnehmen Ÿ Nicht dargestellte) unterschieden.

8

2 Einführung in die Arbeit mit Wildfire 3.0

2.2 Benutzerschnittstelle

2.2.1 Dialogelemente Der Benutzerdialog wird über das Hauptfenster gesteuert. In Abhängigkeit von der gewählten Option öffnen sich weitere Boxen bzw. der aus früheren Versionen bekannte Menümanager.

Abbildung 2-4: Hauptfenster Das Hauptfenster kann grob in folgende Bereiche unterteilt werden (Abbildung 2-4): – Die Menüleiste (1) des Hauptfensters entspricht dem üblichen Standard. Zur Aktivierung der Untermenüs kann neben der Maus auch der jeweils unterstrichene Großbuchstabe genutzt werden, wenn zugleich die Alt-Taste gedrückt wird. Hierüber lassen sich unabhängig von den Symbolleisten sämtliche Systemfunktionen aufrufen. – Die obere Symbolleiste (2) enthält allgemeine Dialogkomponenten, die über das Kontextmenü ein- oder ausgeblendet werden können. – Die rechte Symbolleiste (3) wird vom System entsprechend der Voreinstellungen den zu lösenden Aufgaben angepasst. Die einzelnen Funktionen können auch über die Menüleiste (z. B.   Einfügen Ÿ ...) ausgewählt werden. Auch sie können über das Kontextmenü individuell angepasst werden.

2.2 Benutzerschnittstelle –

–

9

Im Mitteilungsbereich (4) werden alle Mitteilungen angezeigt, die sich unmittelbar auf die im betreffenden Fenster durchgeführten Operationen beziehen. Mitteilungen werden in fünf Kategorien eingeteilt: Eingabeaufforderungen, Informationen, Warnung, Fehler, Kritische Zustände. Im unteren Bereich des Hauptfensters befindet sich die Statusleiste (5), in der dynamisch einzeilige kontextbezogene Hilfemitteilungen angezeigt werden. Wenn man mit der Maus auf einen Menübefehl oder eine Option eines Dialogfensters zeigt, wird in diesem Bereich eine einzeilige Funktionsbeschreibung angezeigt.

–

Im Grafikfenster (6) werden die Objekte dargestellt und bearbeitet. Für jede geöffnete Datei gibt es ein entsprechendes Fenster. Das aktive Fenster befindet sich jeweils im Voreingestellt. Die Ausdergrund. Das aktive Fenster wird über   Fenster oder den Button wahl des Fenster über die Taskleiste bei Windows-Betriebssystemen sollte vermieden werden.

–

Der Navigationsbereich (7) befindet sich auf der linken Seite des Pro/ENGINEER Hauptfensters. Dieser Bereich enthält Registerkarten für Modellbaum (Model Tree) und Folienbaum (Layer Tree), Ordner-Browser (Folder Browser), Favoriten (Favorites), Verlauf (History) und Verbindungen (Connections). Der eingebettete Web-Browser (8) befindet sich rechts neben dem Navigationsfenster. Dieser Standard-Browser bietet Ihnen Zugriff auf interne oder externe Web-Sites und dient zur Anzeige von Modellinformationen, Bauteilkatalogen, etc.

–

Sowohl der Navigationsbereich als auch der Web-Browser lassen sich über Griffe an den äusseren Fensterleisten (jeweils rechts außen) schnell ein- und ausblenden. Im ausgeblendeten Zustand bleiben diese Leisten erhalten, um das Fenster wieder einzublenden zu können. Die entsprechende Symbolik der Griffe () zeigt an, ob das jeweiliges Fensterobjekt ein- oder ausgeblendet werden kann. Die Symbolleisten können über das Kontextmenü angepasst werden. So fehlt in der ToolLeiste „Basis-KEs“ für die Bauteilmodellierung der Befehl für die Funktion „Swept Blend“. Abbildung 2-5 zeigt, wie dieser Befehl der Symbolleiste hinzugefügt wird.

Abbildung 2-5: Symboleisten anpassen

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2 Einführung in die Arbeit mit Wildfire 3.0

Die eingestellte Konfiguration kann im gleichen Dialog über den Befehl   Datei Ÿ Einstellungen speichern… in der Datei config.win gespeichert werden. Die Datei wird automatisch beim Start von Wildfire geladen, wenn sie im Verzeichnis …\text des WildfireInstallationsordners abgelegt wird.

2.2.2 Interaktionen Die Bedienung des Programms erfolgt in erster Linie mit der Maus. Sie besitzt eine zentrale Rolle bei der Kommunikation mit dem System. Aus diesem Grund ist die Belegung der Maustasten unterschiedlich, je nachdem, welche Aktion aktuell genutzt wird. Mit der linken Maustaste werden Dialog- oder Modellelemente ausgewählt. Die Tabelle 2-3 liefert einen Überblick über häufig zu nutzende Mausfunktionen. Tabelle 2-3 : Maustastenaktionen Taste

halten

+ Taste

Benutzung im

Aktion

links

nein

–

Dialogfenster

Auswahl des Menüpunktes

nein

–

Modellfenster

Elementauswahl

Doppelklick

–

Elementänderung

ja

–

Auswahlrahmen ziehen

nein mitte

rechts

STRG

Kontextmenü

ja

SHIFT

Modellfenster

ja

–

Dynamisches Drehen

ja

STRG

Dynamisches Zoomen

ja

–

Dialogfenster

Dynamisches Verschieben

Kontextmenü

Wenn zur Auswahl im Hauptarbeitsfenster oder im Modellbaum mehrere Elemente selektiert werden sollen, muss dies mit gedrückter STRG-Taste erfolgen. Das Löschen von Elementen ist über die ENTF-Taste (DEL) möglich.

2.2.3 Die Online-Hilfe Neben den kurzen Hilfstexten, die passend zur aktuellen Mausposition in der Statusleiste angezeigt werden, erscheint bei längerem Verweilen an der Maus eine Kurzhilfe (Abbildung 2-6).

2.2 Benutzerschnittstelle

11

Abbildung 2-6: Hilfstexte Um spezielle Informationen zu bestimmten Themen zu erhalten, können unterschiedliche Hilfestellungen des Systems genutzt werden. Alle hierbei möglichen Optionen können über die Menüleiste (  Hilfe) abgerufen werden. Die Kontexthilfe kann über den Schalter der oberen Symbolleiste aktiviert werden.

2.2.4

Such-Tool

Vor allem bei großen Bauteilen und Baugruppen ist das Auffinden bestimmter Objekte mit Hilfe der Selektion im Grafikfenster nicht immer einfach. Haüfig wird es sinnvoll sein, über die rechte Maustaste im Grafikbereich die Auswahloption „Aus Liste wählen“ zu verwenden. Das ebenfalls verfügbare Such-Tool bietet die Möglichkeit, Objekte nach bestimmten Regeln auffinden zu können. Die einmal erzeugten Abfragen können gespeichert und die damit aufgefundenen Objekte automatisch auf eine Folie gelegt werden, um so einen schnellen Zugriff zu erhalten. Abbildung 2-7 zeigt z.B., wie in einem Bauteil alle Bohrungen ausgewählt und auf den Layer Bohrung gelegt werden.

Bohrung

1

5

2

6 3

Abbildung 2-7: Such-Tool

4

12

2 Einführung in die Arbeit mit Wildfire 3.0

2.2.5 Mapkeys Mit Tastaturmakros lassen sich häufig benutzte Befehlsfolgen zu bestimmten Tasten oder Tastenkombinationen zusammenfassen. Diese Befehlsmakros werden in der Konfigurationsdatei config.pro gespeichert. In Abbildung 2-8 sind die notwendigen Schritte zur Definition eines Mapkeys dargestellt. Im gewählten Beispiel soll beim Drücken der Taste „r“ das Modell regeneriert werden. Zur Übertragung der selbst definierten Tastaturmakros in die config.pro ist im MapkeysDefinitionsfenster der Speicher-Button zu aktivieren.   Tools Ÿ Mapkeys

Systembefehl Aufzeichnung stoppen

Abbildung 2-8: Definition eines Mapkey

2.3 Objektdarstellung

13

2.3 Objektdarstellung Grundeinstellungen zur bildlichen Darstellung von Objekten, zu Objekt- und Hintergrundfarben, zu Linienarten u. a. können über

  Ansicht Ÿ Darstellungseinstellungen Ÿ ... den Erfordernissen angepasst werden.

2.3.1

Darstellungsoptionen

Integriert sind in modernen Systemen besondere Darstellungshilfen, wie die Ausblendung verdeckter Kanten, Schattierung, Möglichkeit zur Schnittdarstellung, dynamisches Zoomen, freie Perspektiven, Lichteffekte, Explosionsdarstellungen, Bewegungsanalysen usw. Bei der bildlichen Darstellung ist grundsätzlich zwischen Parallel- und Zentralprojektion zu unterscheiden. Im ersten Fall muss die Betrachtungs- bzw. Projektionsrichtung im Bezug auf die Darstellungsebene definiert werden. Bei der Zentralprojektion muss neben der Darstellungsebene auch der Standpunkt des Betrachters, d. h. das Projektionszentrum genau festgelegt werden, da alle Projektionsstrahlen durch diesen Punkt gehen. Auch Lichteffekte (Schattierungen, Spiegelungen) müssen beachtet werden, je nach dem ob die Lichtquellen im "Unendlichen" liegen oder in der "Nähe" platziert sind. Bei der Arbeit mit modernen 3D-CAD-Systemen gibt es vielfältige Möglichkeiten, die Schnelligkeit des Bildaufbaus und die Bildqualität zu beeinflussen. Hierbei kann zunächst grob unterschieden werden zwischen: x Drahtmodelldarstellung (alle in der rechnerinternen Datenstruktur stehenden Punkte, Linien und Kurven des Objektes werden dargestellt) x Liniendarstellung (Drahtmodell mit ausgeblendeten oder besonders gekennzeichneten verdeckten Kanten, ergänzt durch Umrisslinien1) x Flächendarstellung (alle sichtbaren Flächen werden in einer gewünschten Farbe dargestellt) x Schattierte Darstellung (eine Flächendarstellung, bei der die Farbintensität in Abhängigkeit von Blickrichtung und definierter „Lichtquelle“ beeinflusst wird) x Benutzerdefinierte Darstellung (unterschiedliche Darstellungsattribute für einzelne Elemente) Hardwareseitig kann dies durch leistungsfähige Grafikprozessoren unterstützt werden. Die genannten unterschiedlichen Darstellungsarten und Attribute können ebenso für so genannte Explosionsdarstellungen genutzt werden. Zu den Merkmalen einer professionellen grafischen Datenverarbeitung gehören darüber hinaus besondere Lichteffekte, Spiegelungen und Texturen.

1

Zu beachten ist, dass die Ermittlung der Umrisse bei jeder Transformation stets aufs neue erfolgen muss.

14

2 Einführung in die Arbeit mit Wildfire 3.0

Funktionalitäten zum Ein- und Ausblenden von Bezugselementen (Bezugsebenen, Achsen, usw.), einzelnen Konstruktionselementen oder auch Bauteilen in Baugruppen erleichtern die Modellbearbeitung. Der Bearbeiter eines Modells sollte nur so viele grafische Informationen wie nötig anzeigen lassen, um sich auf das Wesentliche konzentrieren zu können. Auch für Präsentationszwecke, bei denen die Produktgestalt wesentlich ist, kommen diese Filterfunktionen zum Einsatz. Tabelle 2-4 beinhaltet generelle Darstellungsoptionen, die während des Praktikums selbständig erprobt werden sollen. Tabelle 2-4: Darstellungsoptionen Symbol

Bemerkung

Symbol

Bemerkung

Darstellung aktualisieren

Objekt auf Bildschirm einpassen

Drehzentrum ein-/ausblenden

Ansicht neu orientieren

Ansichtsmodus Ein/Aus

Gespeicherte Ansichten

Ausschnitt vergrößern

Layer-Ansicht

Schrittweise verkleinern

Ansichtsmanager

Drahtmodelldarstellung

Verdeckte Kanten

Sichtbare Kanten

Schattierte Darstellung

Ebenen ein-/ausblenden

Achsen ein-/ausblenden

Punkte ein-/ausblenden

Koordinatensysteme ein-/ausblenden

2.3 Objektdarstellung

2.3.2

15

Farbe und Farbeffekte

Über   Ansicht Ÿ Farbe und Farbeffekte können die Farbeigenschaften eines Modells angepasst werden. Die Farbänderung eines ganzen Bauteils, eines Konstruktionselementes oder einzelner Flächen ist hier möglich. Über die Farbgebung hinaus kann auch die Transparenz der gewählten Objekte eingestellt oder Oberflächen mit Texturen belegt werden. Dabei sind folgende Punkte zu beachten: 1. Änderungen lokaler Grafikattribute, z. B. einzelner Flächen, werden nicht durch globale Attributänderungen, z. B. des übergeordneten Körpers, überschrieben. 2. Die aktuelle Darstellungsoption (Schattiert, Drahtmodell usw.) hat keinen Einfluss auf die Wirksamkeit der Attributänderungen Abbildung 2-9 zeigt die Erzeugung, die Farbeinstellung (RGB) und die anschließende Zuweisung der Farbe zu einer Fläche. Die neu erstellte Farbe wird automatisch im CAD-Modell abgelegt. Zusätzlich ist es möglich, Farben modellunabhängig zu speichern. Eine nachträgliche Farbänderung wirkt sich direkt auf die Bauteilflächen aus.   Ansicht Ÿ Farbe und Farbeffekte

Farbe hinzufügen Benennung

Abbildung 2-9: Farbeinstellung

16

2 Einführung in die Arbeit mit Wildfire 3.0

2.3.3

Vordefinierte Ansichten

Gebräuchliche Ansichten (Isometrie, Vorderansicht, Seitenansicht, Draufsicht ...) sind bereits vordefiniert. Über den Orientierungsdialog lassen sich weitere Ansichten benutzerdefiniert hinzufügen. Die Ansichten können -

über Referenzen (zwei Flächen/Ebenen plus Orientierung), dynamisch (definierte Verschiebungen und Drehungen um karthesische Achsen), mittels Standardeinstellungen (trimetrisch, isometrisch oder benutzerdefiniert zu einer Drehmitte) oder auch frei mit den grafischen Navigationsfunktionen (Drehen, Schieben, Zoomen)

definiert und unter einem eigenen Namen abgelegt werden. Mit Hilfe der „Liste der gespeicherten Ansichten“ oder auch im Orientierungsdialog lassen sich die hinterlegten Ansichten einstellen. Abbildung 2-10 zeigt die Erzeugung einer dimetrischen Projektion. Im Orientierungsdialog ist dazu der Typ Dynamisch orientieren einzustellen. Die dimetrische Ansicht erhält man durch sequentielles Drehen um die vertikale (-20°) und die horizontale Achse (19°) eines Koordinatenbezugssystems, in diesem Fall die Bildschirmmitten-Achse. Aus der konstruktiven Geometrie sollte bekannt sein, dass die Reihenfolge räumlicher Drehungen nicht beliebig vertauscht werden kann. Wichtig ist auch die Ausgangslage des zu drehenden Elements. Unter Gespeicherte Ansichten ist dazu die Vorderansicht (FRONT) einzustellen. Anschliessend wird die erzeugte Ansicht unter dem Namen „Dimetrie“ gespeichert und steht damit in der Liste der gespeicherten Ansichten zur Verfügung.

2. 1.

Abbildung 2-10: Ansichtsorientierung

2.3 Objektdarstellung

2.3.4

17

Ansichtsmanager

Der Ansichtsmanager fasst die möglichen Optionen zur Ansichtenmanipulation zusammen. So können hier Vereinfachte Darstellungen, Querschnitte, Vordefinierte Ansichten und Kombinierte Zustände definiert und angezeigt werden.

Abbildung 2-11: Ansichtsmanager Mit vereinfachten Darstellungen (Abbildung 2-11) wird gesteuert, welche Elemente eines Modells geladen und angezeigt werden. Es ist möglich, mehrere vereinfachte Darstellungen für ein Modell zu erstellen. Die Darstellung kann vereinfacht werden, indem Komponenten in einer bestimmten Darstellung ausgeschlossen oder eine Komponente durch eine andere ersetzt wird. Damit kann die Arbeitsumgebung deutlich übersichtlicher gestaltet werden, ohne dabei auf relevante Geometrien verzichten zu müssen. Vereinfachte Darstellungen sind sowohl in den Modi Baugruppe, NC-Bearbeitung, Teil und Zeichnung als auch in Pro/MOLDESIGN, Pro/CASTING und in Pro/PROCESS for ASSEMBLIES verfügbar. Der Name der aktiven vereinfachten Darstellung erscheint im Grafikfenster als Kennung in der Form VEREINF DARST (SIMPLFD REP): Name. Im Teilemodus dienen vereinfachte Darstellungen zur Vereinfachung der Geometrie eines Bauteils, indem einzelne KEs ein- oder ausgeschlossen werden. Im Zeichnungsmodus können mit Hilfe unterschiedlicher vereinfachter Darstellungen mehrfache Ansichten einer Baugruppe erzeugt werden. Unter dem Reiter QSchnitt finden sich die im Modell definierten Querschnitte, deren Erzeugung in Kapitel 5.6.8 ausführlicher beschrieben wird. Die Einstellung und Speicherung vordefinierter Ansichten erfolgt über Orientieren. Die Arbeitsweise wurde bereits in Abschnitt 2.3.3 erläutert. Über die Option Alle kann eine übergeordnete Ansicht als Kombination aus Querschnittdarstellung, Orientierung und vereinfachter Darstellung erzeugt werden.

18

2 Einführung in die Arbeit mit Wildfire 3.0

2.3.5

Folien

Folien (Layer) werden im System zur Gruppierung von Konstruktionselementen genutzt, um bestimmte Darstellungs- und Manipulierungsaktionen zu vereinfachen. Beispielsweise zum Ausblenden zeitweise nicht benötigter Elemente, die ansonsten eine weitere Bearbeitung des Modells unübersichtlich werden lässt. Das Ausblenden und Zeigen von Folien wirkt sich nicht auf die Modellgeometrie aus, da diese Funktionen nur die KEs betreffen, die keinen Einfluss auf die Massenwerte haben, wie z. B. Bezugsebenen, Achsen und Koordinatensysteme. Andererseits lassen einige Bearbeitungsfunktionen, wie das Gruppieren, die Auswahl von Elementen einer bestimmten Folie zu. Im Folienbaum können Folien, deren Elemente und der jeweilige Darstellungsstatus bearbeitet werden. Über die die Befehlsfolge   Zeigen Ÿ Folienbaum im Modellbaum-Navigatorfenster oder die entsprechende Schaltfläche der oberen Symbolleiste wird der Folienbaum angezeigt. Die einzelnen Folienfunktionen können über die folgenden Schaltflächen aufgerufen werden: -

-

Zeigen (Show): Zeigt den Modellbaum oder Elemente auf verschiedenen Folienebenen an, einschließlich verschachtelter und Untermodellfolien in der Baugruppe. Editieren (Edit): Erstellt neue Folien, legt Regeln fest oder editiert Eigenschaften über das Dialogfenster Folieneigenschaften (Layer Properties). Außerdem können Sie Elemente oder Folien propagieren, löschen, entfernen, ausschneiden, kopieren und einfügen. Einstellungen (Settings): Fügt nicht-lokale Elemente zu definierten oder Untermodellfolien hinzu.

Auch sind Kontextbezogene Bearbeitungsmöglichkeiten der Folienbaumelemente möglich. Die Folientypen werden durch entsprechende Symbolik unterschieden in: Einfache Folien: Elemente werden manuell zur Folie hinzugefügt. Standardfolien: Mit der Konfigurationsoption def_layer erstellt. Regelfolien: Primär mit Regeln definierte Folien. Verschachtelte Folie: Folie, die primär andere Folien enthält. Folie mit gleichem Namen: Hält für alle Komponenten alle Folien mit gleichem Namen in der Baugruppe. Die prinzipielle Vorgehensweise zum Umgang mit Folien veranschaulicht Abbildung 2-12 anhand eines Beispiels. Sämtliche Rundungen und Fasen der detaillierten Montageplatte werden zusammen auf einer Folie abgelegt, mit dem Zweck, diese gemeinsam gezielt unterdrücken und wieder zurückzuholen zu können. Die Erstellung sowie Zuordnung einzelner Folien mit deren Konstruktionselementen kann ebenso mit Hilfe spezieller Einträge in der Konfigurationsdatei config.pro automatisiert werden. Der Eintrag ist in folgender Weise aufzubauen: DEF_LAYER Typ-Option Folienname. Hierbei bestimmt die Typ-Option den eigentlichen Elementtyp und Folienname den vom Anwender zugewiesenen Namen der Folie, welcher im Folienbaum angezeigt wird. Damit ergibt

2.3 Objektdarstellung

19

sich beispielsweise für die Definition einer Folie für Fasen und Rundungen der Eintrag in der Konfigurationsdatei: DEF_LAYER LAYER_CURVE FASEN_RUNDUNGEN. Die so definierten Folien werden bei Nutzung der Konstruktionselemente automatisch generiert und entsprechend zugewiesen.

  Editieren Ÿ KE-Operationen ž KE Ÿ Unterdrücken ž LÖSCH/UNTERDR Ÿ Normal ž KE AUSW Ÿ Folie Ÿ Auswahl (FASEN_RUNDUNGEN) Ÿ Fertig Ausw Ÿ Fertig Ÿ Fertig

!

Auswahl der Elemente im Modell oder im Modellbaum

Detailliertes Modell

Abbildung 2-12: Folientechnik zur Gruppierung von KEs

Grobmodell

20

2 Einführung in die Arbeit mit Wildfire 3.0

2.4 Materialeigenschaften Jedem Teil können Materialeigenschaften zugewiesen werden. Diese betreffen sowohl die grafische Darstellung des Modells als auch die physikalischen Eigenschaften, die dann für Bauteilanalysen (Gewichtsberechnung, FEM-Analysen) genutzt werden können. Ebenso können materialabhängige Voreinstellungen für bestimmte Anwendungen getroffen werden (Blechteileigenschaften). Die Materialeigenschaften sind bei geöffnetem Teil über die Befehlsfolge   Editieren Ÿ Einstellung…Ÿ Material zugänglich (Abbildung 2-13).

Materialeigenschaften

Zuweisen / Entfernen Materialbibliothek

Materialen im Modell

Abbildung 2-13: Materialeigenschaften In jedem Modell können mehrere Materialien vorliegen, jedoch kann immer nur ein Material dem Teil zugewiesen sein. Zu beachten ist, dass bei einer Standardinstallation von Wildfire die Einheiten der Eigenschaften nicht dem metrischen Einheitensystem mmNs entsprechen. Daher sind die Einheiten im Dialog vorab manuell zu ändern. Dabei wird der Anwender durch ein Konvertierungstool unterstützt.

2.5 Abbildung der Produktstruktur

21

2.5 Abbildung der Produktstruktur

2.5.1 Arbeitstechniken Von besonderer Bedeutung für die 3D-Konstruktion sind Bezugselemente und Orientierungshilfen. Standardmäßig werden vom System für die Bauteilmodellierung drei Koordinatenebenen erzeugt. Wenn häufig weitere Bezugselemente (Punkte, Achsen, Ebenen, Koordinatensysteme) benötigt werden, können auch eigene „Startmodelle“ kreiert werden. Welche Elemente vom System einem neuen Objekt zugeordnet bzw. in das neue Dateifenster integriert werden, hängt von der gewählten Anwendung ab. Neben Bezugselementen können in der Sitzung weitere Konstruktionshilfselemente (Linien, Kurven, Raster) erzeugt werden. Wenn ein Produkt nicht nur aus einem Teil besteht, gibt es im Prinzip zwei Möglichkeiten, schrittweise die Produktstruktur aufzubauen. Die eine wird häufig als Top-Down-Methode bezeichnet, da zuerst die hierarchische Struktur des Produktes festgelegt wird. Die Komponenten werden daher zunächst nur benannt und in die Baumstruktur eingeordnet, aber erst später modelliert. Bei der Bottom-Up-Methode wird dagegen erst modelliert und dann zusammengefügt. Beide Methoden können selbstverständlich auch kombiniert werden. Spezielle Arbeitstechniken zum Skizzieren, zur Teile- und Baugruppenmodellierung werden in den nachfolgenden Abschnitten noch ausführlicher beschrieben.

2.5.2 Der Modellbaum Der Modellbaum ist der Teil des Navigators, in dem die Modellstruktur in einem hierarchischen Format angezeigt wird. Das jeweilige Stammobjekt (aktuelles Teil oder aktuelle Baugruppe) befindet auf der obersten Ebene des Baumes und die untergeordneten Objekte (Teile, Konstruktionselemente ...) werden darunter angezeigt. Sind mehrere Arbeitsfenster geöffnet, bezieht sich der Inhalt des Modellbaums auf die Datei im aktiven Fenster. Der Strukturbaum einer Teilemodellierung enthält zu Beginn bereits die Standardebenen und das Element „Hauptkörper“. Die Bezeichnungen aller Modellbaumelemente kann vom Anwender geändert werden. Abbildung 2-14 (links oben) zeigt den Modellbaum nach einigen Modellierungsschritten. Die Reihenfolge verdeutlicht zugleich den Ablauf der Modellgenerierung bzw. der Regenerierung bei Modelländerungen. Da die Modellstrukturen recht komplex werden können, kann im Modellbaum über + bzw. - gesteuert werden, welche Zweige erweitert werden sollen. Ähnliches kann auch über die integrierte Schaltfläche Zeigen Ÿ Alle erweitern bzw. Alle verkleinern bewirkt werden. In den Einstellungen des Modellbaums können neben zusätzlichen Modellbaumspalten über KEInformationen der Modellbaumfilter bezüglich der KEs individuell angepasst werden.

22

2 Einführung in die Arbeit mit Wildfire 3.0

Im Modellbaum lässt sich zu jedem aufgelisteten KE ein entsprechendes Kontextmenü (rechte Maustaste) aufrufen, das objektbezogene Änderungsmöglichkeiten anbietet, wie das Umdefinieren, Löschen, Umbenennen usw. Neben dem Modellbaum lassen sich im Navigatorfenster auch der Folienbaum für das Arbeiten mit der Folientechnik, der Ordner-Navigator und ein Verbindungsmanager zur Arbeit in Netzwerken wählen (Abbildung 2-14). Modellbaum

Folienbaum

Ordner-Navigator

Verbindungsmanager

Abbildung 2-14: Navigatorbestandteile

2.6 Festlegung der Symbolik zur Bearbeitung der Übungen

23

2.6 Festlegung der Symbolik zur Bearbeitung der Übungen Ziel der nachfolgend beschriebenen Symbolik ist es, eine Entkopplung der Benutzerdialogbeschreibung von speziellen Systemkonfigurationen zu unterstützen sowie dem fortschreitenden Erkenntnisstand des Lesers im Verlauf des Praktikums zu entsprechen. Der nebenstehende Pfeil am Seitenrand zeigt, dass ein neuer Übungsschwerpunkt begonnen wird. Zur Dialogbeschreibung werden im Wesentlichen Symbole, Pfeile und Textfelder benutzt:

 

Auswahl einer Befehlsoption bzw. Hinweis auf einen zu erledigenden Arbeitsschritt Auswahl einer Menüleisten-Option

ž TITEL

Auswahl aus einem zusätzlich geöffneten Menüfenster

Ÿ

Ÿ Auswahl (xy-Ebene) Ÿ

Skizze (xy-Ebene)

Einfach rechts unten schattierte Rahmen geben gruppiert den ausführlichen Benutzerdialog wieder. Ist der Rahmen links oben schattiert, gibt das Textfeld den Benutzerdialog nur noch stark verkürzt wieder, da die Abfolge bereits an anderen Stellen ausführlicher erläutert wurde.

Erforderliche Tastatur-Eingaben, wie Namen, Maße etc., werden durch fette kursive Schrift verdeutlicht. Eingabeaufforderungen werden unterstrichen. Einzelne Befehlsreihenfolgen sind durch Verwendung von Pfeilen im entsprechenden Block festgelegt. Auswahlaktionen werden als Funktion in folgender Form dargestellt: Auswahl (). In der Klammer steht das auszuwählende Element. Das gilt sowohl für Dateien, als auch für Konstruktionselemente und andere Modellkomponenten. Die oben dargestellten umrahmten Textfelder, die Befehle nach methodischen und didaktischen Gesichtspunkten bündeln, werden vor allem am Anfang dieses Praktikums verwendet. Sie werden später mehr und mehr durch kursive Textzeilen ersetzt. Abbildung 2-15 zeigt beispielhaft, wie der Benutzerdialog zum Öffnen einer neuen Datei in der gewählten Symbolik abgebildet wird.

24

2 Einführung in die Arbeit mit Wildfire 3.0

oder

Typ festlegen

Namen festlegen

Kurzfassung des Dialogs Teil: Backe Ausführliche Dialogzeilen

Abbildung 2-15: Anfangsdialog für ein neues Teil

  Datei Ÿ Neu ž NEU Ÿ Teil Ÿ VOLUMENKÖRPER Ÿ Name: Beispiel Ÿ OK

25

3 Aufgabenstellungen Im Rahmen des Praktikums werden grundlegende Modellierungstechniken vor allem anhand der Komponenten der Baugruppe Greifer und verschiedener Antriebskomponenten erläutert. Darüber hinaus werden jedoch auch andere Beispiele genutzt, um besondere Leistungsmerkmale des Systems zu verdeutlichen. Auf der zum Buch gehörenden Web-Seite sind für einige Bauteile Zeichnungsvorlagen hinterlegt (http://www.uni-due.de/cae/proe-praktikum.shtml).

3.1 Greiferkonstruktion Im Verlauf des Praktikums sollen Einzelteile und Baugruppen eines Greifers modelliert werden. Abbildung 3-1 verdeutlicht anhand der Explosionsdarstellung die Baugruppenstruktur. Greifer

Arm - Finger (1) - Backe (2) - Stift (3)

Verbindung - Lasche (4) - Stift (5)

Führung - Grundkörper (7) - Führungsbolzen (8) - Bolzen (9)

5 6

12

Gehäuse - Deckel_1 (10) - Deckel_2 (11) - Gehäusemantel (12) - Spannschraube (13) - Schraube (6)

Antrieb - Spindel (14) - Handrad (15) - Anschlag (16)

10

8 15

1 14 3 16

2 9

13 7 4 11

Abbildung 3-1: Gesamtbaugruppe Greifer

26

3 Aufgabenstellungen

In Tabelle 3-1 sind die Abbildungen aufgeführt, die sich auf das jeweilige Modell beziehen. Nicht in jedem Fall wird jedoch detailliert die Modellierung beschrieben. In einigen Fällen werden lediglich Hinweise zu Möglichkeiten und Wegen der Bauteilgestaltung gegeben. Alle nicht aufgeführten Teile sind auf der Grundlage bereits getroffener Festlegungen selbständig zu entwerfen. Im Abschnitt 6 werden die Einzelteile zu Unterbaugruppen zusammengefasst. Neben der Erzeugung eines Strukturmodells der Baugruppe Greifer werden dort ebenso Hinweise zur Bildung der Gesamtbaugruppe gegeben.

Tabelle 3-1: Verweise für die Baugruppe Greifer Pos. 1 2 3 10, 11 13 12

Name Backe Finger Stift Deckel Spannschraube Gehäusemantel Arm Gehäuse Greifer

Bild 5-6, 5-7, 5-25, 5-46, 5-47, 7-6 bis 7-11, 7-14, 7-21 bis 7-25 5-12, 5-13, 5-27, 5-28, 5-49 5-8, 8-1, 8-2 5-10, 5-29, 5-36 bis 5-38, 5-41, 5-48 5-39 5-9, 5-40 6-1 bis 6-7, 6-15, 6-16, 6-27 bis 6-29, 6-31, 6-32, 6-39 6-8 bis 6-10, 6-38 6-11 bis 6-16, 6-18, 6-23, 6-26, 6-30, 6-40 bis 6-42

3.2 Antriebskomponenten Zur Erläuterung bestimmter Modellierungstechniken werden in den Übungen Teile erzeugt, die für Antriebsysteme genutzt werden können (Abbildung 3-2). Tabelle 3-2 enthält entsprechende Verweise. Tabelle 3-2: Verweise auf Getriebekomponenten Name Lagerbock Zahnriemen Zahnrad Kurbelwelle Welle Passfedernut Getriebe Nockenwelle

Typ Teil Teil Teil Teil Teil Feature Baugruppe Teil

Bild 5-31 bis 5-33 5-59, 5-60 5-61 bis 5-65 8-7 bis 8-9 8-3 8-4 6-33 bis 6-37 5-67 bis 5-70

3.2 Antriebskomponenten

Lagerbock

Kurbelwelle

27

Zahnriemen

Welle

Zahnrad

Nockenwelle

Abbildung 3-2: Getriebekomponenten Ergänzend dazu können die im Folgenden nur kurz erläuterten Aufgabenstellungen bearbeitet werden. Fehlende Maße und andere Hinweise sind unter Beachtung fertigungstechnischer und funktionaler Gesichtspunkte selbständig zu ergänzen bzw. festzulegen. Für das in Abbildung 3-3 vereinfacht dargestellte Zahnriemengetriebe ist analog zu dem im 5. Kapitel behandelten Zahnrad eine parametrische Zahnriemenscheibe zu modellieren. Die Zahngeometrie soll zu der des Zahnriemens aus Abbildung 3-2 passen.

Abbildung 3-3: Synchrongetriebe Abbildung 3-4 enthält die Aufgabenstellung für ein einstufiges Getriebe. Im Abschnitt 6 werden Hinweise gegeben, wie die Baugruppe strukturiert und systematisch aufgebaut werden kann. Die geometriebestimmenden Parameter sind die Übersetzung mit i=5, die Zähnezahl der Ritzelwelle mit z1=25 und der Modul mit M=2mm.

28

3 Aufgabenstellungen

Das Drehmoment wird mittels einer Passfederverbindung vom Zahnrad auf die Abtriebswelle übertragen. Für die Ritzelwelle kann als erstes Konstruktionselement ein Zahnrad erzeugt werden (ohne Wellenbohrung). Anschließend wird der restliche Rotationskörper gestaltet. Die Modellierung der Passfedernuten für die Wellen wird in Kapitel 8 beschrieben. Die Lager können als vereinfachte Körper erstellt werden. Sie sollten in ihren Abmessungen jedoch den Herstellerdaten entsprechen. Alles weitere ist selbständig festzulegen und umzusetzen. Als Beispiel für ausgeführte Getriebe sind Herstellerkataloge oder Fachbücher heranzuziehen. Zahnrad Abtriebswelle

Gehäuse

Ritzelwelle

Abbildung 3-4: Getriebeaufgabe

3.3 Ergänzende Aufgaben

29

3.3 Ergänzende Aufgaben Neben den Greifer- und Getriebekomponenten werden im Praktikum auch andere Aufgabenstellungen bearbeitet, die der Vertiefung weiterer Modellierungsmöglichkeiten dienen. Abbildung 3-5 und Tabelle 3-3 geben dazu eine Übersicht. 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

Abbildung 3-5: Ergänzende Bauteile

30

3 Aufgabenstellungen

Tabelle 3-3: Verweise auf ergänzende Modellierungsübungen Pos. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Name Spiralfeder Federring Flansch Übergangsstücke Diffusor Kreisübergang Krümmer Bogen Verzweigung Stab Sattel Faltenbalg Pleuel mit Gesenk Haken Abzweigrohr Blechbiegeteil Zug-Verbund-Element Abgaskrümmer Bodenblech Würfel

Typ Teil Teil Teil Teil / Blechteil Teil Teil Teil Teil Teil Teil Teil Teil Baugruppe Blechteil Blechteil Blechteil Teil Teil/Baugruppe Teil Teil

Bild 5-14 5-15 5-11, 5-30, 5-34 5-16 bis 5-18, 5-52, 8-26, 8-27 8-13 bis 8-16 5-19, 5-55 5-20, 5-21 5-22, 5-43, 5-53 5-54 5-35 5-56, 5-57 5-58 6-24, 6-25 8-21, 8-23 bis 8-25 8-28 bis 8-30 8-22, 8-31 8-10 bis 8-12 5-23, 5-24, 8-32 bis 8-42 8-5 5-66

31

4 Skizzieren 4.1 Die Arbeitsumgebung Die Arbeitsumgebung zum Skizzieren kann auf verschiedene Arten erreicht werden, z.B.: ¾

Wahl des Modus Skizze zur Erzeugung einer neuen Datei

¾

Öffnen einer vorhandenen Skizze

¾

über Skizzensymbol zur Erzeugung von Bezugspunkten

¾

über das Skizzensymbol in der jeweiligen Arbeitsumgebung

¾

KE-Interner Skizzierer.

Bevor in den drei letztgenannten Fällen die Skizzieroberfläche endgültig aktiviert wird, ist eine Skizzierebene festzulegen. Dies kann eine Bezugsebene oder eine ebene Fläche eines Volumen- oder Flächenelements sein. Falls kein geeignetes Element zur Verfügung steht, muss eine neue Bezugsebene erzeugt werden. Zusätzlich wird eine Referenz zur Skizzenorientierung benötigt. Nach dem Aufruf des Skizzierers werden die Symbolleisten erweitert bzw. verändert. Zur Unterstützung kann über Icons ein Raster aktiviert werden. Ebenso können Bemaßungen oder Zwangsbedingungen ein- und ausgeblendet werden. Einige Voreinstellungen können über Hauptmenüleiste (SkizzeŸ Optionen...) angepasst werden. Hier kann z. B. veranlasst werden, das Rasterpunkte „gefangen“ werden. Im Skizzierer können Bearbeitungsschritte gelöscht, aber auch wieder aufgerufen werden. Tabelle 4-1 enthält Hinweise zur Nutzung weiterer Skizziersymbole. Einige davon sind in der Arbeitsumgebung gruppiert, so dass nur das zuletzt Genutzte angezeigt wird. Gruppierungen sind durch „!“ gekennzeichnet. Die nachfolgend beschriebenen Skizziertechniken werden bei der Teilemodellierung nicht mehr so ausführlich erläutert. Im entsprechenden Textfeld steht dann lediglich nur noch ein Hinweis, welche Arbeitsebene auszuwählen ist und was skizziert werden soll.

Skizze (Ebene) Ÿ Profil erzeugen

Auch nicht benannte Skizzen, die z. B. während der Teilemodellierung erzeugt werden, haben systemintern einen Namen (z. B. S2D0001.SEC). Solange Pro/ENGINEER noch nicht beendet bzw. der Arbeitsspeicher über die Dateioption „Wegnehmen“ noch nicht geräumt wurde, können auch diese Skizzen erneut (über die Option In Sitzung) geöffnet und separat gespeichert werden. Bereits vorhandene Skizzen können über SkizzeŸ Daten aus Datei... in die aktuelle Sitzung eingebunden werden, wobei die vordefinierter Elemente der Palette auch über das entsprechende Symbol aufrufbar sind (Abbildung 4-1).

32

4 Skizzieren

Die Palette kann benutzerdefiniert erweitert werden!

Abbildung 4-1: Vordefinierte Elementgruppen Die Auswahl eines Palettenelements erfolgt durch einen Doppelklick mit der linken Maustaste. Anschließend ist mit der gleichen Taste im Grafikbereich ein Fenster aufzuziehen, das grob die Skizzengröße definiert. Über das Dialogfenster SKALIEREN/ROTIEREN können die einzufügenden Elemente entsprechend angepasst werden.

4.2 Skizziermethoden

33

Tabelle 4-1: Symbolleisten des Skizzierers Symbol

Bemerkung

Symbol

Bemerkung

Elementauswahl

Splinekurve

Linie, Polygonzug

Punkterzeugung

Mittellinie

Ebenes Bezugskoordinatensystem

Linie, tangential zu 2 Bögen

bereits vorhandene Modellkanten in die Skizze übertragen bereits vorhandene Modellkanten versetzt in die Skizze übertragen

Rechteck Kreis (Mittelpunkt, Punkt)

Bemaßung

Konzentrische Kreise

Maßänderung

Kreis durch 3 Punkte

Zwangsbedingungen

Kreis, tangential zu 3 Linien

Texteingabe

Ellipse (Mittelpunkt, Punkt)

Einfügen von Sonderformen aus der Palette Automatisches Trimmen und Löschen eines Teilstücks Gegenseitiges Trimmen zweier Elemente

Kreisbogen durch 3 Punkte Kreisbogen (Mittelpunkt, Endpunkte) Kreisbogen, tangential zu 3 Linien

Teilen eines Elements

Konzentrische Bögen

Spiegeln von Elementen

Parabelbogen

Drehen und Skalieren

Verrundung

Beenden des Skizzierens

Elliptische Verrundung

Abbrechen des Skizzierens

Skizzierebene parallel zum Bildschirm ausrichten

34

4 Skizzieren

4.2 Skizziermethoden In Pro/ENGINEER wird ausschließlich parametrisch gearbeitet. Das System erzeugt und löscht automatisch notwendige bzw. überflüssige Bemaßungen und Zwangsbedingungen. Die Geometrieelemente werden daher erst grob „skizziert“ und anschließend über die Bemaßungsfunktionen oder verschiedene Zwangsbedingungen den Erfordernissen angepasst. (Abbildung 4-2). Bei jeder Änderung und Anpassung wird das Datenmodell vom System automatisch regeneriert. 60 H 15

V

‡10 H

Y

V

20 30

V

15

25

X H

Abbildung 4-2: Parametrische Skizze Systemgetriebene („schwache“) Bemaßungen können von Anwender nicht gelöscht werden. Sie werden allerdings automatisch entfernt, falls sie durch benutzerdefinierte Bemaßungen oder Zwangsbedingung überflüssig werden. Wenn dies verhindert werden soll, ist die entsprechende Bemaßung mit Hilfe des Kontextmenüs der rechten Maustaste zu „stärken“. Dies ist nicht mehr notwendig, wenn die Maßzahl durch den Benutzer bereits korrigiert wurde. Zusätzliche geometrische Zwangsbedingungen helfen, die Anzahl der Bemaßungsparameter zu reduzieren. Schon beim Skizzieren zeigt das System in Abhängigkeit von der Mausposition erkannte Bedingungen an. Alle Zwangsbedingungen können jederzeit gelöscht werden. Das System fügt dann selbständig notwendige Bemaßungen hinzu. Tabelle 4-2 gibt einen Überblick zu häufig vorkommenden Bemaßungstechniken. Jede Maßzahl kann für eine Anpassung durch einen Doppelklick ausgewählt werden. Umfangreichere Maßänderungen sollten über das Symbol eingeleitet werden (Abbildung 4-3). Anschließend können die entsprechenden Maßzahlen mit der Maus ausgewählt und über Tasteneingabe oder Regler verändert werden. Um eine Konturverzerrung zu vermeiden, sollte die Option Regenerieren ausgeschaltet werden.

4.2 Skizziermethoden

35

Eventuell vorübergehend deaktivieren

Abbildung 4-3: Bemaßungsanpassung Die Skizzierfunktionen (Tabelle 4-1) sind durch ihre Symbole mit der eingeblendeten Kurzhilfe selbsterklärend. Diese Funktionen können auch über die Option "Skizze“ der oberen Menüleiste ausgewählt werden. Wenn sich der Cursor bereits im Grafikfenster befindet, sind einige auch über die rechte Maustaste erreichbar. Während der Elementdefinitionen werden in Abhängigkeit von der Mausposition aktuelle Bedingungen angezeigt bzw. vorgeschlagen: ¾ ¾ ¾ ¾

Fangen von End- und Mittelpunkten bereits vorhandener Elemente; annähernd horizontale, vertikale, parallele bzw. senkrechte Linien werden entsprechend ausgerichtet; Linien und Kurven, die in etwa tangential zueinander liegen, werden dementsprechend ausgerichtet; Punkte, die auf Geraden oder Bögen liegen, werden darauf ausgerichtet.

Beim Skizzieren kommt es nicht darauf an, möglichst exakt zu zeichnen. Vielmehr sollten an einigen Stellen Abweichungen stärker übertrieben werden, um nicht zu viele „ungewollte“ systemgetriebene Zwangsbedingungen zu erhalten. Häufig wird es zweckmäßig sein, Hilfselemente zu verwenden. In der Benutzeroberfläche bereits verankert sind das Ein- und Ausblenden eines Rasters und die Mittellinie. Jedes Linien- oder Kurvenelement kann über die rechte Maustaste zu einem Hilfselement (Konstruktion) umgewandelt werden. Die Auswahl einzelner Elemente erfolgt mit der linken Maustaste. Mehrere Elemente werden durch Mehrfachauswahl mittels gedrückter Strg-Taste oder über ein Auswahlfenster ausgewählt. Hier ist allerdings darauf zu achten, dass die Bemaßung vorher ausgeblendet wird. Alle ausgewählten Elemente werden auf dem Bildschirm rot dargestellt. Die Konstruktionshilfselemente werden durch eine Strich-Strich-Linie verdeutlicht.

36

4 Skizzieren

Tabelle 4-2: Bemaßungstechniken

2

1

Geraden / Abstände oder

2

1

2

3

3

1 1

2

2

3

3

1

4

gedachte Gerade

2

Rotationsachse

1

Kreis / Bogen

1

2

2 2 1

11

d

R R

1

Winkel

1

1

4

3 1

3 3 2

2

2

3 2

4.3 Skizzierübungen

37

4.3 Skizzierübungen

4.3.1

Profilskizze

Die innerhalb der ersten Übung zu erstellende Skizze ist ein abgerundetes keilförmiges Profil. Das umschließende Viereck wird durch einen einfachen Linienzug erzeugt (Abbildung 4-4). ž NEUŸ Skizze Ÿ Name: Keilprofil Ÿ OK

4

Beim Erzeugen der vertikalen Linien darauf achten, dass die Zwangsbedingung „V“ gefangen wird

3

5

16

Aktion abbrechen

2 1

10 25

40

1

3

4

Mittelpunkt fangen (evtl. Mittellinie horizontal ausrichten)

2

2 4

1 3

Abbildung 4-4: Ausgangsskizze

38

4 Skizzieren

Bevor die tangentialen Kreisbögen angebracht werden, wird der Linienzug komplett in ein Konstruktionshilfselement umgewandelt (Abbildung 4-5). Insbesondere ist darauf zu achten, dass die beiden Körperkanten mit den Hilfslinien ausgerichtet sind und dass alle Bögen tangential anschließen. Eventuell sind die Linien und Bögen noch zu trimmen. Konstruktion

1

Die vier Linien der Außenkontur mit gedrückter Strg-Taste auswählen

2 1

3

4 1

3

2 4

6

5 7 3

8 1 2

3 1

1

2

4

Keilprofil

Abbildung 4-5: Profilaufbau

4.3 Skizzierübungen

39

4.3.2 Symmetrische Skizzen In Abbildung 4-5 wurde mit Hilfe der entsprechenden Skizzierbedingung ein symmetrischer Querschnitt erzeugt. Eine weitere Methode zur Erzeugung symmetrischer Elemente ist das Spiegeln der entsprechenden Konturen (Abbildung 4-6). Skizze: Lasche

Auswahl (3 Punkte)

Auswahl (2 Punkte)

Auswahl (2 Linien)

STRG

Auswahl (Mittellinie)

Auswahl (2 Punkte) H

Auswahl (2 Punkte)

Längen- und Abstandsbemaßung V

V

Lasche H

Abbildung 4-6: Symmetrische Lasche Bei bereits vorhandenen Mittellinien zeigt das System bei der weiteren Elementerzeugung erkannte Symmetrieeigenschaften an.

40

4 Skizzieren

4.3.3 Rotationsskizze Die Querschnittsskizze eines Rotationskörpers unterscheidet sich nicht von der eines Profilkörpers. Zweckmäßig ist es allerdings, schon in der Skizze die Rotationsachse unterzubringen und gegebenenfalls Abstandsmaße bereits als Durchmesser zu bemaßen. Als Aufgabenstellung dient die Abbildung 4-7. 70 4

30

7°

R10 15 75° 18 8

‡150

‡40

Abbildung 4-7: Rotationsschnitt Zunächst wird ein grober Linienzug skizziert. Dabei sollte gesichert werden, dass die horizontalen und vertikalen Linien von dem System auch als solche erkannt werden können. Zur Orientierung kann das Rasterlinienfeld herangezogen werden. In weiteren Schritten werden die Rundung und die Fase erzeugt. Prinzipiell lässt sich die Fase bereits mit dem Linienzug herstellen. Noch sinnvoller ist unter Umständen, Fasen und Rundungen erst am 3D-Modell zu erzeugen. In dieser Übung steht aber das Kennenlernen neuer Funktionen im Vordergrund. Zum Erzeugen der Fase wird eine weitere schräge Gerade skizziert. Die dann zu verwendende Trimmfunktion dient dem Verlängern und Verkürzen von Linien und Bögen bis zum Schnittpunkt mit anderen Elementen. Beachtet werden muss, dass die Linie an dem Segment angewählt wird, das erhalten bleiben soll. Ein versehentlich falsches Trimmen lässt sich durch die Option Widerrufen rückgängig machen. In der Abbildung 4-8 ist das Erstellen der Linienzüge zum Erreichen der gewünschten Schnittkontur systematisch dargestellt. Nachdem die Skizze fertig gestellt wurde, ist die Bemaßung entsprechend der Vorlage (Abbildung 4-7) anzupassen. Zu beachten sind hier die Hinweise in Kapitel 4.2. und 4.3. Die Skizze sollte gespeichert werden, da Sie später zur Erzeugung eines Rotationskörpers genutzt wird.

4.3 Skizzierübungen

41

Skizze: Flansch

Auswahl (9 Punkte)

Auswahl (2 Punkte)

Auswahl (2 Linien)

Auswahl (2 Punkte)

Ÿ Auswahl (Linie) Ÿ Auswahl (Linie) 1x wiederholen Durchmesser-, Längenund Winkelbemaßung Ausrichtung

Flansch

Abbildung 4-8: Skizzenentwurf

Trimmen

43

5 Bauteilmodellierung

5.1

Die Arbeitsumgebung

Die Aktivierung der Arbeitsumgebung zur Bauteilmodellierung erfolgt für neue Teile über das Icon oder die Menüleiste   Datei Ÿ Neu, nach dem in einem Dialogfenster (Abbildung 5-1) Typ, Untertyp und Name des Teils festgelegt wurden. Falls die Standardschablone für zu integrierende Bezugselemente deaktiviert wird, kann in einem weiteren Dialogfenster die Schablone aus bereits vorhandenen Alternativen ausgewählt werden.

Abbildung 5-1: Bauteil mit Standard-Schablone Die Namensgebung des Systems kann über die Option Umbenennen im Kontextmenü jedes Modellbaumelements verändert werden. Sinnvoll ist beispielsweise in die Ebenenbezeichnung die Koordinatenachsen einzubeziehen (Abbildung 5-2). Zusätzlich erforderliche Bezugselemente können über   Einfügen Ÿ Modellbezug bzw. über die Icon-Auswahl erzeugt werden. Die Schaffung bzw. Integration problemabhängiger Bezugssysteme verbessert die Möglichkeiten der Austauschbarkeit (der Teile selbst und auch der Bearbeiter). Aus solchen speziellen Sichtweisen, beispielsweise im Bereich des Turbinenbaus, können Ebenenbezeichnungen, wie Axialbezug, Mittelebene und Teilfugenebene, erforderlich sein. Die Vereinheitlichung dieser Konventionen kann über Einstellung der Konfigurationsdatei oder die Verwendung einer entsprechenden Standard_Schablone erfolgen. In solchen Ausgangsmodellen können neben Namenskonventionen für Element- und Parameterbezeichnungen weitere produktabhängige Bezugselemente umgesetzt bzw. bereitgestellt werden. Bei deaktiviertem Schalter für die Standardschablone kann auch jedes Beliebige Teil als Schablone fungieren.

44

5 Bauteilmodellierung

Abbildung 5-2: Einfügbare Modellbezüge Die teilespezifische Arbeitsumgebung bietet unter anderem die in Tabelle 5-1 bis 5-3 aufgeführten Symbole. Für viele spezielle Modellierungsoptionen sind jedoch keine Icons vorhanden, so dass zu deren Auswahl die Hauptmenüleiste zu nutzen ist. Die in Tabelle 5-3 enthalten Symbole sind (bis auf die Musteroption und die Spiegeloption) nur für Flächenelemente nutzbar. Volumenelemente können über die Hauptmenüleiste (  Editieren Ÿ KE-Operationen) entsprechend bearbeitet werden. Nicht alle der aufgelisteten Optionen sind sofort beim Start des Teilemoduls verfügbar. Die Funktionen zur Bearbeitung (Fasen, Bohrungen, ...) werden erst aktiviert, wenn bereits ein Körper erstellt wurde. Tabelle 5-1: Symbole von auf Skizzen und Kurven basierenden Komponenten Symbol Bemerkungen

Symbol

Bemerkungen

Profilelement

Verbundfläche

Rotationselement

Freiformflächen und Kurven

Zugelement mit variablem Schnitt

Zug-Verbund-KE

Tabelle 5-2: Symbole der Aufbereitungskomponenten Symbol

Bemerkungen

Symbol

Bemerkungen

Bohrungen

Rundungen

Schalen

Fasen

Rippen

Musterung

Schrägen

Spiegeln

5.1 Die Arbeitsumgebung

45

Tabelle 5-3: Symbole für Flächenoperationen Symbol

Bemerkungen

Symbol

Bemerkung

Verbinden von Flächen

Trimmen von Flächen

Ebene Fläche aus geschlossener Berandungskurve erzeugen

Fläche aufdicken

Versatzfläche

Fläche Verlängern

Spiegeln

Musterung

Bei der Teilemodellierung sind noch weitere Menüoptionen bzw. Symbolleisten von Interesse. Dazu gehören unter anderem die bereits im zweiten Kapitel erläuterten Darstellungsoptionen. Der Modellbaum visualisiert die hierarchischen Abhängigkeiten der Geometrie- und Semantikdaten. Der Benutzer kann, neben der Auswahl im Grafikfenster, auch auf diese Daten zugreifen. Die Auswahl erfolgt über die linke Maustaste. Manipulationen bzw. Informationen können über die rechte Maustaste eingeleitet werden. Ein Bauteil wird schrittweise aus geeigneten Konstruktionselementen (Feature) aufgebaut. Dabei werden vom System vorübergehend weitere Dialogelemente auf dem Bildschirm eingeblendet. Abbildung 5-3 zeigt dies für die Generierung eines Profilkörpers. Aktuelle Optionen sind hell hinterlegt. Wenn ein Flächenelement generiert werden soll, ist daher die Option „Fläche“ zu aktivieren. Damit wird automatisch die Option „Körper“ deaktiviert. Ein „Materialschnitt“ ist erst wählbar, wenn bereits ein zu bearbeitendes Konstruktionselement vorhanden ist. Bei der Aktivierung der Option „Schalenelement“ öffnet sich ein weiteres Werteingabefenster. Ebenso muss hierfür über einen Richtungsschalter festgelegt werden, ob nach innen, nach außen oder beidseitig aufgedickt wird. Skizze auswählen, erzeugen oder editieren

Ausprägung

Schalenelement Materialschnitt Richtung

Fläche Körper Werteingabe

Abbildung 5-3: Definitionsleiste für das Extrudieren

Abbruch OK Voransicht KE-Darstellung Pause

46

5 Bauteilmodellierung

5.2 Skizzierte Bezugselemente Bei querschnittsorientierter Modellierung sind prinzipiell zwei Vorgehensweisen für die Erstellung der Gestalt bestimmenden ebenen Bezugskurven denkbar. Zum einen kann jede Kurve zunächst als selbständiges Bezugselement definiert werden, zum anderen kann die Skizzendefinition auch erst im Zusammenhang mit einer Komponentenerzeugung initiiert werden. Im ersten Fall wird die Skizze dann als referenzierte Kopie in die Komponente eingebunden. Sowohl die Skizze als auch das mit ihr erzeugte KE erscheinen in der obersten Stufe des Modellbaums, wobei diese „externe“ Skizze ausgeblendet wird. Soll die Skizze für weitere KEs verwendet werden, ist sie einzublenden (Kontextmenü). Wird die Verknüpfung von Skizze und Komponente aufgelöst (Abbildung 5-4), so wird eine Skizzenkopie in das KE eingebunden, die dann wie eine interne Skizze behandelt wird. Wenn die Skizze erst innerhalb des KEs erzeugt wird, bleibt sie im KE gekapselt und steht nur diesem zur Verfügung. Dies zeigt sich auch in der Namensgebung, da die KE-interne Skizze mit „S2Dxxx“ benannt wird, die externe Skizze mit „SKIZZEx“ (Abbildung 5-4).

Skizze erzeugen Skizze in Profilkörper eingebunden

Kopie der externen Skizze (eingebunden in KE)

Abbildung 5-4: Skizzenintegration Für jede Skizzendefinition ist zunächst eine geeignete Ebene auszuwählen bzw. zu erzeugen. Bei vorhandener Geometrie ist auch die Auswahl beliebiger ebener Bauteilflächen zulässig. Die Auswahl der Arbeitsebene ist erst abgeschlossen, wenn auch die Blickrichtung auf die Skizze und die Lage des „Skizzenblattes“ festgelegt wurde. Dazu wird eine weitere (orthogonale) Referenzebene benötigt. Jede Bezugsebene und jede Bauteilfläche hat zwei Richtungen. Das Vorzeichen der Richtung hängt von der Lage des Normalenvektors ab. Bei Bezugsebenen wird die Richtung durch die Farbe gekennzeichnet. Standardmäßig ist die positive Seite braun, die negative Seite grau

5.3 Profil- und Rotationskörper

47

gefärbt. Die Körperflächen weisen einen positiven Normalenvektor in dem Material entgegengesetzter Richtung auf. Abbildung 5-5 verdeutlicht die Einrichtung der Skizzierebene und ihrer Lage. Skizzierebene Y X

Blickrichtung

Z

Referenzebene

Richtung des Normalenvektors der Referenz Y X

Abbildung 5-5: Einrichten der Skizzierebene In dem Dialogfenster REFERENZEN können die vom System vorgeschlagenen Bezugselemente durch andere ersetzt bzw. ergänzt werden. Diese Referenzen dienen der Skizzenfixierung bzw. der Verknüpfung der Skizze mit dem Modell. Sie sind daher auch Grundlage der Systembemaßungen im Skizzenmodus. Falls noch weitere Referenzen erforderlich sind, kann deren Auswahl beim Skizzieren auch über   Skizze Ÿ Referenzen… eingeleitet werden. Die eigentliche Definition von Bezugskurven und Querschnittskonturen geschieht wie bereits in Abschnitt 4 beschrieben.

48

5 Bauteilmodellierung

5.3 Profil- und Rotationskörper Häufig werden Profil- oder Rotationskörper die ersten Gestaltungselemente sein, mit denen die Bauteilmodellierung begonnen wird. Charakteristisch für diese Bauteile ist, dass sie einen Gestalt bestimmenden Querschnitt haben. Dieser kann (wie im folgenden Beispiel) neu erstellt oder aus anderen Komponenten übernommen werden. Die einzelnen Schritte der Profilkörpermodellierung werden zunächst für ein grobes Ausgangsmodell des Bauteiles Backe erläutert (Abbildung 5-6). Im Definitionsdialog wird die räumliche Ausdehnung senkrecht zum Profil festgelegt. Hier stehen neben einer Maßangabe verschiedene Optionen zur Verfügung, die sich auf vorhandene Geometrieelemente beziehen. Für das Grobmodell der Backe soll eine zur Skizzierebene symmetrische Ausdehnung von 20 mm erzeugt werden. Die Querschnittskonstruktion geschieht wie bereits in Abschnitt 4 beschrieben. Der Mittelpunkt der Bohrung ist dabei in den Koordinatenursprung zu legen. Darüber hinaus ist der Abstand der Unterkante zur horizontalen Achse (12 mm) zu bemaßen. 8

Teil: Backe

‡

L1

L1

  Platzierung Ÿ Definieren

L2

45°

L2 12

18

20 40

SKIZZE (Profil)

  Option Ÿ Tiefe Ÿ symmetrisch Ÿ Werteingabe: 20

Abbildung 5-6: Profilkörperdefiniton Über den Schalter Voransicht kann das Teil in der gewünschten Ansicht betrachtet werden. Bei Bedarf können die einzelnen Definitionsschritte nochmals wiederholt bzw. korrigiert werden.

5.3 Profil- und Rotationskörper

49

Üblicherweise werden Bohrungen über entsprechende Feature in das 3D-Modell integriert. Die gewählte Vorgehensweise sollte jedoch zeigen, dass die Profilquerschnitte nicht nur durch eine Außenkontur definiert sind, sondern auch Innenformen haben können. Entscheidend ist, dass die erzeugten Konturen immer eine geschlossene Schleife bilden. An sich wäre es völlig ausreichend, für die „Backe“ zunächst nur einen Quader (40 x 18 x 20) zu generieren, denn auch die beiden Abschrägungen können über ein spezielles Konstruktionsfeature („Fase“) erzeugt werden. Darauf wird später noch ausführlicher eingegangen. Die weitere Bearbeitung der Backe erfolgt mit der gleichen Modellierungsoption. Nun wird allerdings Material entfernt. Als Skizzierebene sollte eine der beiden Stirnflächen der Backe gewählt werden. Als Schnittwerkzeug wird ein Rechteck gezeichnet, dessen Überstand zum vorhandenen Körperumriss in vertikaler Richtung beliebig festgelegt werden kann. Auch der Wert Null ist natürlich möglich, aber insbesondere bei komplexeren Geometrien nicht immer sinnvoll, da sonst störende „Materialreste“ aufgrund der systeminternen Toleranzen entstehen könnten. 12 6

Stirnfläche 4

  Platzierung Ÿ Definieren

Ÿ Auswahl (Stirnfläche) Ÿ SKIZZE (Rechteck) 4

  Option Ÿ Durch alle Ÿ Material entfernen Ÿ Richtung anpassen

Backe

Abbildung 5-7: Materialschnitt Die Festlegung der Schnitttiefe über den Typ Durch alles sichert, dass die Nut auch bei Änderungen das ganze Bauteil erfasst. Wenn für den Materialschnitt statt der

50

5 Bauteilmodellierung

Bauteilebene die mittige Bezugsebene genutzt wurde, muss auch in die entgegengesetzte Richtung extrudiert werden. Das kann über den Reiter Optionen festgelegt werden (Abbildung 5-3). Bei Unklarheiten sollte die Voranzeige genutzt werden. Gleiches gilt für die Materialrichtung, durch die festgelegt wird, ob das innere oder das äußere Material weggeschnitten wird. Analog zur erläuterten Vorgehensweise für Profilkörper können auch Drehkörper generiert werden. Im Definitionsdialog ist nun statt der Längenausprägung ein Winkel (0 - 360°) festzulegen. Als Skizzierebene für das Rotationsteil Stift wird die XZ-Ebene ausgewählt. Sie wird so orientiert, dass die X-Achse vertikal liegt. Beim Skizzieren ist die Rotationsachse mit Hilfe des Skizzenelementes Mittellinie zu erzeugen und mit der Z-Achse auszurichten. Der Stift soll symmetrisch skizziert werden (Abbildung 5-8). Das wird durch das waagerechte Abstandsmaß erreicht. Zu beachten ist, dass bei Rotationskörpern der Querschnitt geschlossen sein muss. Nach erfolgreicher Generierung des Konstruktionselementes ist der aktuelle Bearbeitungsstand des Bauteiles zu sichern. Teil: Stift

Rotationsachse ‡6

  Platzierung Ÿ Definieren

R1

R1

6 10 20

Ÿ Auswahl (xz-Ebene) Ÿ SKIZZE (Mittellinie, Profil)

Ÿ Option Ÿ variabel Ÿ Winkel: 360

Stift

Abbildung 5-8: Erzeugen eines Rotationsteils Als Rotationsachse kann neben der skizzeninternen Mittellinie auch eine andere vorher definierte Bezugsachse bzw. eine Koordinatenachse fungieren. Falls in die interne Rotationsskizze mehrere Mittellinien integriert wurden, ist im Skizziermodus eine Mittellinie auszuwählen und über ž SKIZZEŸ KE-WERKZEUG als Drehachse zu deklarieren.

5.3 Profil- und Rotationskörper

51

Der Gehäusemantel kann sowohl über die Option Profilkörper als auch durch Drehkörper erzeugt werden. Im Folgenden wird die Modellierung als dünner Profilkörper beschrieben, wobei von innen nach außen (2 mm) „aufgedickt“ werden soll. Die Z-Achse soll zugleich Achse des Hohlzylinders sein, der auf der XY-Ebene steht (Abbildung 5-9). Teil: Gehaeusemantel

  Platzierung Ÿ Definieren

Ÿ Auswahl (xz-Ebene) Ÿ SKIZZE (Kreis)

‡110

Ÿ Werteingabe: 105 Ÿ Skizze aufdicken Ÿ Werteingabe: 2

Gehaeusemantel

2

Materialseite bezogen auf Schnittkontur

105

Abbildung 5-9: Gehäusemantel Beide Gehäusedeckel der Baugruppe „Greifer“ haben die gleiche Grobgestalt (Abbildung 5-10). Das Ausgangsmodell ist selbständig zu modellieren und unter dem Namen Deckel zu speichern. 2

‡110 ‡114 t =16

Abbildung 5-10: Grobgestalt des Deckels

52

5 Bauteilmodellierung

Im Folgenden soll noch das Grobmodell eines Flansches erzeugt werden, dessen Querschnittsskizze bereits im Rahmen der Skizzierübungen erzeugt wurde. Das Einfügen der Skizze erfolgt, nachdem der Skizzierer aufgerufen wurde. Der Skizzenquerschnitt kann bei Bedarf gedreht, verschoben oder skaliert werden. Er muss durch zwei Bedingungen oder Bemaßungen fixiert werden.

Teil: Flansch   Platzierung Ÿ Definieren

  SKIZZE Ÿ Daten aus Datei… Ÿ Dateisystem… Ÿ Auswahl(Flansch.sec) Ÿ Einfügepunkt anklicken

Ÿ Elemente in der Skizze ausrichten

Ÿ Option Ÿ variabel Ÿ Winkel: 360

Abbildung 5-11: Grobgestalt des Flansches

Flansch

Ÿ Auswahl (xz-Ebene) Ÿ SKIZZE

5.4 Gezogene Teile

53

5.4 Gezogene Teile Wenn ein Querschnitt entlang einer Kurve so bewegt wird, dass die Kurventangente im Schnittpunkt mit der Querschnittsebene stets senkrecht steht, so wird von einer Trajektion gesprochen. Die bereits behandelten Profil- und Rotationskörper entstehen demnach auch durch Trajektionen.

5.4.1

Ebene Trajektionen

Ein in einer Ebene gezogenes Konstruktionselement wird durch die Definition zweier Kurven erzeugt. Hier ist neben dem Querschnittsprofil eine Leitkurve festzulegen, die bereits im Modell vorhanden sein muss. Sie ist daher vor der Körpergenerierung separat in die Modellstruktur zu integrieren. Das Bauteil „Finger“ soll über eine Trajektion erzeugt werden (Abbildung 5-12). Für dieses Beispiel wird das Zug-KE-Icon genutzt, das sogar eine Querschnittsveränderung ermöglichen würde. Auf diese Option wird später noch eingegangen.

Teil: Finger_A

200 90

Skizze (XY-Ebene) Ÿ Leitkurve erzeugen

R12 20

12 45° R12

Ÿ Auswahl( Leitkurve) Querschnitt skizzieren

6 12

6 Finger_A

12

Abbildung 5-12: Trajektion Eine Gerade der Leitkurve wird mit der XZ-Ebene (Z-Achse) ausgerichtet. Der Anfangspunkt dieser Geraden soll einen Abstand von 20 mm von der YZ-Ebene (Y-Achse) haben. Er ist zugleich der Startpunkt für die Trajektion. Wenn die Kurve als Leitkurve ausgewählt wurde,

54

5 Bauteilmodellierung

schlägt das System einen Startpunkt und die Richtung (gelber Pfeil) vor. Der Startpunkt kann beliebig auf der Kurve (und deren Verlängerungen) verschoben werden. Die Richtungsänderung erfolgt durch Anklicken des gelben Pfeiles. Die Leitkurve soll in den Knickpunkten abgerundet werden. Das ist vor allem dann notwendig, wenn der Finger durch Biegen eines Vierkantprofils gefertigt werden soll. Dabei ist darauf zu achten, dass der Rundungsradius mindestens so groß ist wie der kleinste Abstand der Querschnittskanten zum Startpunkt. Im Beispiel sind dies 6 mm. Ansonsten würden Selbstüberschneidungen auftreten, die das System nicht zulässt. Für den Finger werden die Radien der Leitkurve gleich der Seitenlänge des Querschnittsprofils gesetzt. Der Finger wird ebenfalls später durch weitere Konstruktionselemente detailliert und ist daher zunächst zu sichern. Für einen alternativen „Finger“ wird nun die entsprechende Modellierungsoption über die obere Hauptmenüleiste aufgerufen (Abbildung 5-13). Die Dialoggestaltung verändert sich dadurch etwas. Der Anfangspunkt der Leitkurve soll wieder einen Abstand von 20 mm von der YZ-Ebene (Y-Achse) haben. Beim Skizzieren der Leitkurve deutet ein Pfeil den aktuellen Startpunkt für die Trajektion an. Er kann über Skizze Werkzeug verändert werden. Bei offenen Leitkurven muß dieser Punkt allerdings immer einer der beiden Endpunkte sein. Durch diesen Startpunkt der Leitkurve und dem entsprechenden Tangentenvektor ist auch die Skizzierebene des zu ziehenden Querschnitts festgelegt. . Teil: Finger   Einfügen Ÿ Ziehen Ÿ Körper ž DEF Ÿ Skizze Leitkurve

200 95

95

y

12 Skizzierebene Auswahl (XY-Ebene)

20

x

Leitkurve z

Skizze (Leitkurve) Ÿ Fertig

6

Querschnitt 12

Skizze (Querschnitt) Ÿ ... Ÿ Fertig

6 Trajektion

ž Vorschau Ÿ OK

Finger

Abbildung 5-13: Gezogener Körper

y

12

5.4 Gezogene Teile

55

5.4.2 Räumliche Trajektionen Ein bekanntes räumliches Schiebeelement ist die Spiralfeder (Abbildung 5-14). Sie entsteht durch die Bewegung eines Kreises entlang einer Schraubenlinie. Über die Funktion Spiralförmiges-Zug-KE können in Pro/ENGINEER Spiralkörper um beliebige Rotationsflächen mit konstanten oder variablen Steigungen generiert werden. Diese Rotationsflächen müssen jedoch nicht wirklich vorhanden sein, sondern werden durch eine Leitkurve repräsentiert, die gemeinsam mit der Rotationsachse zu skizzieren ist. In Abbildung 5-14 ist eine Spiralfeder dargestellt, die im mittleren Bereich konische ausgeführt wurde. Bei der gewählten Attributsoption Senkrecht zur Leitkurve müssen die Elemente der Leitkurve tangential aneinander anschließen. Dies wird durch die beiden Rundungen erreicht. ‡200 Teil: Spiralfeder

  Einfügen Ÿ Spiralförmiges-Zug-KE Ÿ Körper ž ATTRIBUTE Ÿ konstant Ÿ senkrecht zur Leitkurve Ÿ rechtsseitig Ÿ Fertig

100

R100

400 R100

Skizzierebene Auswahl(XY-Ebene)

100

Skizze (Leitkurve, Achse) Ÿ Fertig Ÿ Steigung: 25Ÿ OK Skizze (Kreis ‡10 mm) Ÿ Fertig ž Vorschau Ÿ OK Spiralfeder

Abbildung 5-14: Spiralfeder

‡100

56

5 Bauteilmodellierung

Für das nächste Beispiel soll wieder die Funktion Zug-KE mit variablem Schnitt genutzt werden. Die notwendigen räumlichen Bezugskurven werden nun jedoch über eine Funktion definiert. Entsprechende Parameterdarstellungen von Schraubenlinien und anderen Kurven sind in der Fachliteratur nachlesbar (z. B. in [3]). In Abbildung 5-15 wird ein einfacher Federring durch die Bewegung eines Rechtecks auf zwei spiralförmigen Leitkurven erzeugt. Die Radien der Spiralen r legen den Innen- bzw. Außendurchmesser des Ringes fest, der Parameter n die Anzahl der Windungen und h die Höhe der Steigung. Teil: Federring

KRV OPTIONEN Ÿ Aus Gleichung Ÿ Fertig KURVE Ÿ Auswahl (Koordinatensystem)Ÿ Kartesisch KURVE Ÿ OK

ž EDITOR Ÿ Gleichungen: r=15 n=1 h=8 x = r* cos ( t * 360 *n) y = r* sin ( t * 360*n) z = h* t *n Ÿ Speichern Ÿ Beenden

1 x wiederholen oder Kopie erstellen mit r=24 ž DEFINITIONŸ Ÿ REFERENZEN Ÿ Auswahl (2 Leitkurven) Ÿ X-Leitkurve Ÿ ŸSkizze (Rechteck)

Leitkurve 2

STRG

Leitkurve 1

6

Federring

Abbildung 5-15: Federring Um einen korrekten Federring zu erhalten, sollte der Spalt noch mit einem Materialschnitt bearbeitet werden.

5.5 Verbundkörper

57

5.5 Verbundkörper

5.5.1

Übergangsstücke

Zunächst soll ein Verbundkörper zwischen zwei parallelen Querschnitten erzeugt werden. Dazu werden vordefinierte Konturen genutzt, die im Skizzierer geöffnet, gemäß Abbildung 5-16 positioniert und in den Maßen verändert werden. Beide Skizzen werden bei parallelen Verbundelementen in einer Sitzung erstellt. Dem System muss allerdings mitgeteilt werden, welche Skizze gerade bearbeitet wird (Skizze umschalten). Der Abstand der Querschnittsebenen wird erst nach dem Verlassen des „Skizzierers“ abgefragt. Teil: Oval-Oval

  Einfügen Ÿ Verbund Ÿ Körper.. ž VERBUNDOPTION Ÿ Parallel Ÿ Skizzenebene Ÿ Fertig ž ATTRIBUT Ÿ Gerade Ÿ Fertig

10 ž SKIZZIEREBENE Ÿ Auswahl (XY-Ebene) ....

50

30

SKIZZE Ÿ Ÿ Formen Ÿ Abgerundtes Rechteck Ÿ Positionieren ž DEF Ÿ Skallierung: 1 Ÿ Rotation: 0 Ÿ Bemaßung anpassen ... (   SKIZZE Ÿ KE-Werkzeug ) Ÿ Skizze Umschalten Ÿ Ÿ Formen Ÿ Abgerundtes Rechteck Ÿ Positionieren ž DEF Ÿ Skallierung: 1 Ÿ Rotation: 0 Ÿ Bemaßung anpassen... Ÿ evtl. Startpunkte anpassen...

Abbildung 5-16: Querschnittsanpassung

55

100

120

60 120 R20

60

58

5 Bauteilmodellierung

Die vom System vorgeschlagenen Startpunkte und Erzeugungsrichtungen sind zu überprüfen. Die für die Flächenerzeugung relevanten Startpunkte sollten sich gegenüber einer der gewünschten Verbindungsgeraden befinden (Abbildung 5-17). Im Kontextmenü eines im Skizzierer ausgewählten (!) Punktes (oder über die Hauptmenüleiste SkizzeŸKE-WERKZG.) kann diese Option gewählt werden.

VERBUNDKOERPER Ÿ Tiefe Ÿ Definieren

Startpunkt2 Schnitt 2

Ÿ Tiefe für Schnitt2: 150

VERBUNDKOERPER Ÿ Vorschau Ÿ OK

Startpunkt1

Schnitt 1

Oval-Oval Kopie speichern Name: Oval-Kreis

Abbildung 5-17: Übergang Oval-Oval Die beiden Querschnitte des Übergangsstückes bestehen jeweils aus 8 Segmenten (4 Geraden und 4 Kreisbögen). Diese Gleichheit ist bei der Anwendung dieser Verbund-Option stets zu sichern. Gegebenenfalls sind in einem Querschnitt Teilungspunkte einzusetzen. Dies soll an einem weiteren Übergangsstück erläutert werden. (Abbildung 5-18). Wir nutzen hierzu eine Kopie des Teils Oval-Oval, so dass sich der Dialog darauf beschränken wird, den zweiten Querschnitt entsprechend umzudefinieren. Auf dem Kreis sind 8 Teilungspunkte zu erzeugen. Startpunkt und Richtung müssen für diesen Querschnitt über das Kontextmenü angepasst werden. In einem weiteren Schritt wird der erzeugte Verbundkörper noch zu einem Schalenelement umgewandelt. Diese Funktion verwendet die Oberflächen eines Körpers und dickt diese dann in die gewünschte Richtung auf. Die Funktion erlaubt auch das Entfernen einzelner Teilflächen. Im Beispiel sollen die beiden Bodenflächen entfernt und die verbleibende Mantelfläche um 8 mm nach außen aufgedickt werden (Abbildung 5-18). Das gleiche Ergebnis kann schneller erzielt werden, wenn der Verbundkörper von vorn herein als Schalenelement generiert wird (  Einfügen Ÿ Verbinden Ÿ Dünner Körper). In diesem Fall ist auch eine beidseitige Aufdickung möglich.

5.5 Verbundkörper

59 70

70

Oval-Kreis Startpunkt

Ÿ Auswahl (Körper) Ÿ Definition editieren ‡ 300

70

70

ž VERBUNDKOERPER Ÿ Querschnitt definieren Ÿ Skizze

70

70

Skizze umdefinieren Ÿ Skizze Umschalten Ÿ 2. Querschnitt löschen Ÿ Kreis Ÿ 8 Teilungspunkte Ÿ Bemaßung anpassen Ÿ evtl. Startpunkt auswählen (  Skizze Ÿ KE-Werkzg.Ÿ Startpunkt)

70

70

VERBUNDKOERPER Ÿ Vorschau Ÿ OK   DEFINITION Ÿ Auswahl (2 Flächen)

STRG

Ÿ Dicke: 8 Ÿ Ÿ

Oval-Kreis

Abbildung 5-18: Verbundhohlkörper Nachfolgend wird ein dünnes Übergangsstück zwischen zwei nicht parallelen Kreisquerschnitten erzeugt. Hier wird nun gleich die Hohlkörperoption genutzt (Abbildung 5-19). Die Lage der zweiten Querschnittsebene wird über Drehwinkel bezüglich der Achsen des in der ersten Skizze eingefügten Koordinatensystems und einem Abstandswert der Nullpunkte der beiden Skizzenkoordinatensysteme festgelegt. Auf die gleiche Weise könnten weitere Querschnitte hinzugefügt werden. Bei Vollkreisquerschnitten setzt das System den Startpunkt der Verbundgenerierung selbständig. Der Benutzer kann dies jedoch verändern, indem der Vollkreis in zwei oder mehr Segmente aufgeteilt wird. Das beeinflusst vor allem die Krümmung der Mantelfläche.

60

5 Bauteilmodellierung

Teil: Kreis-Kreis

  Einfügen Ÿ Verbund...Ÿ dünner Körper ž OPTIONŸ allgemeinŸ Fertig ž ATTRIBUTŸ Gerade Ÿ Fertig Ÿ Auswahl (XY-Ebene)

150

y x

Skizze 1

Skizze (1.Querschnitt) Ÿ Kreis

100 Ÿ

Ÿ Ÿ

Ÿ ‡200

ž SEITE Ÿ beidseitig ž LAGE Ÿ Drehwinkel um x: 0 Ÿ Drehwinkel um y: 30 Ÿ Drehwinkel um z: 45

Skizze 2 ‡150 y x

Skizze (2. Querschnitt) Ÿ Kreis Ÿ

Ÿ Ÿ

Ÿ

ž SEITE Ÿ beidseitig Ÿ Nächster Querschnitt: nein Ÿ Dicke: 5 Ÿ Abstand: 250

  DEFINITION Ÿ Vorschau Ÿ OK

Oval-Kreis

Abbildung 5-19: Kreisübergang

5.5.2 Gekrümmte Verbundelemente In der folgenden Übung soll ein Krümmer aus drei Querschnitten erzeugt werden (Abbildung 5-20). Der Krümmer dient der Verbindung zweier Rohre mit den Innendurchmessern 30 mm und 20 mm, über einen Winkel von 90°. Im mittleren Krümmerbereich soll der um 5 mm seitlich versetzte Querschnitt ebenfalls einen Durchmesser von 20 mm haben. Alle drei Ebenen, auf denen die Querschnitte liegen, haben im Beispiel eine gemeinsame Schnittgerade, so dass die Verbundoption „Rotation“ genutzt werden kann. In die Querschnittsskizzen sind zusätzlich Koordinatensysteme einzufügen, deren Nullpunkt auf dieser gedachten Achse liegt.

5.5 Verbundkörper

61

Teil: Kruemmer_1 ‡20

  Einfügen Ÿ Verbund. Ÿ dünner Körper ž OPTION Ÿ Rotation Ÿ Fertig ž ATTRIBUTE Ÿ Glatt Ÿ offen Ÿ Fertig Ÿ Auswahl (xy-Ebene) Ÿ...

50

40

‡20 10

‡30

g 40

Skizze (1.Querschnitt) Ÿ Kreis Ÿ ŸŸ Ÿ

y*

‡30

x*

ž SEITE Ÿ nach außen Ÿ OK Ÿ Drehwinkel um y: 45 40 Skizze (2.Querschnitt) Ÿ Kreis Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ

‡20 10

ž SEITEŸ nach außen Ÿ OK Ÿ Nächster Querschnitt: ja Ÿ Drehwinkel um y: 45 Skizze (3.Querschnitt) Ÿ Kreis Ÿ ŸŸ Ÿ

ž SEITE Ÿ nach außen Ÿ OK Ÿ Nächster Querschnitt: nein

Ÿ Dicke: 2

40 ‡20

50

  DEFINITION Ÿ Vorschau

Abbildung 5-20: Verbundkrümmer Abbildung 5-21 zeigt, welche Auswirkungen die verschiedenen Attributoptionen haben, die über das Definitionsfenster des Konstruktionselementes Verbundkörper eingestellt bzw, verändert werden können. Wenn die Attribute Gerade und Geschlossen gewählt werden, zieht das für die aktuelle Gestalt des gewählten Verbundkörpers eine Fehlermeldung nach sich, da die

62

5 Bauteilmodellierung

mit dem Attribut Gerade erzeugte Rotationsverbundkörper nur dann geschlossen werden können, wenn keiner der Winkel zwischen zwei benachbarten Querschnittsebenen größer als 120° ist. Gerade, offen

Glatt, offen

  DEFINITION Ÿ Auswahl (Attribute) Ÿ Definieren ž ATTRIBUT Ÿ ....

Glatt, geschlossen

Kruemmer_1

Abbildung 5-21: Auswirkungen von Attributsänderungen Eine Glättung der Mantelfläche ist auch bei parallelen und allgemeinen Verbundelementen möglich, wenn diese mindestens drei Querschnitte haben. Für einen „gedrehten“ Verbund erfolgt dies schon bei zwei Querschnitten (Abbildung 5-22). Der Bogen ist selbständig zu modellieren.

Bogen

Abbildung 5-22: Bogen

5.5 Verbundkörper

5.5.3

63

Gezogene Verbundelemente

Bei gezogenen Verbundelementen wird die Flächenkrümmung durch eine Leitkurve beeinflusst. Die Definition der Querschnittskurven kann vor oder während der Verbunddefinition erfolgen. Im Beispiel (Abbildung 5-23) werden diese Bezugselemente zunächst als eigenständige KE´s erzeugt. Jeweils zwei Querschnittskonturen sind identisch, so dass über Kopieroptionen bzw. geschickte Referenzierungen dieser Zusammenhang in das Model integriert werden kann. Teil: Kruemmer_2 Auswahl(xy-Ebene) Ÿ …Ÿ Skizze (Leitkurve) Ÿ OK Auswahl(xz-Ebene) Ÿ …Ÿ Skizze (Kurve A1) Ÿ OK REFERENZEN Ÿ Durch Endpunkt von L Ÿ senkrecht zur xy-Ebene Ÿ senkrecht zu L Auswahl(neue Ebene) Ÿ …Ÿ Skizze (Kurve B2) Ÿ OK

Querschnittskurve 2x A2 A1

8 Teilungen

Skizze (A2) Skizze (B1)

‡ 60

Leitkurve L 2

Querschnittskurve B1 B2 20

R60 2x

R200

R5 Leitkurve L (xy-Ebene) 20 70°

Abbildung 5-23: Aufbau des Bauteilskeletts

35

60

64

5 Bauteilmodellierung

Zur Körpergenerierung wird die Funktion Zug-Verbund-KE verwendet, so dass die Fläche durch Wahl der Leitkurve und der vier Querschnitte definiert ist. Für den Flächenverlauf sind sowohl die Reihenfolge bei der Auswahl der Querschnitte als auch die jeweiligen Positionen der Startpunkte auf den Querschnitten ausschlaggebend. Gegebenenfalls sind selbständig Anpassungen vorzunehmen.   Einfügen Ÿ Zug-Verbund-KE } OK

ž Referenzen Ÿ Auswahl(Leitkurve) ž Schnitte Ÿ Gewählte Schnitte Ÿ Auswahl(Schnitt) Ÿ Einfügen Ÿ Auswahl(Schnitt) Ÿ evtl. Startpunkt anpassen Ÿ Einfügen Ÿ Auswahl(Schnitt) Ÿ evtl. Startpunkt anpassen Ÿ Einfügen Ÿ Auswahl(Schnitt) Ÿ evtl. Startpunkt anpassen

Kruemmer_2

Abbildung 5-24: Definition der Innenfläche

5.6 Konstruktionsfeature

65

5.6 Konstruktionsfeature Häufig benötigte geometrische Details und Operationen sind in so genannten Feature zusammengefasst. Es stehen unter anderen Bohrungen, Nuten, Rundungen und Fasen zur Verfügung. Ergänzend dazu kann der Anwender eigene Feature erzeugen und einsetzen. Darauf wird im Abschnitt 8.2 näher eingegangen. Im Folgenden sollen die bereits erstellten Einzelteile mit vorhandenen „Werkzeugen“ weiter bearbeitet werden. Hier sollte man allerdings nicht übertreiben, denn auch bei der Nutzung von 3D-Systemen wird es ausreichend sein, z. B. die Bearbeitung von Werkstückkanten erst durch entsprechende Symbolik, beispielsweise nach DIN 6784, bei der Zeichnungserstellung festzulegen.

5.6.1

Fasen und Rundungen

Fasen und Kantenverrundungen gehören zu den Standardfunktionen jedes CAD-Systems. An den ausgewählten Kanten fügt das System selbständig die notwendigen Generierungs- und Trimmaktionen durch. Für die Backe sind Fasen (45°x 0.5) zu erzeugen, damit das Einpassen des Stiftes unterstützt wird. Durch die gewählte Größe der Fasen ist gesichert, dass auch ein Bolzen mit Kopf nach DIN EN 22341 nicht unmittelbar auf scharfe Kanten stößt.

Backe

ž DEFINITION Ÿ Auswahl (Kante) Ÿ Auswahl (Kante) Ÿ 45xD Ÿ D: 0.5

STRG

Ÿ

Backe

Abbildung 5-25: Fasen der Backe Nachdem die geometrischen Parameter der Fase festgelegt sind, können die beiden außen liegenden Kanten der Durchgangsbohrung nacheinander mit der Maus ausgewählt werden. Wenn es notwendig ist, kann das Teil auch zwischendurch gedreht und verschoben werden. Dies ist nicht erforderlich, wenn vorher die Standardprojektion in einer Drahtmodelldarstellung gewählt wurde. Hierbei kann es auch hilfreich sein, die bildliche Darstellung durch Ausblenden der Bezugselemente zu vereinfachen. Die beiden innen liegenden Kanten werden

66

5 Bauteilmodellierung

nicht mit der Fase versehen, da sie in der Fertigung nur mit größerem Aufwand bearbeitet werden könnten. Am Bauteil Finger sind in gleicher Weise die in den Abbildungen dargestellten drei Fasen anzubringen. Nachdem deren Erzeugung erfolgreich beendet wurde, sind in ähnlicher Weise die 4 Verrundungen durchzuführen. Alle Rundungsradien wurden gleich gewählt, um den Zuschnitt in der Fertigung zu vereinfachen (Abbildung 5-26). Da der Finger gerade in Bearbeitung ist, soll noch am doppelt gefasten Ende ein Materialschnitt erfolgen (Abbildung 5-27). Die Verwendung dieses Konstruktionselementes wurde bereits in Abschnitt 5.2 für das Bauteil Backe erläutert. Analog dazu ist die Nut im Finger zu erzeugen. Fase 45°x3

Ÿ Auswahl (3 Kanten) Ÿ 45xD Ÿ D: 3 Ÿ

R12 R12 Fase 45°x3

Ÿ Auswahl (4 Kanten) Ÿ R: 12 Ÿ

Abbildung 5-26: Fasen und Rundungen

15 2 8

Abbildung 5-27: Bauteilnut Zusätzlich ist im Bauteil „Finger“ durch den Schnitt zweier Bezugsebenen die z-Achse explizit zu erzeugen.

5.6 Konstruktionsfeature

67

5.6.2 Bohrungen und Gewinde Das Bauteil Finger ist mit drei Durchgangsbohrungen zu versehen. Die Maße und Positionen sind der Abbildung 5-28 zu entnehmen. Eine der Bohrungen ‡6 ist koaxial mit der z-Achse auszurichten. Als Platzierungsebene ist die seitliche Bauteilfläche zu wählen. Der Mausklick bei der Auswahl dieser Fläche legt gleichzeitig grob die Position der Bohrung fest. Die beiden anderen Bohrungen werden mit Hilfe linearer Abstände von den Außenkanten exakt positioniert. Über die Ausdehnung Durch alle wird gesichert, dass in jedem Fall die gewünschten Durchgangsbohrungen entstehen. Am Bauteil Finger_A sind die gleichen Bohrungen und Fasen anzubringen wie am Finger. Finger

ž DEFINITION Ÿ Auswahl (Fläche) Ÿ Platzierung Ÿ koaxial Ÿ Sekundäre Referenzen Ÿ Auswahl (z-Achse) Ÿ Durchmesser: 6 Ÿ

STRG

Ÿ

ž DEFINITION Ÿ Auswahl (Fläche) Ÿ Platzierung Ÿ linear Ÿ Sekundäre Referenzen Ÿ Auswahl (Fläche/Kante) Ÿ Abstand: 6 Ÿ Auswahl (Fläche/Kante) Ÿ Abstand: 75 Ÿ Durchmesser: 4 Ÿ

Ÿ

1x mit anderen Werten wiederholen

Finger

Abbildung 5-28: Durchgangsbohrungen

68

5 Bauteilmodellierung

Im Bauteil Deckel soll eine radiale Durchgangsbohrung erzeugt werden, die dann Grundlage für ein Bohrungsmuster sein wird. Deckel 45°

ž DEFINITION Ÿ Auswahl (Kreisfläche) Ÿ Platzierung Ÿ radial Ÿ Auswahl (Achse) Ÿ Radius: 40 Ÿ Auswahl (ŏ Ebene) Ÿ Winkel: 45 Ÿ Durchmesser: 6 Ÿ

‡6

‡80

Ÿ

Abbildung 5-29: Platzierung der ersten Bohrung Das Bauteil Flansch erhält eine Gewindebohrung senkrecht zur Drehachse. Im Bohrungsdialog ist das Kontrollkästchen „Standardbohrung“ zu aktivieren. Es stehen verschiedene Ausführungen zur Verfügung. Wahlweise können mit Hilfe der Grafiksymbole Stufen und Abschrägungen integriert werden. Bei der Wahl der Gewindegröße wird automatisch der Bohrungsdurchmesser u. a. angepasst. Standardmäßig ist unter „Form“ der Schalter Gewindeflächen einschließen aktiv. Hier können auch einige Parameter der gewählten Bohrungsoption verändert werden (Abbildung 5-30). Das Gewinde wird vom System lediglich als Zylinderfläche generiert. Solche Konstruktionselemente werden häufig als „kosmetisch“ bezeichnet, da sie keine Auswirkungen auf die Geometrie haben, sondern nur auf die Semantik entsprechender Elemente, die z. B. bei der Zeichnungsableitung vom System ausgewertet werden kann. Die Darstellung dieser „Gewindefläche“ kann unterdrückt werden.

5.6 Konstruktionsfeature

69

Flansch

ž DEFINITION Ÿ Auswahl (Zylinderfläche) Ÿ Platzierung Ÿ radial Ÿ Auswahl (Bezugsebene) Ÿ Winkel: 0 Ÿ Auswahl (Flanschebene) Ÿ Abstand: 14 Ÿ ISO Ÿ M6x1Ÿ Ÿ Tiefe: 12 Ÿ Form Ÿ Gewindelänge: 10 Ÿ Senkungsdurchmesser: 8 Ÿ....

Abbildung 5-30: Gewindedefinition

Bezugsebene

Flanschebene

70

5 Bauteilmodellierung

5.6.3 Rippen Zur Absicherung der Bauteilstabilität werden häufig Rippen verwendet. In Pro/ENGINEER können über diese Funktion Verstärkungen an ebenen und zylindrischen Bauteilflächen angebracht werden. Am Beispiel eines Lagerbocks, der zur Aufnahme von Umlenk- oder Spannrollen dienen kann, sollen einige Hinweise zum Einsatz dieser Feature gegeben werden. ‡60

80

‡40

110

Abbildung 5-31: Lagerbock Die Gestalt des Lagerbockes wird in Abbildung 5-31 verdeutlicht. Für die in Abbildung 5-32 realisierte Grobgestalt wird zunächst die rechteckige Grundplatte (120 mm x 80 mm x 15 mm) als Profilkörper erzeugt, anschließend der Zylinder als Rotationskörper und schließlich die tangential am Zylinder anliegende Stützkonstruktion als Profilkörper. Dafür ist allerdings eine zusätzliche Bezugsebene erforderlich, die zur Zylinderdeckfläche bzw. zur Seitenfläche der Grundplatte um 10 mm versetzt liegt. Die anzubringende Rippe soll von der Kante des Zylinders bis zur Kante der Grundplatte gehen. Der Bereich der Rippe, der durch schon vorhandene Volumenelemente begrenzt wird, muss in der Querschnittsskizze nicht mehr berücksichtigt werden. Im Prinzip würde es daher ausreichen, nur eine Gerade in der Skizze zu erzeugen. Da das System nicht in jedem Fall die restlichen Konturelemente erkennt, ist es sicherer, drei Geraden zu erzeugen und den Querschnitt lediglich zum Zylinder offen zu lassen. Bevor in Abbildung 5-32 die Rippenfunktion genutzt wird, erfolgt noch ein Materialschnitt am Zylinder, der eine 15 mm breite „Auflagefläche“ für die Rippe erzeugt. Auf diese Weise wird gesichert, dass eine „gerade“ Rippe entsteht. Das Ergebnis ohne den zusätzlichen Materialschnitt wird in Abbildung 5-33 gezeigt. Zur Verdeutlichung kann vorübergehend die Rippendicke verändert werden. Die Rundung wird systemintern festgelegt, wenn der Rippenquerschnitt radial an einem Zylinder liegt.

5.6 Konstruktionsfeature

Teil erzeugen Name: Lagerbock

71

Ÿ 3 Volumenelemente erzeugen

Ÿ PLATZIERUNG Ÿ Definieren Ÿ Auswahl (Stirnfläche) Ÿ Kreis als Referenz Ÿ Gerade skizzieren (15 mm)Ÿ ... Ÿ Ÿ Auswahl (Stützfläche) Ÿ

Ÿ

Ÿ

Ÿ Auswahl (Bezugsebene) Ÿ 5 Referenzen festlegen Ÿ Skizzieren (3 Linien) Ÿ Dicke: 15 Ÿ (beidseitig) Ÿ

Abbildung 5-32: Grobgestalt

15

72

5 Bauteilmodellierung

15

Abbildung 5-33: Unkorrekte Rippe Der Lagerbock mit der korrekt ausgeführten Rippe gemäß Abbildung 5-32 kann nun selbständig gemäß Abbildung 5-31 weiterbearbeitet werden. Es sind Fasen, Rundungen und Bohrungen anzubringen. Die Nut soll dazu dienen, eine stabile Auflage zu sichern. Sie kann entsprechend frei gestaltet werden. Dies gilt auch für den Rest des Lagerbockes.

5.6.4

Fertigungsbedingte Anpassungen

Am Flansch soll der Flanschtellerrand mit einer Einformschräge versehen werden. Dieses Modellierungselement dient vor allem der Absicherung einer gussgerechten Ausführung der Konstruktion. Bei der Auszugsschräge wird im Beispiel Material hinzugefügt. ž DEFINITION (Ÿ Referenzen Ÿ Schrägenfläche) Ÿ Auswahl (1.Fläche) Ÿ Schrägenscharniere Ÿ Auswahl (2.Fläche) Ÿ Öffnungsrichtung Ÿ Ÿ Winkel: 5 Ÿ

Abbildung 5-34: Flanschbearbeitung

1. 2.

5.6 Konstruktionsfeature

5.6.5

73

Kopieren von Elementen

Bereits erzeugte Konstruktionselemente können auf unterschiedlichste Weise kopiert werden. Darunter fallen auch die im Abschnitt 5.6.6 ausführlicher erläuterten Musterungen. Die elementaren Kopierfunktionen (  Editieren Ÿ KE-Operationen Ÿ Kopieren Ÿ ...) ermöglichen das Spiegeln und Bewegen (Verschieben oder Drehen) von Elementen. Hier kann festgelegt werden, ob die Kopie unabhängig vom Orginal sein soll und damit auch andere Maßwerte besitzen kann. Bei abhängigen Kopien werden automatisch die notwendigen Beziehungen festgelegt. Zum Kopieren können stets mehrere Konstruktionselemente ausgewählt werden. Möglich ist auch die Verarbeitung von Gruppierungen, die über

  Editieren Ÿ KE-Operationen Ÿ Gruppe bzw. nach Auswahl der Elemente im Modellbaum über das Kontextmenü gebildet werden können. Beim Kopieren wird die Kopie vom System stets als Gruppe erzeugt, auch wenn diese nur aus einem Element besteht. Nachfolgend wird die Kopieroption „Spiegeln“ verwendet, um einen Stab mit gleichartigen Enden zu erhalten (Abbildung 5-35). Zunächst wird eine neue Bezugsebene erzeugt, an der dann gespiegelt wird. Nachdem die Kopie erzeugt wurde, wird im Beispiel das noch fehlende Zwischenstück als Profilkörper modelliert. Oval-Oval

ž BEZUGSEBENE Ÿ Auswahl (Ebene) Ÿ Translation: 100 Ÿ OK

Ÿ Auswahl (Körper)

Ÿ Auswahl (Ebene) Ÿ Option (Abhängig)

Kopie speichern Name: Stab

Abbildung 5-35: Stab

74

5.6.6

5 Bauteilmodellierung

Mustererzeugung

Im Folgenden wird die bisherige Grobgestalt des Ausgangsteiles für die Gehäusedeckel weiter verfeinert (Abbildung 5-36). Die nachfolgend beschriebene Vorgehensweise zur Erzeugung eines Musters ist nicht an das Konstruktionselement Bohrung gebunden. Jedes in der Teilestruktur (Modellbaum) bereits vorhandene Konstruktionselement kann gemustert werden. Für das zu realisierende radiale Bohrungsmuster wird die Positionierung der Bohrungen über das Winkelmaß gesteuert. 90°

Deckel

Ÿ Auswahl (Bohrung) ž DEFINITION Ÿ Auswahl(Maß 45°) Ÿ (Exemplare) 1: 4 Ÿ Winkelabstand: 90 Ÿ OK

Kopie speichern Name: Deckel_2

Abbildung 5-36: Bohrungsmuster Zur Erzeugung des hinteren Deckels kann der bereits erzeugte (vordere) Deckel_2 verwendet werden. Er ist als Kopie unter dem Namen Deckel_1 zu sichern. Dieser Deckel besitzt radiale Gewindebohrungen, um den Mantel zwischen den beiden Deckeln mit 4 InnensechskantSchrauben zu verspannen. Das Bohrungsmuster ist identisch, nur die generische Bohrung ist zu einem M6-Gewinde umzudefinieren. Ergänzend soll geklärt werden, wie Muster aus mehreren Konstruktionselementen erzeugt werden können. Die Bohrung des Deckels_2 soll gemäß Abbildung 5-37 modifiziert werden. Da die Bohrung ‡6 bereits vorhanden ist, muss lediglich noch eine Bohrung ‡11 mit einer Tiefe von 6 mm hinzugefügt werden. Die Positionierungsoption koaxial sichert die Abhängigkeit zur schon vorhandenen Bohrung. Die zweite Bohrung wird daher zum „Kind“ der ersten. Eine Alternative hierzu ist die Umdefinition der Ausgangsbohrung mit Hilfe der Option „Skizzierte Bohrung“.

5.6 Konstruktionsfeature

75

ž DEFINITION Ÿ Auswahl (Kreisfläche) Ÿ Platzierung Ÿ koaxial Ÿ Auswahl (Achse der vorhandenen Bohrung) Ÿ Durchmesser: 11 Ÿ Ÿ Tiefe: 6 Ÿ

ž DEFINITION Ÿ Referenz Ÿ Auswahl (1.Muster) Ÿ OK

‡11 6

‡6

Abbildung 5-37: Muster aus zwei Bohrungen Im Folgenden soll noch eine tabellengesteuerte Mustererzeugung erläutert werden. Dazu wird wieder eine Kopie des Deckels verwendet. Das bereits vorhandene Bohrungsmuster wird entfernt bzw. entsprechend umdefiniert. Für das variable Bohrungsmuster werden nun auch der Lochkreisdurchmesser und der Bohrungsdurchmesser als steuernde Größen ausgewählt (Abbildung 5-38). Im Tabelleneditor werden die Symbole und die aktuellen Werte dieser Parameter angezeigt. Ab Zeile R10 können nach einem Index die Positionsmaße jeder Bohrung (Winkel und Lochkreisradius) und der Bohrungsdurchmesser eingegeben werden. Im gewählten Beispiel wurden zwei weitere Bohrungen hinzugefügt, so dass dann das Bohrungsmuster insgesamt aus drei Bohrungen besteht.

Deckel

ž DEFINITION Ÿ Tabelle Ÿ Auswahl (Maß 45°, Radius 40, Ø6) Ÿ EDIT(Table1) Ÿ OK

Ÿ Auswahl (Bohrung)

Pro/TABLE !idx

D12(45)

D13(40)

D14(6)

1

135

40

6

2

270

40

10

Deckel

Abbildung 5-38: Variables Bohrungsmuster

76

5.6.7

5 Bauteilmodellierung

Kosmetische Konstruktionselemente

Nicht alles, was später am realen Produkt vorhanden ist, muss auch realitätsnah modelliert werden. Das gilt in besonderer Weise für die unterschiedlichsten Gewindearten, für die schon im Bohrungsmenü eine vereinfachte Darstellung (Hilfszylinderfläche) gewählt wurde. Zur Lösung dieser und anderer Problemstellungen sind in Pro/ENGINEER so genannte kosmetische Elemente vorgesehen, die u. a. auch spezielle Schnittdarstellungen und Bauteilbeschriftungen unterstützen.   Einfügen Ÿ Kosmetik Ÿ

Skizze Gewinde Gravieren ECAD Bereiche

Die so erzeugten Konstruktionselemente werden auch im Modellbaum angezeigt. Kosmetische Elemente werden durch die systeminternen Algorithmen zur Ausblendung verdeckter Kanten nicht beachtet. Sie sind daher im „Drahtmodell“ stets sichtbar. Beachtung finden sie allerdings bei der Zeichnungserstellung. Zur Ausblendung kosmetischer Elemente können Folien verwendet werden. Auch kosmetische Konstruktionselemente können gemustert werden. In einem vereinfachten Modell des Schraube M4x30 ist ein 20 mm langes „kosmetisches“ Gewinde zu generieren. Nach Auswahl der entsprechenden Kosmetikoption wird die zylindrische Fläche der Bolzens ausgewählt. Als Startfläche für das Gewinde dient die Stirnfläche des Bolzens. Die Gewindelänge wird über die Option Werteingabe festgelegt. Vom System wird dann der ermittelte Kerndurchmesser angezeigt, der beim Außengewinde natürlich kleiner als der Nenndurchmesser ist. Die Gewindeparameter können akzeptiert oder auch verändert werden.

Abbildung 5-39: Außengewinde Das Bauteil „Gehäusemantel“ wird beschriftet (Abbildung 5-40). Zunächst sind die Flächen auszuwählen, die mit Texten oder Grafiken zu versehen sind. Im Beispiel ist dies lediglich die äußere Mantelfläche des Zylinders. Als Skizzierfläche ist eine geeignete ebene Fläche auszuwählen bzw. zu erzeugen. Für einen Zylinder sollte dies eine Ebene sein, die nicht durch die Zylinderachse geht, da es sonst

5.6 Konstruktionsfeature

77

schwierig wird, Spiegelschrift zu vermeiden. Im Skizzierer wird lediglich der Beschriftungstext erzeugt, der wie jedes andere Geomtrieelement bemaßt bzw. ausgerichtet wird. Die Höhe und Lage des Textfeldes wird im Skizzierer zunächst mit der Maus als Linie festgelegt. Bei waagerechter Schrift muss diese Linie senkrecht sein. Die Textparameter können im Textdefinitionsfenster verändert werden. Im rechnerinternen Datenmodell wird durch die Funktion „gravieren” noch kein Material entfernt. Dies könnte nur erreicht werden, wenn statt einer „Kosmetik” ein „Materialschnitt” erzeugt wird. Teil Gehaeusemantel öffnen Ÿ Einfügen Ÿ Kosmetik Ÿ Gravur...Ÿ Auswahl (Fläche)

Greiferarm Skizzierebene Ÿ Bezug erzeugen Ÿ Versatz Ÿ Ebene Ÿ Auswahl(XZ-Ebene) ž VERSATZ Ÿ Werteingabe Ÿ Eingabe: 60 Ÿ OK

Skizze (Gravur)

Abbildung 5-40: Gravur

5.6.8 Querschnitte Die Menüoption Querschnitt dient in Pro/ENGINEER der Erzeugung und Verwaltung von einfachen und stufenförmigen Schnittdarstellungen, die dann auch im Zeichnungsmodus zur Verfügung stehen. Sie können auch genutzt werden, um Bezugskurven zu erzeugen. Für die definierten Querschnitte können darüber hinaus vom System die interessierenden Größen wie Flächenschwerpunkt, Trägheitsmomente u. a. berechnet werden. Darauf wird später noch näher eingegangen. Die Erzeugung von Querschnitten wird über den Ansichtmanager (Symbol oder   AnsichtŸ Ansichtmanager) eingeleitet. Das weitere Vorgehen wird anhand des Bauteils „Deckel_2“ erläutert (Abbildung 5-41). Nachdem die Namensfestlegung mit der Enter-Taste abgeschlossen wurde, ist die Komplexität des Schnittes festzulegen. Im ersten Beispiel ist es ein Vollschnitt. Auf dem Bildschirm wird der erzeugte Querschnitt im 3D-Modell angezeigt. Die Sichtbarkeit kann über ž ANSICHTMANAGER Ÿ Darstellung gesteuert werden. Das Schraffurmuster kann ebenfalls den Erfordernissen angepasst werden.

78

5 Bauteilmodellierung ž ANSICHTSMANAGER Ÿ QSchnitt Ÿ Neu Ÿ Name: A Ÿ OK

Q-SSCHNITT OPT Ÿ planar Ÿ einzeln Ÿ fertig Ÿ Bezug erzeugen Ÿ Durch Ÿ Auswahl (Achse) Ÿ Durch Ÿ Auswahl (Achse) Ÿ Fertig

ž ANSICHTSMANAGER Ÿ Editieren Ÿ Umdefinieren

ž QSCHNITT ÄND Ÿ Schraffur Ÿ evtl. Winkel und Versatz ändern

Abbildung 5-41: Querschnitt In Abbildung 5-42 ist die Definition ein Stufenschnitts am Bauteil „Deckel“ verdeutlicht. Als Skizzierfläche kann eine Kreisfläche des Deckels oder auch die XY-Ebene gewählt werden. Die Option Beide Seiten sichert, dass der Schnitt wie gewünscht erzeugt wird.

ž ANSICHTSMANAGER Ÿ QSchnitt Ÿ Neu Ÿ Name: A Ÿ OK

Q-SCHNITT OPT Ÿ Stufenschnittt Ÿ beide Seiten Ÿ Fertig

Ÿ Auswahl (Ebene) Ÿ Skizze (zwei Linien)

Abbildung 5-42: Stufenschnitt

5.7 Modellanpassungen

79

5.7 Modellanpassungen Bei Konstruktionsänderungen und Anpassungen werden Vorteile parametrischer CADSysteme deutlich. Es ist sicher auch nicht davon auszugehen, dass bei der Modellierung keine Fehler gemacht werden, so dass die Möglichkeiten zur Bauteilmanipulierung von allgemeinem Interesse sind. Dabei geht es sowohl um geometrische als auch um topologische bzw. semantische Anpassungen. Die Modellregenerierung, bei der das System jeden von der Änderung betroffenen Bearbeitungsschritt wiederholt, kann allerdings auch fehlschlagen. Dies ist in der Regel dann der Fall, wenn bei einer Änderung in der Konstruktionskette eine Referenz für einen nachfolgenden Konstruktionsschritt verloren geht oder die Geometrie nicht mehr sinnvoll generierbar ist. Das System bietet dem Benutzer dann entsprechende Korrekturmöglichkeiten an. Die wohl sicherste ist die Wiederherstellung des Modellzustands vor dem Auftritt des Fehlers. Diese Option (Änderungen widerrufen) gibt die Möglichkeit sein Handeln oder den Modellaufbau nochmals zu überdenken.

5.7.1 Veränderung von Maßen und Attributen Am Bauteil Bogen sollen zunächst einige Maßänderungen vorgenommen werden (Abbildung 5-43). Der Bogen dient der Verbindung zweier Rohre mit den Innendurchmessern 30 mm bzw. 50 mm über einen Winkel von 90° und einem Radius von 50mm. Bogen

Ÿ Auswahl (Bogen) Ÿ Ÿ Editieren

Auswahl (Maß) Ÿ Wert ändern 4x wiederholen

Bogen

Abbildung 5-43: Bogenanpassung In Abbildung 5-44 ist ein gerades Verbindungsstück der beiden Kreisquerschnitte dargestellt, das über eine Umdefinition (die Änderung eines Attributs) generiert werden kann.

80

5 Bauteilmodellierung

Ÿ Auswahl (Bogenfläche) Ÿ Ÿ Umdefinieren

ž DEFINITION Ÿ Attribut Ÿ definieren Ÿ gerade Ÿ Fertig Ÿ OK

Abbildung 5-44: Attributänderung

5.7.2 Korrekturen an der Schnittgeometrie Wie bei jeder Bauteiländerung besteht auch bei der Veränderung skizzierter Querschnitte und Bezugskurven die Gefahr, dass Konflikte mit anderen Konstruktionselementen auftreten. Es können Referenzen verloren gehen oder andere geometrische bzw. topologische Konflikte auftreten. Das System gibt dann zunächst eine unspezialisierte Warnmeldung an den Benutzer aus. Wird diese ignoriert oder liegt eine Fehlerursache vor, die nicht vom System vorhergesehen werden kann, so bricht das System die KE-Erzeugung ab und gibt eine Fehlerdiagnostik aus, die je nach Problemfall mehr oder weniger Informationen über den entstandenen Konflikt enthält. Nachfolgend soll die Bohrung des Bauteils Backe, die über einen Kreis im Profilquerschnitt generiert wurde, durch eine „Feature“-Bohrung ersetzt werden. Der erfahrene Nutzer wird erkennen, dass an der schon vorhandenen Bohrungen bereits Fasen angebracht wurden und daher entsprechende Konflikte zu erwarten sind, wenn diese Fasen nicht vorher entfernt werden. Das soll jedoch vorerst vernachlässigt werden. Zunächst wird die Backe aufgerufen und über das Kontextmenü des Profilkörpers die Option „Definition editieren“ gewählt. Über das Skizzensymbol kann nun die Veränderung des Querschnitts eingeleitet werden. Im gewählten Beispiel wird lediglich der Kreis gelöscht. Das System meldet, dass dieses Element von anderen referenziert wird und fragt, ob der Prozess fortgesetzt werden soll. Im Beispiel ist dies mit „ja“ zu beantworten, d.h. die Warnmeldung wird ignoriert. Nach Verlassen der Benutzeroberfläche tritt eine Fehlermeldung bezüglich fehlender Referenzen der Fasen auf (Abbildung 5-45). Spätestens zu diesem Zeitpunkt sollte klar sein, dass die an der Bohrung angebrachten Fasen nun keinen Bezug mehr haben. Zur Lösung dieses Problems werden im Menümanager die Option Kurzreperatur aktiviert und über Löschen die Fasen entfernt.

5.7 Modellanpassungen

81

Abbildung 5-45: Fehlerbehebung an dem Bauteil „Backe“ Nach dem der Fehlerbehebungsmodus verlassen worden ist, sind die Bohrung über das Konstruktionselemente Bohrung und anschließend die Fasen neu zu erzeugen.

5.7.3 Geometrische Beziehungen Es ist nicht immer von Vorteil, wenn aufgrund der Parametrik alles beliebig geändert werden kann. Das führt häufig auch zu unsinnigen geometrischen Ausprägungen bzw. Schwierigkeiten bei der Modellregenerierung. Die sorgfältige gedankliche Unterscheidung zwischen Grob- und Feingestalt ist daher ausgesprochen hilfreich, um sinnvolle Maßabhängigkeiten festzulegen. Zunächst soll gezeigt werden, wie die Bezeichnungen von Maßparametern geändert werden können. Vom System werden alle Maße mit dem Buchstaben d (wie dimension) und einer fortlaufenden Ziffer bezeichnet. Gerade für den Zusammenbau einer Baugruppe oder für die Definition von Maßbeziehungen sind markantere Maßbezeichnungen sinnvoll. Für das Bauteil Backe sollen die Hauptmaße in Laenge, Breite und Hoehe umbenannt werden. Der Bohrungsdurchmesser ist mit DB1 zu bezeichnen (Abbildung 5-46). Anschließend sind auf die gleiche Weise die Hauptmaße des Materialschnitts in BrNut und Dicke zu ändern. Über   Info ŸBemaßungen wechseln bzw. durch das Icon im Definitionsfenster der Beziehungsoption kann zwischen dem Anzeigen der Modellmaße und der Maßbezeichnungen gewechselt werden.

82

5 Bauteilmodellierung

Backe

Ÿ Auswahl (Profilkörper) Ÿ Ÿ Editieren

Ÿ Auswahl (Maß 40) Ÿ Ÿ Editieren Ÿ Eigenschaften ž BEMASS.EIGENSCHAFTEN Ÿ Bem.Text Ÿ Name: Laenge OK 3x wiederholen

Breite Hoehe

DB1 Laenge

  Tools Ÿ Beziehungen ž BEZIEHUNGEN

Abbildung 5-46: Maßkosmetik In Abbildung 5-47 wurde die Breite des Materialschnitts geändert. Es ist zu erkennen, dass damit die Symmetrie verloren ging, da im Skizzierer keine Symmetrieeigenschaften festgelegt wurden. Das kann nun wieder korrigiert werden, in dem das Abstandsmaß entsprechend angepasst oder die Skizze des Konstruktionselements umdefiniert wird. Möglich ist jedoch auch die Erzeugung einer Beziehung zwischen den beiden relevanten Maßen. Darüber hinaus soll der Abstand der Bohrung zur Grundkante durch eine Beziehung festgelegt werden. Die Maßsymbole der Abstände sind der Bildschirmdarstellung zu entnehmen. Statt der Eingabe über die Tastatur können die Parameter auch während der Beziehungsdefinition auf dem Bildschirm oder aus einer Liste ausgewählt werden. In Beziehungen können auch trigonometrische und andere mathematische Funktionen verwendet werden. Ebenso ist es möglich, neue Parameter (Integer, real Number, String, Yes-No) zu erzeugen und in die Beziehungen zu integrieren. Die Werte aller durch Beziehungen definierten Parameter können nicht mehr direkt geändert werden.

5.7 Modellanpassungen

83 d8

BrNut d12

DB1

d9

Hoehe d4 Dicke Breite Laenge

  Tools Ÿ Beziehungen ž BEZIEHUNGEN Ÿ Beziehungen Eingabe: d12=BrNut/2 D4=Hoehe-dB1 Ÿ OK

Ÿ Regenerieren

Abbildung 5-47: Maßänderung an der Backe

5.7.4

Gruppieren und Umordnen von Elementen

Für Konstruktionsschritte, wie Mustern, Spiegeln, Kopieren kann es zweckmäßig sein, vorher mehrere Elemente zu einer Gruppe zusammenzufassen. Bei Kopieroperationen, wie z. B. dem Spiegeln, werden vom System automatische Gruppierungen vorgenommen. Generell helfen sinnvolle Gruppierungen, die Modellstruktur zu ordnen bzw. übersichtlicher zu gestalten. Die Verwendung lokaler Gruppen ist der einzige Weg, um mehrere Elemente gleichzeitig zu mustern. Elemente, die bereits in anderen Gruppen vorkommen, können allein nicht nochmals gruppiert werden. Vor der Gruppierung müssen alle zu integrierenden Elemente im Modellbaum aneinandergereiht sein. Eventuell ist daher ist eine Umordnung erforderlich, entweder per Drag&Drop im Modellbaum oder über   Editieren Ÿ KE-Operationen. Allerdings ist bei einer Umordnung allergrößte Vorsicht geboten, da Referenzen zu anderen vorher definierten Elementen bestehen können, die dann geändert werden müssen. Die prinzipielle Vorgehensweise soll am Bauteil Deckel_2 erläutert werden. In den Deckel soll nun ein Materialschnitt und eine spezielle Gewindebohrung eingebracht werden, die dann anschließend gruppiert und gespiegelt werden (Abbildung 5-48). Zum Abschluss werden beide Gruppen zu Übungszwecken im Modellbaum vor die Bohrungsmuster geschoben.

84

5 Bauteilmodellierung

Deckel_2

Materialschnitt und Stufenbohrung mit Gewinde erzeugen

Ÿ Auswahl (3 KEs) (  Editieren ) Ÿ Gruppe Ÿ Auswahl (Gruppe) Ÿ Umbenennen Eingabe: Gelenkaufnahme

Ÿ Auswahl (Spiegelebene)

Ÿ Auswahl (2 Gruppen) Ÿ per Drag&Drop verschieben

Deckel_2

Abbildung 5-48: Elementgruppierung

5.7.5

Unterdrückung von Konstruktionselementen

Durch die vorübergehende Vereinfachung des rechnerinternen Modells können gerade bei komplexeren Teilen und Baugruppen die systeminternen Algorithmen zur Sichtbarkeitsklärung, zum Schattieren usw. wesentlich beschleunigt werden. Auch bei der Modellierung selbst können so ungewollte „Eltern-Kind“-Beziehungen vermieden werden. Das Herauslösen von Elementen eignet sich ebenfalls zur nachträglichen Dokumentation unterschiedlicher Bearbeitungszustände. Durch Ÿ Auswahl (KE)   Editieren Ÿ Unterdrücken können ein oder mehrere Konstruktionselemente unterdrückt werden. Gleiches kann über die rechte Maustaste veranlasst werden.

5.7 Modellanpassungen

85

Falls „Kinder“ solcher Elemente nicht mit zur Unterdrückung ausgewählt wurden, sind weitere Interaktionen notwendig. Unterdrückte Elemente werden weiterhin im Modellbaum angezeigt, jedoch markiert. Das Zurückholen unterdrückter Elemente geschieht ebenfalls über Editieren bzw. das Kontextmenü.

5.7.6

Definition von vereinfachten Darstellungen

Bereits im Kapitel 2 wurde darauf verwiesen, dass über den Ansichtsmanager bestimmte Modelldarstellungen definiert und ausgewählt werden können. Vereinfachte Darstellungen verkürzen die Regenerierungs- und Darstellungszeiten, indem durch Einschließen oder Ausschließen von KE das Modell vereinfacht wird. Damit kann auch die Übersichtlichkeit im augenblicklichen Arbeitsbereich erhöht werden. Mit vereinfachten Darstellungen könne Konstruktionselemente unterdrückt werden. Nun ist es aber möglich, diese Vereinfachungen dauerhafter zu speichern. Auf sie kann darüber hinaus bei der Baugruppen- und Zeichnungserstellung zurückgegriffen werden. In vereinfachten Darstellungen können auch Konstruktionselemente hinzugefügt werden, die in der Masterdarstellung nicht enthalten sind. Das macht allerdings nur dann Sinn, wenn damit in der vereinfachten Darstellung komplexere Gruppierungen von Konstruktionselementen der Masterdarstellung ersetzt werden sollen. Diese neu hinzugefügten Konstruktionselemente werden nicht Bestandteil der Masterdarstellung. Sie sind damit ausschließlich der vereinfachten Darstellung zugeordnet, in der sie erzeugt wurden. Für das Bauteil „Finger“ soll eine vereinfachte Darstellung definiert werden, in der alle Fasen und Rundungen unterdrückt sind (Abbildung 5-49). Durch

  Ansicht Ÿ Ansichtsmanager ž A...MANAGER Ÿ Vereinf.Darst. Ÿ Neu Ÿ REP0001 ist zunächst der Name für die zu definierende vereinfachte Modelldarstellung einzugeben bzw. zu bestätigen. Über Eigenschaften wird im Fenster angezeigt, welche Elemente zur Zeit welchen Status haben. Über die Icons kann dies entsprechend verändert werden. Im Definitionsfenster wird auch festgelegt, welche Ansichtsoption aktiv ist, z.B.:

ž ANSICHTSMANAGER Ÿ Auflisten Ÿ Doppelklick (Rep001).

86

5 Bauteilmodellierung

ž ANSICHTSMANAGER Ÿ Vereinf Darst Ÿ Neu Ÿ Name: Rep001 Ÿ OK

ž EDIT METHOD Ÿ Fertig

Auswahl(KE)

2x wiederholen

Abbildung 5-49: Vereinfachte Bauteildarstellung

5.7.7

Veränderung der Darstellungsattribute

In Kapitel 2 wurden bereits einige Möglichkeiten aufgezeigt, wie Grundeinstellungen und Darstellungsattribute von Modellkomponenten verändert werden können. Für die Backe sind zu Präsentationszwecken einige Flächen farblich zu verändern.

  Ansicht Ÿ Farbe und Farbeffekte ž FARBEFFEKTE EDITOR Ÿ ... In Abbildung 5-50 ist zu erkennen, das über die Option

ž FARBEFFEKTE EDITOR Ÿ Eigenschaften Ÿ Spezial Ÿ Transparenz auch in schattierten Darstellungen unsichtbare Kanten und Flächen sichtbar gemacht werden können.

5.7 Modellanpassungen

Abbildung 5-50: Farbanpassungen

87

88

5 Bauteilmodellierung

5.8 Bauteilinformationen Es gibt vielfältige Möglichkeiten zur Beschaffung detaillierter Bauteilinformationen und deren Archivierung. Über   Info können verschiedene Informationen zum aktuellen Bearbeitungszustand des Modells abgerufen werden. Dazu gehören eine KE-Liste, Eltern-Kind-Beziehungen, Modellreferenzen und andere Zusammenhänge. Durch die Befehlsfolge   Info Ÿ Modellgröße wird das System veranlasst, den kleinsten Quader zu ermitteln, der das Teil umschließt. Im Mitteilungsfenster wird die Länge der entsprechenden Raumdiagonale angezeigt. Weiterreichende Geometrieinformationen können über die Hauptmenüoption Analyse ermittelt werden. (Tabelle 5-4). Tabelle 5-4: Ausgewählte Analyseoptionen Analyse Messen Modell Geometrie ModelCHECK Teil vergleichen ...

Abstand Masseneigenschaften Querschnitt-Masseneigenschaften Einseitiges Volumen Paarabstand Kurze Kante

Länge Winkel Flächeninhalt Durchmesser Transformieren

Kantentyp Dicke

Der Dialog zur Masseermittlung eines Bauteils ist in Abbildung 5-51 dargestellt.

Ÿ Auswahl (KS)

Ÿ Eingabe der Dichte

Abbildung 5-51: Modellmassenwerte Falls für das Bauteil bereits über   Editieren Ÿ Einstellungen das Material festgelegt wurde, übernimmt das System automatisch die vorhandenen Kennwerte. Ansonsten ist für das Einheitensystem [mmNs] die Dichte in [t/mm3] anzugeben.

5.8 Bauteilinformationen

89

Neben der Berechnung von Abständen, Kurvenlängen, Flächeninhalten, Flächen- und Bauteilschwerpunkten sind auch Kurven-, Flächen- und Bauteilanalysen nach differentialgeometrischen Gesichtspunkten durchführbar. Nach der Befehlsfolge

  Analyse Ÿ GeometrieŸ ... kann wieder festgelegt werden, was berechnet werden soll. Zur Auswahl stehen bei einer Kurvenanalyse unter anderem Krümmung, Radius, Versatz, Abweichung. Bevor die Berechnung entsprechend des ausgewählten Typs gestartet werden kann, ist die Kurve bzw. Kantenkette auszuwählen. Bei einigen Analysemöglichkeiten können die Ergebnisse auch grafisch dargestellt werden. Das gilt im besonderen Maße für durchgeführte Flächenanalysen. Für das Bauteil Oval-Kreis soll untersucht werden, ob die Bauteiloberfläche abwickelbar ist. Aus der Differentialgeometrie ist bekannt, dass eine Fläche genau dann exakt abwickelbar ist, wenn die Gauß´sche Krümmung überall gleich Null ist. Nach

  Analyse Ÿ GeometrieŸ Schattierte Krümmumg ž SCHATTIERTE KRÜMMUNG Ÿ DefinitionŸ Gaussche Krümmumg sind daher die zu analysierende Fläche, mehrere Flächen oder das ganze Teil auszuwählen. Im Ergebnisfenster werden die maximale und die minimale Krümmung angezeigt. Im Grafikbereich des Bildschirms verdeutlicht eine Farbdarstellung die Krümmungsverhältnisse. Am ovalen Querschnitt ist zu erkennen, dass das ausgewählte Übergangsstück nicht exakt abwickelbar modelliert wurde. Es kann daher auch nicht ohne weiteres aus Blech gebogen bzw. gekantet werden.

Abbildung 5-52: Flächenanalyse

90

5 Bauteilmodellierung

5.9 Flächenorientierte Bauteilmodellierung In einigen Anwendungsfällen wird es sinnvoll sein, zunächst reine Flächenelemente bzw. Sammelflächen zu generieren, die dann später „aufgedickt“ bzw. anderweitig für eine Körperdefinition genutzt werden. Sammelflächen bestehen aus einer oder mehreren verbundenen Flächen. Das rechnerinterne Datenmodell enthält demzufolge auch Informationen über die Flächenverknüpfungen.

5.9.1

Profil- und Verbundflächen

Im ersten Beispiel soll, wie bereits in Abschnitt 5.5.2, ein einfacher Bogen erzeugt werden, der zwei unterschiedliche Kreisquerschnitte verbindet (Abbildung 5-22). Nun wird allerdings zunächst nur die Bogenoberfläche generiert (Abbildung 5-53). Teil: Bogen-F   Einfügen Ÿ Verbund… Ÿ Fläche ž OPTION Ÿ Rotation Ÿ Skizze Ÿ Fertig ž ATTRIBUT Ÿ glatt Ÿ offen Ÿ Fertig Ÿ Auswahl (xy-Ebene) Skizze (1.Querschnitt)

Ÿ Drehwinkel: 90

Skizze (2.Querschnitt)

Ÿ Nächster Querschnitt: nein

  DEFINITION Ÿ Vorschau Ÿ OK

Abbildung 5-53: Bogen Anhand dieses Bauteiles soll aufgezeigt werden, wie auch ein Flächenmodell noch stärker manipuliert werden kann, um veränderten Aufgabenstellungen gerecht zu werden. Der Bogen wird nun beschnitten, um anschließend durch eine Spiegelung und „Aufdickung“ ein Hosenrohr zu erzeugen (Abbildung 5-54).

5.9 Flächenorientierte Bauteilmodellierung

91

Wenn noch keine geeignete Symmetrieebene existiert, ist eine neue Bezugsebene zu erzeugen. Bei der Schnittoption wird über das Richtungssymbol festgelegt, welcher Teil erhalten bleiben soll. Nach dem Spiegeln werden beide Flächen zusammengefasst. Nur so kann gesichert werden, dass hieraus ein fehlerfreier Volumenkörper entsteht. Die Aufdickung kann nach innen, nach außen oder beidseitig erfolgen. Auch dies wird über das Richtungssymbol gesteuert.

Ÿ Auswahl (Bogenfläche)

Ÿ Auswahl (yz-Ebene) Ÿ Ÿ Ÿ

Ÿ Auswahl (Bogenfläche) Ÿ Auswahl (Trimmen1)

STRG

Ÿ Auswahl (yz-Ebene) Ÿ

Ÿ Auswahl (2 Bogenflächen)

STRG

Ÿ

  Editieren Ÿ Aufdicken

Ÿ Dicke: 4 Ÿ

Ÿ

Abbildung 5-54: Flächenverschmelzung Bei komplexeren Verbundelementen wird es sinnvoll sein, die Querschnitte vorher zu erzeugen bzw. auf bereits vorhandene oder projizierte Kurven zurückzugreifen. Im nächsten Beispiel wird die gleiche Aufgabenstellung wie in Abbildung 5-19 verwendet. Nun werden allerdings die Querschnitte vorab als Bezugskurven definiert (Abbildung 5-55). Die erste Skizze liegt in der xy-Ebene, die zweite in einer neu zu definierenden Ebene, die um 30° zur xy-Ebene geneigt und im Winkel von 45° um die z-Achse gedreht ist. Zu Definition der neuen Ebene wird ein weiteres Koordinatensystem eingefügt.

92

5 Bauteilmodellierung

Die Bezugskreise werden im Skizzenmodus so erzeugt, dass die Mittelpunkte im jeweiligen Koordinatenursprung liegen. Beide Kreise werden in acht Teile geteilt, um die sich ergebende Verdrehung in Grenzen zu halten bzw. zu steuern. Teil: Kreis-Verbund ž KOORDINATENSYSTEM Ÿ Auswahl (PRT_CSYS_DEF) Ÿ Versatz (kartesisch) Ÿ x= 150, y= 100, z= 250 Ÿ Orientierung Ÿ Um X= 0, Um Y= 30, Um Z= 45

ž BEZUGSEBENE Ÿ Auswahl (CSO) Ÿ Versatz Ÿ Z= 0 Ÿ OK

Skizze (xy-Ebene) Ÿ Kreis mit Ø200 erzeugen und in 8 Stücke teilen

Skizze (DTM1) Ÿ Kreis mit Ø150 erzeugen und in 8 Stücke teilen

ž DEFINITION Ÿ Auswahl (1.Kreis) Ÿ Auswahl (2.Kreis)

STRG

Ÿ

Kreis-Verbund

Abbildung 5-55: Bezugselemente für Kreisübergang Die für die Flächengenerierung genutzte Funktion gestattet nicht nur die Auswahl der Verbundquerschnitte, sie bietet eine Reihe weiterer Optionen (Steuerkurven, Tangentialitätsbedingungen u. a.) zur Flächengestaltung.

5.9 Flächenorientierte Bauteilmodellierung

93

5.9.2 Freiformflächen Am Beispiel eines Fahrradsattels (Abbildung 5-56) soll erläutert werden, wie aus Punktwolken Flächen generiert werden können. Zunächst werden zwei Punktefolgen definiert, aus denen dann zwei Kurven abgeleitet werden. Nach dem Spiegeln der ersten Kurve wird die Sattelfläche erzeugt und aufgedickt. Im Kapitel 8 wird gezeigt, wie Punktewolken und Kurven, die außerhalb von Pro/ENGINEER erzeugt wurden, eingelesen werden können. Teil: Fahrradsattel

BEZUGSPUNKTE Ÿ Auswahl(Koordinatensystem) Ÿ Punkteingabe: -273 -54 44 -243 -76 81 -203 -109 84 -163 -134 54 -123 -129 43 -83 -120 7 0 -102 29 Ÿ OK KRV OPTIONEN Ÿ Durch Punkte Ÿ Fertig Ÿ Definieren Ÿ Spline Ÿ Auswahl (Punktarray) Ÿ Fertig Ÿ OK

BEZUGSPUNKTE Ÿ Auswahl(Koordinatensystem) Ÿ Punkteingabe: -273 -49 0 -243 -39 0 -203 -70 0 -163 -81 0 -123 -86 0 -83 -89 0 0 -90 0 Ÿ OK

Ÿ Auswahl (xy-Ebene)

KRV OPTIONEN Ÿ Durch Punkte Ÿ Fertig Ÿ Definieren Ÿ Spline Ÿ Auswahl (Punktarray) Ÿ Fertig Ÿ OK

Ÿ Auswahl (3 Kurven)

  Editieren Ÿ Aufdicken Ÿ Dicke: 7 Ÿ

Ÿ Kantenverrundung

Abbildung 5-56: Fahrradsattel

94

5 Bauteilmodellierung

Die Kanten im vorderen Bereich des Sattels sind abzurunden (R 20 mm). Abschließend werden noch drei Bohrungen (‡10 mm) angebracht (Abbildung 5-57).

Abbildung 5-57: Sattelbearbeitung

5.10 Fortgeschrittene Modellierungstechniken

95

5.10 Fortgeschrittene Modellierungstechniken

5.10.1 Variable Trajektionen Neben der Erzeugung herkömmlicher Zugkörper (Trajektionen) mit konstanten Querschnitten, lassen sich auch Körper mit variablem Querschnitt entlang der Leitkurve erzeugen. Nachfolgend wird anhand eines Faltenbalgs beschrieben, wie Geometrie während der Trajektion variiert werden kann. Zunächst ist die Leitkurve des Faltenbalgs (Abbildung 5-58) mit Hilfe eines Splines durch ein Punktefeld zu erzeugen. Teil: Faltenbalg

BEZUGSPUNKTE Ÿ Auswahl(Koordinatensystem) Ÿ Punkteingabe: 0 8 6 -40 0 -5 -70 -2 0 -90 10 5 -120 35 -10 Ÿ OK

KRV OPTIONEN Ÿ Durch Punkte Ÿ Fertig ž ANSCHLUSSTYP Ÿ Spline Ÿ Ganzer Array Ÿ Auswahl (Punkt) Ÿ Fertig Ÿ OK

Auswahl Leitkurve

Skizzieren (Kreis ‡27)   Tools Ÿ Beziehungen Ÿ sd3 = cos(trajpar˜360˜25)˜2+25

0.5 Auswahl Faltenbalg   Editieren Ÿ Aufdicken

Abbildung 5-58: Faltenbalg

Ÿ in beide Richtungen

Faltenbalg

96

5 Bauteilmodellierung

Im Skizzenmodus erhält der Anwender im Kurvenendpunkt eine Ansicht senkrecht zur Leitkurve. Der Ursprung wird durch ein eingeblendetes gelbes Fadenkreuz gekennzeichnet. Um die gewellte Form der Kontur des Faltenbalgs zu realisieren, muss im Skizzenmodus eine Beziehung hinzugefügt werden. Je nach Erzeugungsart kann die Bezeichnung der Durchmesserbemaßung (sd3) abweichen. Diese Beziehung enthält den Leitkurvenparameter trajpar, dessen Wert sich entlang der Leitkurve von 0 bis 1 ändert. Somit ist mit dieser Beziehung gewährleistet, dass sich der Durchmesser des Faltenbalgs 25mal entsprechend einer Kosinuskurve zwischen den Werten 27 und 23 mm ändert. Nach Abschluss der Skizze, sowie Fertigstellung des Konstruktionselementes Zugkörper, soll diese Fläche um 0.5 mm in beide Richtungen aufgedickt werden.

5.10.2 Modellformung Pro/ENGINEER erlaubt neben zahlreichen Funktionen zur Manipulation der Geometrie das Biegen von Flächen oder Volumenkörper um eine gekrümmte Leitkurve. Als Beispiel dient die Erzeugung eines Zahnriemens 10T5u150 nach DIN 7721 (Abbildung 5-59). Teil: Zahnriemen

Ÿ Erzeugen des Profilkörpers 10.15

8

1. 6 R

5

20°

R1 .6

t=50 20

Ÿ Lineares Muster (30 Mitglieder) 141.50 var

Ÿ Skizzieren der Bezugskurve Ÿ Auswahl (alle Kurvenelemente)   Editieren Ÿ Umwandeln in Ÿ Umfang Ÿ Auswahl (Abstandsmaß)

T

T

600.00 Umfang T

80.00

120.00

Ÿ Aufteilen T

Ÿ Auswahl (Schnittpunkt) T

Abbildung 5-59: Zahnriemen

5.10 Fortgeschrittene Modellierungstechniken

97

Zunächst wird ein einzelner „Zahn“ als Profilkörper konstruiert (Extrudieren des skizzierten Profils um 50 mm). Anschließend wird dieser gemustert, so dass sich der abgewickelte Zahnriemen ergibt. Der gewünschte Verlauf des Zahnriemens wird durch die ebene Bezugskurve beschrieben. Dabei kann es sich um einen offenen oder, wie in diesem Beispiel, um einen geschlossenen Kurvenzug handeln. Er muss jedoch im Startpunkt tangential zum Bauteil liegen. Ist die Länge des Kurvenzugs nicht identisch mit der Länge des Bauteils, wird der zu biegende Körper entsprechend gestreckt oder gestaucht. Um eine ungewollte Verzerrung des Bauteils zu vermeiden, sollte die Leitkurve mit einem Umfangsmaß versehen werden. Hierzu muss der komplette Kurvenzug im Skizzenmodus selektiert werden. Die Umfangsbemaßung verlangt die Angabe eines Maßes, dass vom Umfang gesteuert wird. Im Beispiel wurde das Abstandsmaß der Bogenmittelpunkte gewählt. Um später den Startpunkt der Biegung korrekt setzen zu können, ist in der Skizze noch der linke Bogen im Scheitelpunkt aufzuteilen. Im Anschluss an die Leitkurvenerzeugung erfolgt der Biegevorgang (Abbildung 5-60).   Einfügen Ÿ Spezial Ÿ Steuerkurvenbiegung...

5

Auswahl(Kurvenkette) 6

Startpunkt

1 2 4

3

Auswahl Zahnriemen

7

Begrenzungsebene

Abbildung 5-60: Steuerkurvenbiegung Das Menü OPTIONEN erlaubt dem Anwender das Skizzieren einer neuen oder das Selektieren einer bereits bestehenden Leitkurve. Weiterhin kann eingestellt werden, ob der Querschnitt entlang der Leitkurve gesteuert werden soll. Dabei kann die Schnitteigenschaft linear zwischen einem Start- und einem Endwert oder entsprechend einer Graphauswertung variieren. Im gewählten Beispiel wird darauf verzichtet. Nach der Auswahl der Leitkurve sowie des Startpunkts der Steuerkurvenbiegung muss eine Begrenzungsebene definiert werden, die parallel zu der Ebene ist, die im Startpunkt senkrecht zur Kurve liegt. Beide Ebenen begrenzen das Volumen des zu biegenden Elements.

5.10.3 Modellierung eines Zahnrads mit Evolventenverzahnung Die Modellierung von Zahnrädern mit Evolventenverzahnung ist häufig von besonderem Interesse. Je nach gewünschtem Detaillierungsgrad sind verschiedene Modellierungstechniken möglich. Im Folgenden wird ein Weg zur Erzeugung eines wahlweise gerad- bzw. schräg verzahnten Zahnrads vorgestellt, der die Zahnlückenweite als Funktion des Radius für die Definition der Zahnflanken verwendet. Im Vordergrund soll hier nicht die geometrische Richtigkeit des Zahnrads stehen, sondern vielmehr die vorgestellten Hilfsmittel zur Umsetzung des

98

5 Bauteilmodellierung

mathematischen Modells eines Zahnrads. In einem ersten Schritt müssen die steuernden Parameter sowie Beziehungen zum Aufbau der Verzahnungsgeometrie definiert werden (Abbildung 5-61). Teil: Zahnrad

Werte

2

Parametertyp

  Tools Ÿ Parameter 1

Parameternamen

3

  Tools Ÿ Beziehungen

Evolventengeometrie

Abbildung 5-61: Zahnradgrößen Nach der Definition der Parameter und Beziehungen wird zunächst ein Zylinder erzeugt und der Durchmesser über eine Beziehung mit dem Kopfkreisdurchmesser sowie die Extrusionstiefe mit der Zahnradbreite gleichgesetzt. Als Skizzierebene dient die FRONT-Ebene. „Zylinder“ erzeugen

  Tools Ÿ Beziehungen ž BEZIEHUNGEN Ÿ ...

Anschließend werden an den Kanten der Kopfkreisfläche 2mmx60°-Fasen angebracht. In einem weiteren Schritt wird eine Bezugskurve auf der FRONT-Ebene skizziert. Diese besteht aus einer Linie, die den Zylinder radial schneidet (Abbildung 5-62). Ÿ Skizzieren (Gerade)   Tools Ÿ Beziehungen ž BEZIEHUNGEN Ÿ sd2=KOPFKREIS_DURCHM/2 sd3=FUSSKREIS DURCHM/2 Ÿ OK Ÿ

Abbildung 5-62: Bezugskurvenskizze

sd2 sd3

5.10 Fortgeschrittene Modellierungstechniken

99

Nun wird eine Fläche als Zug-KE mit variabler Breite erzeugt. Als Leitkurve wird die eben gezeichnete Gerade verwendet (Abbildung 5-63). Der Leitkurvenparameter trajpar ermöglicht die Erzeugung des Zahnlückenprofils als Funktion von der Zahnlückenweite. ž DEFINITION

Ÿ Auswahl (Leitkurve) (Hinweis: Startpunkt am Fusskreis) Ÿ Skizzieren (Gerade)   Tools Ÿ Beziehungen Ÿ … Leitkurvenursprung

sd3

Abbildung 5-63: Zahnprofilskizze Die IF-Schleife gewährleistet, dass das Zahnflankenprofil nur oberhalb des Grundkreises einer Evolvente entspricht. Unterhalb des Grundkreises dagegen definieren Geraden das Profil. Zur weiteren Erzeugung der vollständigen Zahnlücke als Zugkörper wird eine Leitkurve benötigt, die sich mit Hilfe von Zylinderkoordinaten beschreiben lässt. Kurve aus Gleichung erzeugen

r=TEILKREIS_DURCHM/2 theta=GAMMA*t+90 z=ZAHNRADBREITE*t

Hinweis positives/negatives theta: Rechts-/Linkssteigung

Für die Ausrichtung des Zahnlückenprofils entlang dieser Leitkurve während des Ziehvorgangs wird eine weitere Leitkurve benötigt. Diese ist analog zur Vorherigen zu erzeugen, jedoch um den Teilungswinkel versetzt (Ÿ theta=GAMMA*t+90+360/ZAEHNEZAHL). 1

2

Auswahl Kurven

3 4

Auswahl FRONT-Ebene 5

6 ž OPTIONEN

Ÿ Konstanter Schnitt

Skizze erzeugen Ÿ

Abbildung 5-64: Zahnlücke

Ÿ Kanten aus Zahnlückenprofil verwenden

7

100

5 Bauteilmodellierung

Die Erzeugung der Zahnlücke als Material schneidender Zug-Körper erfolgt mit Hilfe der beiden erzeugten Leitkurven (Abbildung 5-64). Im Anschluss ist die Zahnlücke entsprechend der Anzahl der Zähne zu mustern (Abbildung 5-65). 1

Auswahl Zahnlücke 2

3

Auswahl Mustertyp

4

Auswahl Zylinderachse

Anzahl, Winkel beliebig

5

  Tools Ÿ Beziehungen ž BEZIEHUNGEN Ÿ d23=360/ZAEHNEZAHL p26=ZAEHNEZAHL Ÿ OK

Ÿ Wellenbohrung (‡ 40 mm) und Passfedernut (Breite 12 mm, Tiefe 3,3 mm) erzeugen

Abbildung 5-65: Zahnrad Die für die Beziehungen notwendigen Parameter d23 und p26 entsprechen den Parametern der Musteroperation (Musterwinkel und Anzahl der Musterelemente). Je nach Modelliertechnik können diese System-Parameternamen variieren und müssen vom Anwender angepasst werden. Um später das Zahnrad in die Baugruppe Getriebe einbauen zu können, müssen noch eine Wellenbohrung und eine Passfedernut erzeugt werden. Optional können noch weitere Detaillierungselemente (Zahnfußrundung, Ausdrehung, etc.) an das Modell angebracht werden.

5.10.4 Leitkurvensteuerung Komplexe Geometrien lassen sich häufig als Zug-Körper mit variablem Schnitt modellieren. Ein wichtiges Hilfsmittel hierbei sind Kurven, die als so genannte Leitkurven den zu ziehen-

5.10 Fortgeschrittene Modellierungstechniken

101

den Schnitt in ihrer Ausprägung steuern. Diese Technik soll anhand eines einfachen Beispiels veranschaulicht werden. Zur gezielten Rundung einer Würfelecke sollen Leitkurven den Verlauf der Rundung definieren. Hierzu sind nach der Erzeugung eines Würfels drei separate Kurven zu definieren (Abbildung 5-66). Eine lineare Kurve dient als Ursprungsleitkurve, während die beiden anderen Kurven die Rundung begrenzen und jeweils als Spline mit einem Stützpunkt ausgeführt werden. 2

140

Teil: Wuerfel

Würfel erzeugen (Kantenlänge 200 mm)

32 20

100 28

Kurve 1 (Gerade) erzeugen (Ursprungsleitkurve)

3

1

180

62

Kurve 2 erzeugen Ÿ (Anfangs- und Endpunkt tangential zu Würfelkanten) Kurve 3 erzeugen Ÿ (Anfangs- und Endpunkt tangential zu Würfelkanten)

2

2

82

1

Ÿ Auswahl (Referenz 1-3)

2 142

3

Skizze erzeugen (Spline zwischen Kurvenendpunkten mit 2 Stützpunkten, keine Tangentialität!)

Wuerfel

Abbildung 5-66: Leitkurvengesteuerte Verrundung Für die Verrundung der Würfelecke ist wichtig, dass die seitlichen Begrenzungskurven tangential in die Würfelkanten verlaufen. Der Startpunkt der Ursprungsleitkurve (Gerade) muss in der Würfelecke liegen. Der als Materialschnitt ausgeführte Zug-Körper erzeugt mit Hilfe der Leitkurven einen entlang der Ursprungsleitkurve variabel gezogenen Querschnitt der Rundung (schraffierte Fläche). Diese Technik lässt sich auf beliebige Problemfelder übertragen.

102

5 Bauteilmodellierung

5.10.5 Graphauswertung Eine Graphauswertung ermöglicht die Verwendung von Graph-Konstruktionselementen zum Steuern von Bemaßungen über Beziehungen. Graph-KEs können einfache skizzierte Kurven sein sowie Ergebnisse einer durchgeführten Analyse darstellen. Mit Hilfe einer Auswertungsfunktion können Bemaßungsparametern beliebige Funktionswerte gemäß Graph-KE zugewiesen werden. Die Syntax der Graphauswertung ist dabei wie folgt aufgebaut: graph_name = Name des Graph-KE x = Abszissenwert

evalgraph („graph_name“, x)

Das zweite Argument der Auswertungsfunktion (x) gibt den Abszissenwert des Graphen an, für den der zugehörige Ordinatenwert zurückgegeben werden soll. Mehrfachlösungen bei der Auswertung sind nicht zulässig, d.h. Graphen dürfen für jeden beliebigen x-Wert nur genau einen y-Wert zurückgeben. Werte außerhalb des Graphen werden extrapoliert. Das vorliegende Beispiel der Modellierung einer Nockenwelle mit Hilfe einer Graphauswertung soll die Möglichkeit einer flexiblen und dennoch stabilen Konstruktion auf der Basis eines Graphen verdeutlichen. Die Welle als Rotationsbauteil (ohne Nocken) stellt den Grundkörper dar (Abbildung 5-67). Die Geometrie der Nocken wird anschließend als skizzierte Kurve in einem Graphen festgehalten. 630 38 30

Teil: Nockenwelle

47

490

25

ø44

ø34

TOP

ø24

ø32

ø36 ø24

Welle erzeugen

ø50

20

60 RIGHT

26

R1.2

  Einfügen Ÿ Modellbezug Ÿ Graph

0 R8

28 12

ž SCHNITT Ÿ Skizzieren (Koordinatensystem, Skizze) Ÿ

R9

Ÿ Name: GRAPH1 Ÿ

y z

x

Abbildung 5-67: Grundkörper und Graph der Nockenwelle Anschließend wird die Leitkurve konstruiert, die später für die Erzeugung des Nockens als Zugkörper notwendig sein wird. Bei der Generierung der Leitkurve ist darauf zu achten, dass diese auf einer neu erzeugten Bezugsebene platziert und mit Hilfe einer weiteren neuen Ebene ausgerichtet wird (Abbildung 5-68). Diese beiden Bezugsebenen sind notwendig für die später folgende Musterung des fertigen Nockens.

5.10 Fortgeschrittene Modellierungstechniken

ž BEZUGSEBENE Ÿ Auswahl (RIGHT-Ebene) Ÿ Versatz: 0.00 Ÿ OK

103

ž BEZUGSEBENE Ÿ Auswahl (Achse) Ÿ Auswahl (FRONT-Ebene) Ÿ Versatz: 30.00 Ÿ OK DTM2

Skizzierebene Ÿ Auswahl (DTM1-Ebene) Skizzen-Orientierung Ÿ Auswahl (DTM2-Ebene) Ÿ Skizzieren (Kreis)

ø20

TOP

Abbildung 5-68: Leitkurve des Nockens Im folgenden Schritt wird ein einzelner Nocken als Zug-Körper mit der zuvor erzeugten Leitkurve ausgeführt (Abbildung 5-69). 12

Ÿ Skizzieren (Rechteck)

sd3 25

ž DEFINITION Ÿ Auswahl (Leitkurve)

  Tools Ÿ Beziehungen ž BEZIEHUNGEN Ÿ sd3=evalgraph("graph1",trajpar*60) Ÿ OK Ÿ

Ÿ

DTM1 Leitkurvenursprung

Abbildung 5-69: Graphauswertung Die Graphauswertungsfunktion enthält hier anstelle eines konkreten Abszissenwerts den Leitkurvenparameter trajpar als zweites Argument, so dass anstelle eines Punktes der gesamte Graph ausgewertet wird. Da trajpar nur Werte zwischen 0 und 1 annimmt, muss dieser mit dem gewünschten maximalen Abszissenwert des Graphen multipliziert werden, damit der gesamte Bereich bei der Auswertung berücksichtigt wird. Nach der Erzeugung des ersten Nockens können seine Kanten mit 1.5 mm verrundet und die für eine Musterung notwendigen Konstruktionselemente gruppiert werden (Abbildung 5-70). Ÿ Auswahl (DTM1, DTM2, Kurve, Körper, Rundung) Ÿ Ÿ Gruppe Ÿ

ž DEFINITION Ÿ Tabelle

Ÿ TabellBemaßungen Ÿ Auswahl (Abstandsmaß 0, Maß 30°) Ÿ Editieren Ÿ Eingabe (Tabellenwerte) Ÿ

Abbildung 5-70: Nockenwelle

104

5 Bauteilmodellierung

Bei eventuell anfallenden Veränderungen an der Kontur des Nockens, braucht lediglich der Verlauf des Graphen editiert zu werden. Dabei kann dieser gelöscht und vollständig neu gezeichnet werden, ohne dass die darauf folgenden Konstruktionselemente beeinträchtigt werden. Dies ist nur aufgrund des Fehlens jeglicher Abhängigkeiten zwischen dem Graph-KE und nachfolgenden Konstruktionselementen möglich. Dieser Umstand macht die Graphauswertung zu einem wichtigen Bestandteil einer flexiblen und gegenüber Modifikationen stabilen Modellierung eines Bauteils. Durch Vergleich zweier Graphen können Abweichungen der Verteilung eines bestimmten Parameters entlang eines anderen Parameters ermittelt werden. Darauf wird im Kapitel 8.3 ausführlicher eingegangen.

105

6 Baugruppenmodellierung 6.1 Die Arbeitsumgebung Produkte bestehen in der Regel aus einer Vielzahl von Einzelteilen und Baugruppen. Um diese zu einem Produkt zusammen zu fügen, gibt es prinzipiell zwei Möglichkeiten. Die erste wird häufig als Top-Down-Methode bezeichnet, da zuerst die hierarchische Struktur des Produktes festgelegt wird. Die Komponenten werden dabei zunächst nur benannt und in die Produktstruktur eingeordnet, aber erst später modelliert. Bei der Bottom-Up-Methode werden dagegen zunächst die einzelnen Komponenten modelliert und dann zum Produkt zusammengefügt. Beide Methoden können auch kombiniert werden.

selbst beschreibende Dateinamen verwenden

Abbildung 6-1: Erzeugung einer Baugruppe Für beide Vorgehensweisen wird ein neues Dokument vom Typ „Baugruppe“ und dem Untertyp „Konstruktion“ angelegt (Abbildung 6-1). Es stehen weitere Untertypen zur Verfügung. Mit dem Untertyp „Austausch“ lassen sich zum Beispiel Teile oder Unterbaugruppen aus funktionaler oder darstellungstechnischer Sicht austauschen. Diese Funktion wird später noch erläutert. Über „Verifizieren“ können Pro/ENGINEER–Modelle mit bereits gefertigten (eingescannten) Modellen verglichen werden. Sofern dies nicht bereits in den Voreinstellungen getan wurde, sind auch in der Baugruppenmodellierung die Einheiten auf mm/N/s umzustellen.

106

6 Baugruppenmodellierung

Im Baugruppenmodus zeigt der Modellbaum als oberstes Symbol das Zeichen für eine Baugruppe und den im Startdialog vergebenen Namen. Darunter stehen dann die in einer Schablone festgelegten Bezugselemente. Falls die Standardschablone verwendet wird, sind dies drei Standardbezugsebenen und ein Koordinatensystem. Welche weiteren Elemente angezeigt werden sollen, kann über den Modellbaumschalter Einstellungen gesteuert werden. Tabelle 6.1 zeigt die Symbole zum Aufbau der Produktstruktur. Einige Möglichkeiten dazu werden in den folgenden Abschnitten erläutert. Tabelle 6.1: Symbole zum Aufbau der Baugruppenstruktur Symbol Bemerkung

Symbol

Komponente einbauen

Bemerkung Neue Komponente erzeugen

Die bereits in Kapitel 5 beschriebenen Symbole und Funktionen sind auch im Baugruppenmodus verfügbar. Sie werden zum Teil nur nutzbar, wenn entsprechende Bedingungen erfüllt sind bzw. wenn eine Komponente aktiviert ist. In einigen Fällen ist der Funktionsumfang eingeschränkt. So kann beispielsweise über die Profil-Funktion bei aktivierter Baugruppe nur eine Fläche oder ein Materialschnitt, aber kein Volumenkörper erzeugt werden. Eine Komponente wird über den Modellbaum aktiviert (Abbildung 6-2). Die in diesem Zustand durchgeführten Manipulationen an der Komponente sind auch im Einzelteil wiederzufinden. Soll wieder in der Baugruppe gearbeitet werden, ist diese zu aktivieren.

Ÿ Auswahl(Backe) ž KONTEXTMENÜ Ÿ Aktivieren

Abbildung 6-2: Aktivieren einer Komponente/Baugruppe Im Baugruppenmodus stehen zusätzlich Möglichkeiten zur Überprüfung der Konstruktion zur Verfügung. Dazu gehören beispielsweise die Kontrolle von Montagebedingungen, Materialüberschneidungen oder Massenwertberechnungen.

6.2 Der Einbau von Komponenten

107

6.2 Der Einbau von Komponenten

6.2.1

Grundlagen

Komponenten können nur in eine aktivierte Baugruppe eingebaut bzw. in dieser erzeugt werden. Auch der Einbau in eine Unterbaugruppe ist möglich, sofern diese aktiviert wurde. Vorhandene Komponenten können aus beliebigen Verzeichnissen ausgewählt und eingebaut werden (Abbildung 6-3). In der Baugruppe wird dann neben dem Komponentennamen auch der Pfad zu der Komponente abgelegt. Wird diese aus dem entsprechenden Verzeichnis verschoben, erscheint bei erneutem Öffnen eine Fehlermeldung. Es besteht dann die Möglichkeit, den neuen Pfad anzugeben. Alle zu den Übungen gehörigen Bauteile sollten zur Vereinfachung in einem Verzeichnis abgelegt werden.

1 2 1

Zum Festlegen der Einbaubedingungen kann die Komponente in einem separatem Grafikfenster angezeigt werden. 3

Abbildung 6-3: Einbau einer Komponente Sowohl beim Einfügen vorhandener als auch bei der Erzeugung neuer Komponenten werden diese in einer Standardorientierung eingesetzt, jedoch noch nicht mit Einbaubedingungen versehen. Sie können daher über die Funktionen „Bewegen“ verschoben und gedreht werden. Erst durch die Festlegung von Einbaubedingungen werden die Freiheitsgrade eingeschränkt. Nicht eindeutig eingebaute Komponenten werden im Modellbaum durch ein -Symbol vor dem Namen gekennzeichnet. Das passiert allerdings nur, wenn bei der Platzierung die Option „Annahmen zulassen“ deaktiviert ist. Die Festlegung von Einbaubedingungen zeigt Abbildung 6-4. Die Bedeutung der einzelnen Bedingungen sind in Tabelle 6.2 zusammengestellt.

108

6 Baugruppenmodellierung

Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit vordefinierte Mechanismus-Bedingungen für den Einbau zu nutzen bzw. bereits definierte Einbaubedingungen entsprechend umzuwandeln. Darauf wird später noch im Zusammenhang mit Animationen ausführlicher eingegangen. Tabelle 6.2: Einbauoptionen Option

Bemerkung

Automatisch

System wählt automatisch Platzierungsoption passend zu den gewählten Referenzen

Gegengerichtet

Flächen oder Bezüge werden einander zugewandt ausgerichtet (zusammenfallend oder mit Abstand)

Ausrichten

Flächen, Achsen, Ebenen, Kanten, Punkte werden in gleicher Orientierung ausgerichtet (zusammenfallend oder mit Abstand)

Einfügen

Rotationsflächen werden axial aufeinander ausgerichtet

Koordinatensystem

Zwei Koordinatensysteme werden aufeinander ausgerichtet

Tangential

Zwei Flächen werden tangential aneinander ausgerichtet

Punkt auf Linie

Ein Punkt wird auf einer Linie ausgerichtet

Punkt auf Fläche

Ein Punkt wird auf einer Fläche ausgerichtet

Kante auf Fläche

Eine Kante wird auf einer Fläche oder Ebene ausgerichtet

Fest

Komponente wird an aktueller Position fixiert

Standard

Komponente wird an Standardposition eingebaut (in der Regel über die Standard-Koordinatensysteme)

Komponenten aufeinander ausrichten (zusammenfallend) Komponenten zueinander ausrichten (orientiert) Komponenten mit Versatz zueinander ausrichten (Versatz)

Abbildung 6-4: Festlegung der Einbaubedingungen

6.2 Der Einbau von Komponenten

6.2.2

109

Einbau über Koordinatensysteme

Die zuerst zu erzeugende Baugruppe „Arm“ umfasst die Einzelteile „Finger“, „Backe“ und „Stift“. Zunächst wird eine neue Baugruppe Arm erzeugt (Abbildung 6-1). Anschließend wird die Backe in die Baugruppe eingebaut (Abbildung 6-3). Da es sich um die erste Komponente handelt und keine festen Einbaulagen zu beachten sind, soll die Backe über die Platzierungsoption Standard fest verankert werden (Abbildung 6-5). Hier nutzt das System die vorhandenen Standardkoordinatensysteme der Baugruppe und der einzubauenden Komponente. Das gleiche Ergebnis kann über die Option Koord Sys erreicht werden. Hierzu müssen jedoch noch im Dialog die beiden Koordinatensysteme ausgewählt werden.

Baugruppe Arm

Ÿ Auswahl (Backe)

1

2

Abbildung 6-5: Einbau der ersten Komponente

6.2.3

Einbau über Bezugselemente und Achsen

Zu den wählbaren Bezugselementen gehören je nach gewählter Platzierungsoption Ebenen, Kurven, Punkte, Achsen und Koordinatensysteme. Zusätzlich sollen für das Beispiel auch Achsen zugelassen werden, die sich durch die Bauteilgeometrie ergeben. Neutrale Bezugselemente sollten immer dann zur Ausrichtung verwendet werden, wenn Änderungen an der Bauteilgeometrie keinen Einfluss auf deren Platzierung in der Baugruppe haben sollen. In dieser Übung wird die Baugruppe Arm durch den Einbau der Komponenten Finger und Stift vervollständigt. Zunächst wird das Bauteil Finger eingebaut (Abbildung 6-6). Vor der Definition von Einbaubedingungen sollte die Einbausituation verdeutlicht werden. Der Finger wird mit der Komponente Backe durch den Stift über eine Bohrung verbunden. Bei beiden Komponenten können die Bohrungsachsen zur Ausrichtung verwendet werden, auch wenn es dadurch zu gegenseitigen Abhängigkeiten kommt. Eine Möglichkeit zur Vermeidung solcher Abhängigkeiten wird später im Zusammenhang mit Skelettmodellen noch aufgezeigt. Zur Verbesserung der Auswahlmöglichkeiten sollte die einzubauende Komponente im Grafikfenster geeignet verschoben werden oder in einem separaten Fenster angezeigt werden.

110

6 Baugruppenmodellierung

Neben der Ausrichtung der Bohrungsachsen von Backe und Finger sind weitere Platzierungsbedingungen festzulegen. Jeweils zwei Bezugsebenen werden über Ausrichten oder Gegenrichten fixiert. Ÿ Auswahl (Finger) Bezugsebenen Right

1 2 8

Bohrungsachsen

9

4 3

7

5 6

deaktivieren

Bezugsebenen Front

10

Abbildung 6-6: Einbau der Komponente Finger Der Einbau der Komponente Stift erfolgt in analoger Weise. Zunächst werden die Achsen der Bohrung des Teils Backe und die Rotationsachse des Teils Stift aufeinander ausgerichtet. Als weitere Platzierung werden die zu den Achsen senkrechten Bezugsebenen des Stifts der Backe aufeinander ausgerichtet (Abbildung 6-7). Beim Einbau der Komponente Stift kann die Option Annahmen zulassen aktiviert werden, da es sich um einen rotationssymmetrischen Körper handelt. Durch diese Funktion wird eine über das Ausrichten zweier Achsen definierte neue Komponente in der angezeigten Lage an der Rotation um die ausgerichteten Achsen gehindert. Dadurch sind zwei ausdrückliche Platzierungsbedingungen ausreichend, um die Komponente vollständig zu definieren.

6.2 Der Einbau von Komponenten

Ÿ Auswahl (Stift)

111

2 4 1

3

5 6

aktivieren

7

Abbildung 6-7: Einbau der Komponente Stift

6.2.4 Einbau über Geometrieelemente Innerhalb dieser Übung soll aus den Bauteilen Gehäusemantel, Deckel-1 und Deckel-2 die Baugruppe Gehäuse erstellt werden. Der Gehäusemantel soll als erste Komponente über die Platzierungsbedingung Standard in die Baugruppe integriert werden (Abbildung 6-8).

NEU Ÿ Baugruppe Ÿ Name: Gehaeuse

Ÿ Auswahl (Gehaeusemantel)

Abbildung 6-8: Baugruppe Gehäuse und Einfügen von Komponenten

112

6 Baugruppenmodellierung

Als zweite Komponente wird der Deckel-1 eingefügt. Zur Festlegung der Einbaubedingungen sollen hier nun Geometrieelemente genutzt werden. Beim Zusammenbau sollen Körperflächen aufeinander ausgerichtet werden. Daher werden zunächst die Kreisringflächen (1 und 2) ausgewählt, anschließend die koaxial zueinander liegenden Zylinderflächen (3 und 4). Gegebenenfalls muss bei der Bedingung den Kreisringflächen die Einbaubedingung Ausrichten durch Gegenrichten ersetzt werden. Nach der Definition der beiden Einbaubedingungen kann der Deckel noch um die Zylinderachse rotieren. Dies wird durch eine weitere Parallelitätsbedingung verhindert, die entweder durch Auswahl zweier Ebenen oder automatisch durch das System (über den Schalter Annahmen zulassen) festgelegt wird.

Ÿ Auswahl (Deckel_1) 1

3

4

2

Abbildung 6-9: Gehäusemantel mit Deckel-1 Der zweite Deckel lässt sich auf analoge Weise einbauen. Hier soll jedoch eine weitere Funktion erläutert werden, der Versatz zwischen zwei Flächen. Im Feld neben der Einbaubedingung stehen die Optionen Versatz, Orientiert und Zusammenfallend zur Verfügung (Abbildung 6-4). Die letzte ist die bislang verwendete Einstellung, bei der zwei Flächen aufeinander ausgerichtet oder gegengerichtet werden. Bei der zweiten werden die mit dieser Bedingung verbundenen Flächen zueinander parallel ausgerichtet, ohne dass ein festes Abstandsmaß festgelegt werden muss. Mit der ersten Option kann ein fester Versatz eingestellt werden. Auf diese Weise sollen die Innenflächen der beiden Deckel in dem Abstand von 111 mm zueinander ausgerichtet werden. Als zweite Beziehung wird wieder die Zylinderinnenfläche des Gehäusemantels mit der Kante des Absatzes im Deckel verbunden. Bei der Ausrichtung dieses Deckels ist darauf zu achten, dass die vier Bohrungen in den Deckeln jeweils einander gegenüber liegen. So wird anstelle der Funktion Annahmen zulassen eine weitere Bedingung zwischen zwei dieser Bohrungen gelegt (Abbildung 6-10). Der Einbau des Deckel-2 ist damit beendet und die Baugruppe Gehäuse fertiggestellt. Zum Abschluss sollte die Baugruppe gespeichert werden.

6.2 Der Einbau von Komponenten

113

Ÿ Auswahl (Deckel_1) 9

2

4 5

111

3

7 8

1

6

10

Abbildung 6-10: Einbau des Deckel-2

6.2.5 Einbaukorrektur Komponentenplatzierungen lassen sich über die Option Definition editieren des Kontextmenüs der ausgewählten (bereits eingebauten) Komponente ändern. Im Dialogfenster können dann Bedingungen verändert, gelöscht und neue hinzugefügt werden. Für den in das Gehäuse eingebauten zweiten Deckel sollte nun die erste Einbaubedingung (Versatz), die im Beispiel lediglich aus Übungszwecken verwendet wurde, analog zum ersten Deckel verändert werden, d.h. stattdessen ausrichten der Kreisringflächen von Gehaeusemantel und Deckel_2. Über das Kontextmenü können neben der Funktion Definition editieren auch Operationen wie Löschen, Unterdrücken oder das Öffnen der Komponente in einem separaten Pro/ENGINEER Fenster durchgeführt werden.

114

6 Baugruppenmodellierung

6.3 Verwendung von Skelettmodellen

6.3.1 Einführung Ein Baugruppenskelett ist ein Strukturmodell zur Festlegung und Charakterisierung von Referenzen, Verbindungen oder Größenverhältnissen. Es besteht in der Regel aus einem Flächen-, Linien- und Punktgerüst, das die Struktur einer Baugruppe repräsentiert. Die Verwendung eines solchen Bezugssystems bietet einige Vorteile, da sich die einzubauenden Komponenten nur auf das Strukturmodell beziehen und somit nicht in direkten Abhängigkeiten zu anderen Komponenten stehen. So können u. a. verschiedenen Bearbeitern eines Projektes geeignete Einfügepunkte und Bauräume vorgegeben werden. Ebenso lassen sich Komponenten einfacher austauschen. Wenn geeignete Bezugselemente definiert werden, sind auch einfache Bewegungsanalysen ohne aufwendige geometrische Beziehungen realisierbar. Das Strukturmodell wird vor dem Einbau der ersten Komponente direkt in der Baugruppe erzeugt. Es wird automatisch an der Standardposition eingebaut und kann dann über das entsprechende Kontextmenü im Modellbaum als Bauteil geöffnet werden. Es ist wie ein normales Bauteil zu bearbeiten. Der Name wird standardmäßig vergeben und hat die Form Baugruppenname_Skel.prt. Gelenkpunkte am Deckel

Gelenkpunkte an der Verbindungslasche

Abbildung 6-11: Baugruppenskelett

6.3.2

Aufbau des Strukturmodells

Abbildung 6-11 zeigt das Strukturmodell für die Baugruppe Greifer. Die Verwendung von Bezugselementen sollte sich an den Einbaubedingungen und den Struktur-Eigenschaften der Baugruppe orientieren. Daher werden in dem Strukturmodell zur Baugruppe Greifer Bezugselemente verwendet, die zum einen die Struktur und das Bewegungsverhalten des Greifers verdeutlichen und zum anderen das Erstellen der Platzierungsbedingungen vereinfachen.

6.3 Verwendung von Skelettmodellen

115

Zunächst wird das leere Skelettmodell Greifer_Skel innerhalb der Baugruppe erzeugt und anschließend als Bauteil geöffnet (Abbildung 6-12). Dort werden dann ein Koordinatensystem und die drei Standardebenen erzeugt. Die Ebenen werden zunächst entsprechend den Achsen des Koordinatensystems umbenannt, dann wird eine zur XY-Ebene parallele Bezugsebene erzeugt, die dazu dient, die Greifarme zu bewegen. Der Abstand beträgt 190 mm. Wenn die Standardebenen umbenannt wurden, erhält die neue Ebene standardmäßig den Namen DTM1. Im weiteren Verlauf wird von diesem Namen ausgegangen. Baugruppe erzeugen Ÿ Untertyp Konstruktion Name: Greifer

Ÿ Auswahl (Greifer_Skel) ž KONTEXTMENÜ Ÿ Öffnen

Ÿ Auswahl (DTM1) ž KONTEXTMENÜ Ÿ Umbenennen Ÿ Name: YZ Ÿ Auswahl (DTM2) ž KONTEXTMENÜ Ÿ Umbenennen Ÿ Name: XZ Ÿ Auswahl (DTM3) ž KONTEXTMENÜ Ÿ Umbenennen Ÿ Name: XY

Ÿ Auswahl (YZ-Ebene) Ÿ Verschiebung: 190 Ÿ Auswahl (XZ-Ebene)

Abbildung 6-12: Skelettmodell In der XY-Ebene wird die in Abbildung 6-13 gezeigte Bezugskurve erzeugt. Zusätzlich zu den vom System vorgeschlagenen Referenzen ist die Bezugsebene DTM1 als Referenz festzulegen. Beim Skizzieren muss der Endpunkt der auf der x-Achse liegenden Geraden auf der Ebene DTM1 ausgerichtet werden.

116

6 Baugruppenmodellierung

Im Einzelnen bildet die Gerade mit der Länge 18 mm den Grundkörper Führung, die Gerade mit der Länge 36 mm jeweils eine Verbindungslasche und die Gerade mit der Länge 69 mm den funktionalen Zusammenhang zwischen der Unterbaugruppe Arm und dem Deckel ab. Die Endpunkte dieser Geraden müssen auf der YZ-Ebene fixiert werden.

Abbildung 6-13: Bezugskurve des Skelettmodells Nach dem Verlassen des Skizzierers wird noch an jedem Endpunkt einer Geraden ein Bezugspunkt erzeugt (Abbildung 6-14). Diese dienen im weiteren Verlauf zur Ausrichtung der Komponenten.

Ÿ Punktauswahl

Datei sichern Name: Greifer_Skel

Abbildung 6-14: Bezugspunkte

6.3 Verwendung von Skelettmodellen

6.3.3

117

Anpassung der Komponenten

Um an den Bezugspunkten des Strukturmodells ausrichten zu können, müssen auch in den einzubauenden Komponenten entsprechende Punkte vorhanden sein. Innerhalb der Baugruppe Arm muss lediglich der Finger mit Bezugspunkten ergänzt werden. Da sie sich genau in der Bohrungsmitte befinden, können sie am leichtesten als Schnittpunkte von Achsen und Bezugsebenen definiert werden (Abbildung 6-15).

ž ÖFFNEN Ÿ Auswahl (Finger) Bohrungsachsen oder bei geöffneter Baugruppe Arm Ÿ Auswahl (Finger) ž KONTEXTMENÜ Ÿ Aktivieren

Ÿ Auswahl (Bohrungsachse) Ÿ Auswahl(Bezugsebene)

STRG

1 x wiederholen Datei sichern Name: Finger

Bezugsebene

Abbildung 6-15: Zusätzliche Bezugspunkte

6.3.4 Strukturierter Zusammenbau Nach dem beschriebenen Vorgehen ist bereits das Strukturmodell als erste Komponente in die Baugruppe Greifer eingebaut. Im Folgenden werden einige Hinweise für den Einbau der Unterbaugruppe Arm gegeben. Ziel ist es, den Bewegungsablauf des Arms nach dem Einbau durch Veränderung des Abstandes der Bezugsebene DTM1 zu der YZ-Ebene zu simulieren. Daher ist darauf zu achten, dass die Komponenten nur auf das Strukturmodell referenziert wird. Dazu werden die entsprechenden Bezugspunkte und zwei Bezugsebenen aufeinander ausgerichtet (Abbildung 6-16). Der Einbau des zweiten Armes in die Gesamtbaugruppe erfolgt in gleicher Weise. Es ist auf die entsprechende Ausrichtung der Arme zu achten und diese gegebenenfalls durch das Umschalten der Bedingung zwischen den Bezugsebenen zu korrigieren.

118

6 Baugruppenmodellierung

Wird der Abstand zwischen der Bezugsebene DTM1 und der XY-Ebene des Strukturmodells von 180 mm auf beispielsweise 165 mm geändert und die Baugruppe regeneriert, kann eine sequentielle Bewegung des Greifers nachvollzogen werden. Die übrigen Bauteile und Unterbaugruppen (auch Komponenten, die mehrmals eingebaut werden) können der Gesamtbaugruppe selbstständig hinzugefügt werden. Dabei ist das Strukturmodell gegebenenfalls mit weiteren Bezugselementen anzupassen, so dass es auch für den Einbau der weiterer Komponenten als alleinige Referenz dient. ž ÖFFNEN Ÿ Auswahl (Arm)

2 ž KOMPONENTENPLATZIERUNG Ÿ Auswahl (Bezugspunkte 1) Ÿ Auswahl (Bezugspunkte 2) Ÿ Auswahl (Bezugsebenen 3) Ÿ OK

1 Einbau 1x wiederholen

3

Abstandsmaß von DTM1 auf 170mm ändern Ÿ Regenerieren

Abbildung 6-16: Greiferaufbau Neben dem wiederholten Einbau könnte die bereits eingebaute Unterbaugruppe Arm auch gespiegelt werden. Dazu ist die Funktion Neue Komponente erzeugen aufzurufen und der Typ Spiegel festzulegen. Bei dieser Vorgehensweise wird jedoch die zu verwaltende Anzahl unterschiedlicher Teile bzw. Unterbaugruppen erhöht, da die so erstellte Kopie unabhängig vom Orginal wird und daher eventuelle Änderungen in beiden Komponenten ausgeführt werden müssen.

6.4 Baugruppeninformation

119

6.4 Baugruppeninformation Baugruppen können ebenso wie die Bauteile über die Menüpunkte Analyse und Info untersucht werden. Die in diesem Kapitel beschriebenen Möglichkeiten sind daher ergänzend zum Abschnitt 5.8 zu sehen. Um eine Übersicht zu bekommen, welche Teile wie oft in eine Baugruppe eingebaut sind, kann unter dem Punkt   InfoŸ Stückliste eine Übersicht erstellt werden. Diese kann als TextDatei abgespeichert und in anderen Programmen weiterverarbeitet werden. Mit dem Punkt   InfoŸ Komponente können die Platzierungsbedingungen aufgelistet werden, die zur Definition der gewählten Komponente in der Baugruppe genutzt wurden. Unter   InfoŸ Modell werden alle Informationen über die gesamte Baugruppe und deren Struktur angezeigt. Hier erhält man einen schnellen Überblick über die Baugruppenstruktur und die Einordnung der Bauteile in die Unterbaugruppen. Die Informationen können jeweils für die oberste Baugruppe oder auch für Unterbaugruppen angegeben werden. Abbildung 6-17 zeigt mögliche Analysefunktionen, die über   Analyse Ÿ Modellanalyse für Baugruppen aktiviert werden können. Über die Funktion Baugruppen Massenwerte kann die Gesamtmasse der Baugruppe bestimmt werden. Hierfür ist es notwendig, dass im Vorfeld den eingebauten Teilen ein Material oder zumindest eine Dichte zugewiesen wurde. Bei fehlender Dichte wird diese bei der Massenberechnung nachgefordert. Mit der Funktion Paarabstand kann der kleinste Abstand zwischen zwei Bauteilen berechnet werden. Hierbei besteht die Möglichkeit, den kürzesten Abstand oder die Projektion des kürzesten Abstandes anzeigen zu lassen. Bei Globaler Abstand wird eine Liste mit Abbildung 6-17: Analysefunktionen allen kleinsten Abständen der Teile zueinander erstellt. Eine weitere wichtige Funktion ist mit Globale Durchdringung gegeben. Hierbei wird die Baugruppe auf Materialüberschneidungen hin untersucht und diese in einer Liste unter Angabe der betroffenen Teile ausgegeben. Je nach gewählter Analysefunktion sind unterschiedliche Elemente zu wählen. Der geforderte Elementtyp wird im Mitteilungsbereich angegeben. Die Analyse ist über den Schalter nach der Elementwahl zu starten.

120

6 Baugruppenmodellierung

6.5 Anpassung von Komponenten Manchmal werden Fehler der Teilemodellierung erst beim Zusammenbau deutlich. Ebenso sind detaillierte konstruktive Anforderungen erst bei Betrachtung der Baugruppe erkennbar. Daher ist es zweckmäßig, Änderungen an Bauteilen auch direkt im Baugruppenmodus durchführen zu können. Neben den Änderungsmöglichleiten für Bauteile und Einbaubedingungen der Baugruppe sind oft zusätzliche Randbedingungen bzw. Beziehungen zwischen den Komponenten zu berücksichtigen.

6.5.1 Bauteilkorrekturen An dieser Stelle soll auf einige Möglichkeiten zur Änderung der Bauteile innerhalb einer Baugruppe eingegangen werden. Der Schwerpunkt liegt im Ändern von Bemaßungen und dem Hinzufügen von Konstruktionselementen. Um bei einem Bauteil innerhalb einer Baugruppe Konstruktionselemente hinzufügen zu können, muss dieses zunächst aktiviert werden. Danach steht zur Bearbeitung der Funktionsumfang aus der Teilemodellierung zur Verfügung. Auf diese Weise soll die Backe in der Baugruppe Arm an den Kanten der Greiffläche mit einer Verrundung mit dem Radius R =3 mm versehen werden (Abbildung 6-18).

Ÿ Auswahl (Backe) ž Kontextmenü Ÿ Aktivieren

ž ÖFFNEN Ÿ Auswahl (Arm)

Ÿ Radius: 3mm ŸAuswahl (Kanten)

Kanten auswählen

Abbildung 6-18: Kantenverrundung

6.5 Anpassung von Komponenten

121

In einem weiteren Schritt wird der Durchmesser des eingebauten Stiftes abgeändert. Dieser soll von 6 mm auf 8 mm vergrößert werden. Zunächst ist der Stift zu aktivieren. Sind im Modellbaum die Konstruktionselemente eingeblendet, kann über das Kontextmenü des Konstruktionselementes Körper im Stift das Kontextmenü geöffnet und die Option Ändern gewählt werden. Nach einem Doppelklick auf die Maßzahl des Durchmessers kann dieser dann verändert werden. Die Änderung wird nach einer Regenerierung des Bauteiles übernommen. Die Änderung des Stiftdurchmessers führt zu einer Bauteilkollisionen zwischen dem Stift und dem Finger bzw. dem Stift und der Backe, da die entsprechenden Bohrungen nach wie vor einen Durchmesser von 6 mm haben. Zur Überprüfung solcher Überschneidungen kann für eine aktivierte Baugruppe die bereits beschriebene Analysefunktion Globale Durchdringung genutzt werden. Um diese Überschneidung zu verhindern, müssen die genannten Bohrungen angepasst werden. Dies kann manuell erfolgen. Eleganter ist es jedoch, die Bohrungsdurchmesser über eine Beziehung zum Stiftdurchmesser zu steuern.

6.5.2 Baugruppenbeziehungen Das Erzeugen geometrischer Beziehungen zwischen Komponenten entspricht weitgehend dem in Kapitel 5 beschriebenen Vorgehen auf Bauteilebene und wird daher hier nicht mehr detailliert beschrieben. Es werden Beziehungen zwischen dem Durchmesser des Stiftes und den Bohrungsdurchmessern von Backe und Finger gesetzt. Um die notwendigen Parameter zu erhalten, müssen die Komponenten bzw. Konstruktionselemente aktiviert und die entsprechende Bemaßung ausgewählt werden. In Baugruppen werden die Parameternamen um einen Index erweitert, so dass eindeutige Zuordnungen jederzeit gesichert sind. Der Erfolg dieser Beziehungen kann nach durchgeführter Baugruppenregenerierung wiederum anhand einer Durchdringungsanalyse kontrolliert werden. Solange sich die Baugruppe im Arbeitsspeicher befindet ist eine direkte Änderung der Bohrungsmaße von Backe und Finger jetzt nicht mehr möglich. Darüber hinaus ist zu beachten, dass sich Änderungen, die an einem Bauteil durchgeführt werden, das mehrfach in eine Baugruppe eingebaut ist, auf alle diese Bauteile auswirken.

122

6 Baugruppenmodellierung

6.5.3 Austauschbaugruppen Das Ersetzen einer Baugruppenkomponente durch eine andere kann aus funktionaler Sicht erforderlich sein, wenn sich bestimmte Anforderungen geändert haben. Denkbar ist jedoch auch, dass eine Komponente vorübergehend durch eine vereinfachte Variante repräsentiert wird, um die Modellgröße für bestimmte Operationen zu verkleinern. In diesem Abschnitt soll innerhalb der Baugruppe Arm der wahlweise Einbau einer veränderten Version des Bauteiles Finger gezeigt werden. Die neue zu erzeugende Fingervariante wird mit Finger_funk bezeichnet (Abbildung 6-19). Die Länge beträgt 200 mm, die Positionen und Abmessungen der Bohrungen, Fasen und des Materialschnitts entsprechen denen des Bauteils Finger. Zur Erzeugung kann auch eine Kopie des Bauteils Finger verwendet werden, bei der dann die Leitkurve umdefiniert wird. Bauteil erzeugen Name: Finger_funk

Abbildung 6-19: Erzeugung des Bauteils Finger_funk

Um einen einfachen Wechsel zwischen den beiden Fingern zu ermöglichen, wird zunächst eine neue Baugruppe mit dem Namen Finger_Austausch erzeugt (Abbildung 6-20). Es ist darauf zu achten, dass als Baugruppentyp Austausch eingestellt ist. Dann wird als erstes der Finger eingebaut, und in einem zweiten Schritt Finger_funk. Hierbei muss die Einfügeoption Funktionale Komponente aktiviert sein. Die Einbauposition ist unerheblich. In einem weiteren Schritt sind dem System die übereinstimmenden Referenzen bekannt zu machen. Im entsprechenden Dialogfenster wird über Auto Kennzeichen und Auswahl des Fingers nach einer Baugruppe gefragt, in der die Komponente ersetzt werden soll. Hier wird die Baugruppe Arm gewählt. Im sich danach öffnenden Fenster werden die Platzierungsbedingungen der Komponente Finger in der Baugruppe Arm angezeigt, die mit erklärenden Namen versehen werden.

6.5 Anpassung von Komponenten

123

Baugruppe erzeugen ŸUntertyp Austausch Name: Finger_Austausch

Ÿ Auswahl (Finger_Austausch.asm) ž KONTEXTMENÜ Ÿ Komponente hinzufügen

Ÿ Auswahl (Finger_Austausch.asm) ž KONTEXTMENÜ Ÿ Komponente hinzufügen

ž ÖFFNEN Ÿ Auswahl (Finger_Funk)

ž PLATZIERUNG Ÿ OPTION Fest MENÜ-MANAGER   Einfügen Ÿ Ref.Kennzeichen

ž REFERENZKENNZEICHEN Ÿ Autom.Kennzeichen Ÿ Auswahl (Finger) Ÿ Auswahl (Arm) Ÿ Öffnen

ž AUTOM.KENNZ-ERZEUGUNG Ÿ KennzName: Achse Ÿ OK Ÿ KennzName: Laengsebene Ÿ OK. Ÿ KennzName: Querebene Ÿ OK OK

Abbildung 6-20: Austauschkomponenten

ž ÖFFNEN Ÿ Auswahl (Finger)

124

6 Baugruppenmodellierung

Im letzten Schritt müssen die entsprechenden Referenzen im Teil Finger_funk festgelegt werden. Dafür wird in der Komponentenliste Finger_funk angewählt und zu jedem Kennzeichen die jeweils analoge Achse oder Ebene ausgewählt (Abbildung 6-21). ž REFERENZKENNZEICHEN Ÿ Zuweisungen Ÿ Auswahl (FINGER_FUNK) Ÿ Kennzeichen Ÿ Auswahl (ACHSE) Ÿ Auswahl (Achse von Finger_funk) Ÿ Kennzeichen Ÿ Auswahl (LAENGSEBENE) Ÿ Auswahl (Ebene von Finger_funk) Ÿ Kennzeichen Ÿ Auswahl (QUEREBENE) Ÿ Auswahl (Ebene von Finger_funk) Ÿ OK

Abbildung 6-21: Referenzfestlegung Nach der Speicherung der Austauschgruppe kann die Baugruppe Arm geöffnet werden. Hier wird über das Kontextmenü der Komponente Finger im Modellbaum die Funktion Ersetzen gewählt, so dass nun bei Bedarf der Austausch der Komponente erfolgen kann (Abbildung 6-22).

ž ÖFFNEN Ÿ Auswahl (Arm) 2

Ÿ Auswahl (Finger) 1 ž Kontextmenü Ÿ Ersetzen

6

3

5

Abbildung 6-22: Komponente ersetzen

4

6.5 Anpassung von Komponenten

6.5.4

125

Baugruppenabhängige Teilemodellierung

Die Teilemodellierung im Baugruppenzusammenhang ist häufig aufgrund komplexer geometrischer Anpassungen notwendig. Sie kann jedoch auch zweckmäßig sein, wenn ganz bewusst bereits durch das System Baugruppenbeziehungen erzeugt werden sollen. Um die Teileerzeugung innerhalb der Baugruppe darzustellen, ist in dieser Übung ein einfacher zylindrische Anschlag an das Bauteil Deckel-2 zu konstruieren, welcher bei der Montage beispielsweise auf die Gewindespindel aufgeschoben werden könnte und ein zu weites schließen des Greifers verhindern soll. Der Baugruppe Gehäuse wird zunächst ein neues Teil hinzugefügt und an der Standardposition eingebaut. Als erstes Konstruktionselement wird eine Ebene im parallelen Abstand von 41 mm zur Stirnfläche des Gewindeansatzes am Deckel-2 erzeugt (Abbildung 6-23).

ž ÖFFNEN Ÿ Auswahl(Gehäuse)

ž KOMPONENTENERZEUGUNG Ÿ Typ Teil Name: Anschlag Ÿ OK ž ERZEUGUNGSOPTIONEN Ÿ Option Leer Ÿ OK

Teil Anschlag aktivieren

Ÿ Auswahl (Stirnfläche des Gewindeansatzes), Abstand 41mm

ž DEFINITION Ÿ Platzieren Ÿ ...

Skizze(DTM1) Ÿ Kreisring erzeugen

Ÿ Bis Fläche Ÿ Auswahl (Stirnfläche des Gewindeansatzes) Ÿ

‡12,5

Abbildung 6-23: Bauteilbezug

126

6 Baugruppenmodellierung

Anschließend wird der Profilkörper erzeugt. Skizzierebene ist die Bezugsebene DTM1 in der Komponente Aufnahme. Bei der Skizze handelt es sich um einen Kreisring, der konzentrisch um die mittlere Bohrung im Deckel-2 liegt. Der äußere Kreis hat den Durchmesser des Gewindeansatzes, der innere wird 12,5mm. Die Volumenerzeugung wird mit der Tiefenangabe abgeschlossen. Da die Aufnahme bis zum Deckel reichen soll, kann die Option Bis Fläche gewählt werden. Als Referenz dient hier wieder die Oberfläche des Teils Deckel-2. Die Aufnahme lässt sich als separates Teil aufrufen, geändert werden können jedoch nur der äußere Durchmesser und der Abstand der Ebene, da die übrigen Werte über Eltern-KindBeziehungen in der Baugruppe gesteuert werden.

6.5.5 Formenbau In dieser Übungsaufgabe soll eine Pleuelstange modelliert werden, die dann Ausgangspunkt für die Konstruktion einer Gesenkschmiedeform ist (Abbildung 6-24).

Abbildung 6-24: Pleuel mit Gesenk Die Schmiedeform ist in der ersten Näherung ein Negativ des zu fertigenden Bauteils, so dass Boolesche Operatoren herangezogen werden müssen, um die gewünschte Ausgangsform ableiten zu können. Boolesche Operationen zwischen Bauteilen sind in Pro/E nur innerhalb von Baugruppen möglich. Zunächst sind hierzu das detaillierte Pleuel und die Rohform des Gesenks als Einzelteile zu erzeugen. Die groben Abmessungen des Pleuels sind der Abbildung 6-25 zu entnehmen. Die übrigen Maße, die zur Modellbildung benötigt werden, können frei (jedoch technisch sinnvoll) gewählt werden. Der schrittweise Aufbau des Pleuelmodells kann auf unterschiedlichen Wegen erfolgen. Die im Abschnitt 5 beschriebenen Arbeitstechniken sind nun selbständig anzuwenden. Als Rohling für das Schmiedegesenk ist ein Quader zu erzeugen.

6.5 Anpassung von Komponenten

127

Abbildung 6-25: Maße der Pleuelstange Im nächsten Schritt werden eine leere Baugruppe erzeugt und die beiden erzeugten Komponenten eingebaut. Hier ist darauf zu achten, dass das Pleuel mittig auf dem Quader positioniert wird und bis zur Hälfte eintaucht. Der erforderliche Dialog wird über die Hauptmenüleiste eingeleitet (  EditierenŸ Komponentenoperation). Die Boolesche Subtraktion verbirgt sich dann hinter der Option Ausschneiden im Menü-Manager. Hier muss zunächst das zu bearbeitende Teil (Quader) und anschließend das Werkzeug (Pleuel) selektiert werden. Die Option Referenz macht die Gesenkform abhängig von der Geometrie des Pleuels. Das Ergebnis des Ausschneidens kann durch das Ausblenden des Pleuels überprüft werden. Der erzeugte körperbasierte Materialschnitt ist nicht nur in der Baugruppe, sondern auch im Einzelteil vorhanden, wovon man sich leicht überzeugen kann. In weiteren Arbeitsschritten kann noch eine Feinbearbeitung erfolgen, wie das Anbringen von Ausformschrägen, Fasen, Rundungen, Bohrungen usw.

128

6 Baugruppenmodellierung

6.6 Komponentendarstellung

6.6.1

Veränderung von Darstellungsattributen

In Kapitel 2 wurden bereits einige Möglichkeiten zur Anpassung der Baueildarstellung erläutert, die nun noch etwas ergänzt werden. Auf Bauteilebene zugewiesene Darstellungsattribute werden mit in die Baugruppe übernommen. Zu beachten ist, dass Attributseinstellungen, die einer Unterbaugruppe oder Komponente innerhalb der Baugruppe zugewiesen werden, auch nur dort gültig sind.

Abbildung 6-26: Transparenz in der Baugruppe Verdeckte Baugruppenkomponenten sind sichtbar, wenn andere Komponenten transparente Farben haben. Die grundsätzliche Vorgehensweise wurde bereits in Kapitel 2 erläutert und soll hier auf die Deckel und den Gehäusemantel der Gesamtbaugruppe Greifer angewendet werden (Abbildung 6-26). Unter dem Punkt Zuweisung kann angegeben werden, ob die geänderten Darstellungsattribute der gesamten Baugruppe, einzelnen Komponenten und Unterbaugruppen oder nur Baugruppenflächen zuzuweisen sind. Neben der Farbzuordnung einzelner Komponenten lässt sich auch deren Darstellungsart verändern. Die neue Ansicht wird unter einem entsprechenden Namen abgespeichert. In der Baugruppe Arm soll dem Bauteil Finger die Drahtmodelldarstellung zugewiesen werden. Nach dem Aufruf der Baugruppe Arm wird diese schattiert dargestellt. Um spezielle Visualisierungsformen einzustellen, ist wie folgt vorzugehen:

  Ansicht Ÿ Ansichtsmanager ž Ansichtsmanager Ÿ Stil Ÿ neu Ÿ Namen eingeben: Style001 Ÿ Return

6.6 Komponentendarstellung

129

Der Name Style001 wird standardmäßig vorgeschlagen, kann aber auch geändert werden. Im nächsten Schritt können die Darstellungsarten ausgewählt und den einzelnen Komponenten zugeordnet werden:

  Editieren Ÿ Umdefinieren Ÿ Zeigen Ÿ Drahtmodell Ÿ Auswahl (Finger) Ÿ Fertig Die neue Darstellungsvariante wird direkt angezeigt (Abbildung 6-27).

Abbildung 6-27: Arm in veränderter Darstellung Der Darstellungszustand lässt sich auf ähnliche Weise im Ansichtsmanager-Fenster (Ÿ Auswahl (Master) Ÿ Darstellung Ÿ Aktive Einst) wieder in den Ursprungszustand zurückversetzen. Ebenso ist ein Löschen und Umdefinieren möglich.

6.6.2

Explosionsdarstellung

Explosionsdarstellungen von Baugruppen dienen der übersichtlichen Wiedergabe der eingebauten Komponenten. Es lassen sich beliebige Explosionsdarstellungen erzeugen und ein- oder ausblenden. Abbildung 6-28 zeigt den Explosionszustand für die Baugruppe Arm, der über eine Standardeinstellung des Systems sofort angezeigt werden kann.   Ansicht Ÿ Explodieren Ÿ Ansicht explodieren

Abbildung 6-28: Standard-Explosion

130

6 Baugruppenmodellierung

Abbildung 6-29 zeigt wie eine eigene Explosionsdarstellung definiert werden kann. Dazu ist nun der Ansichtsmanager zu nutzen, der über die entsprechende Ansichtsoption der Hauptmenüleiste aufgerufen werden kann. Im Menü Position explodieren werden für jeden Explosionsschritt eine Achse bzw. Kante gewählt, entlang derer die jeweilige Komponente bewegt werden soll. Im Ansichtsmanager kann der aktive Explosionszustand ausgewählt und dann über   Ansicht Ÿ Explosionszustand Ÿ Einlenden/Ausblenden gesteuert werden.

  Ansicht Ÿ Ansicht Manager ž ANSICHTS MANAGER (Ÿ Auflisten) Ÿ Explodieren Ÿ Neu Ÿ Name: Explo-Arm Ÿ Eigenschaften Ÿ

ž POSITION EXPLODIEREN Ÿ Auswahl (Achse) Ÿ Auswahl (Stift) Ÿ mit der Maus positionieren Ÿ OK

ž ANSICHTS MANAGER Ÿ ž POSITION EXPLODIEREN Ÿ Auswahl (Kante) Ÿ Auswahl (Backe) Ÿ mit der Maus positionieren Ÿ OK Ÿ Schließen

Abbildung 6-29: Benutzerdefinierte Explosionsdarstellung

6.6 Komponentendarstellung

131

Die Abbildung 6-30 zeigt die Explosionsdarstellung des kompletten Greifers. Sie soll den Zusammenbau und die funktionale Zusammengehörigkeit der einzelnen Komponenten verdeutlichen.

Abbildung 6-30: Explosionsdarstellung des Greifers

6.6.3 Vereinfachte Darstellung Wie bei der Bauteilmodellierung kann auch bei Baugruppen eine vereinfachte Darstellung sinnvoll sein, um z. B. die Übersichtlichkeit zu erhöhen. Das Vorgehen ist analog zum Vorgehen bei der Erzeugung einer vereinfachten Darstellung bei der Bauteilmodellierung:   Ansicht Ÿ Ansichtsmanager

ž ANSICHTSMANAGER Ÿ Vereinfachte Darstellung Ÿ neu Ÿ Rep001 Über das sich öffnende Dialogfenster werden die notwendigen Festlegungen für die gewünschte vereinfachte Darstellung getroffen. Mit Einschließen können darzustellende Gruppen gewählt werden. Die übrigen Elemente werden dann ausgeblendet. Mit Ausschließen können Komponenten gewählt werden, die in der vereinfachten Darstellung ausgeblendet werden sollen. Über Auswechseln können Komponenten für Darstellungszwecke durch vereinfachte bzw. andere Modelle ersetzt werden. Die bei der Teilemodellierung erzeugte vereinfachte Darstellung für den Finger soll in einer vereinfachten Darstellung der Baugruppe angezeigt werden: ž EDIT-REP001 Ÿ Auswechseln Ÿ Durch Darst Ÿ Auswahl (Finger) Ÿ Auswahl(Rep001) Ÿ Akzeptieren Ÿ OK Die vereinfachte Darstellung der Baugruppe sollte jetzt Abbildung 6-31 entsprechen.

132

6 Baugruppenmodellierung

Abbildung 6-31: Vereinfachte Baugruppendarstellung

6.6.4

Baugruppenquerschnitte

Die Erzeugung eines Baugruppenquerschnittes (Abbildung 6-32) erfolgt analog der Querschnittserzeugung im Abschnitt 5. Es ist jedoch darauf zu achten, dass als Schnittebene oder Skizzierebene für einen Stufenschnitt eine Baugruppenbezugsebene gewählt wird. Im Baugruppenmodus bestehen darüber hinaus weitere Möglichkeiten, um Bereiche und Arbeitsräume hervorzuheben.   Ansicht Ÿ Ansichtsmanager ž ANSICHTSMANAGER Ÿ QSchnitt Ÿ Neu Ÿ Name: A Ÿ OK   QSCHNITT-OPT Ÿ planar Ÿ fertig Ÿ Auswahl (Baugruppenebene) Ÿ OK

Abbildung 6-32: Baugruppenschnitt

6.7 Baugruppe „Getriebe“

133

6.7 Baugruppe „Getriebe“ In diesem Abschnitt soll eine Getriebebaugruppe (Abbildung 6-33) nach der Top-DownMethode erstellt werden. Es wird daher davon ausgegangen, dass die Unterbaugruppen und Einzelteile bislang nicht erzeugt wurden. Hinweise zur späteren Teileerzeugung sind in Kapitel 3, 5 und 8 enthalten.

Abbildung 6-33: Getriebebaugruppe

6.7.1

Entwurf einer groben Baugruppenstruktur

Den ersten Entwurf der Baugruppenhierarchie eines einstufigen Getriebes zeigt Abbildung 6-34. Die Baugruppe soll zunächst aus drei Unterbaugruppen bestehen, die wiederum mehrere Bauteile enthalten. Später können noch weitere Elemente, wie Lager, Passfedern, Schrauben, Dichtungen usw. hinzugefügt werden. Stirnradgetriebe Antriebsseite

Abtriebsseite

SG_Gehaeuse

Ritzelwelle

Abtriebswelle

Unterteil

Lager_R1

Zahnrad

Oberteil

....

...

Lagerdeckel_1 ...

Abbildung 6-34: Grobe Baugruppenstruktur

134

6 Baugruppenmodellierung

Bevor mit dem Einbau leerer Komponenten begonnen wird, sollten Vorüberlegungen zu notwendigen Bezugselementen angestellt werden. Für das Stirnradgetriebe sind vor allem zwei Achsen von Bedeutung. Für das Beispiel wird festgelegt, dass diese Achsen in einer Standardbezugsebene der Baugruppe liegen und dass die zu den Achsen senkrecht stehende Bezugsebene die Mittelebene der Zahnräder verkörpert. Da für eine neue Baugruppe standardmäßig nur drei Ebenen und ein Koordinatensystem generiert werden, sind zunächst eine Bezugsebene und zwei Bezugsachsen zu erzeugen (Abbildung 6-35). Der Abstand der Ebene wird vorerst beliebig festgelegt, da der exakte Wert erst fest steht, wenn das Zahnradpaar definiert ist. Da dieses Bezugssystem auch in anderen Unterbaugruppen des Getriebes bzw. des Getriebegehäuses verwendet werden kann, wird der Bearbeitungsstand in einer Kopie gesichert. Baugruppe erzeugen Name: Stirnradgetriebe ABTRIEB

ANTRIEB ASM_FRONT

1 Ebene und 2 Achsen erzeugen

Achsen umbenennen ASM_TOP

Kopie speichern Name: Getriebe_Bezug ASM_RIGHT

DTM1

Abbildung 6-35: Bezugselemente Alle Komponenten einer Baugruppe, für die noch keine Modelldatei vorliegt, werden über die Option Komponentenerzeugung eingebaut. Dazu ist der Typ (Teil, Unterbaugruppe, Skelettmodell ...) festzulegen. Abhängig davon sind unter Umständen weitere Präzisierungen notwendig. Im Beispiel werden zunächst die beiden ersten Unterbaugruppen mit dem Untertyp Standard erzeugt und über die Bezugsoption Achse senkrecht zu Ebene positioniert (Abbildung 6-36). Für die Antriebsseite wird dazu die Achse Antrieb verwendet und für die Abtriebsseite die Achse Abtrieb. Durch diese Vorgehensweise werden vom System automatisch drei Bezugsebenen und eine Achse als Bezugselemente der jeweiligen Unterbaugruppe hinzugefügt. Die Unterbaugruppe Getriebegehäuse wird ebenfalls mit dem Untertyp Standard erzeugt. Nun wird allerdings eine andere Erzeugungsmethode gewählt. Über Kopieren aus kann der erzeugte Getriebe_Bezug als unabhängige Kopie integriert werden. Bei Aktivierung des Schalters Unplatziert könnten die Komponenten zunächst nicht positioniert und weiter untergliedert werden. Im Beispiel wird daher die Option nicht genutzt, so dass die Unterbaugruppe über das Standardkoordinatensystem eingebaut werden kann. Die gewählten Einbauoptionen können

6.7 Baugruppe „Getriebe“

135

später noch aktuellen Anforderungen angepasst werden. Mit der Speicherung der Baugruppe werden auch Dateien für die leer eingebauten Unterbaugruppen und Einzelteile erzeugt. 2 5 1 3

Antrieb 6

4 7 9 8

1x für den Abtrieb wiederholen 11 13 10 12

SG-Gehaeuse

14

Auswahl (getriebe_bezug) 15

16

Abbildung 6-36: Grobe Baugruppenstruktur

136

6.7.2

6 Baugruppenmodellierung

Bearbeitung von Komponenten

Das weitere Vorgehen wird beispielhaft für Komponenten der Unterbaugruppe Antriebsseite erläutert. Durch Auswahl im Modellbaum ist sie über die rechte Maustaste zu aktivieren. Als erste Komponente wird die Ritzelwelle hinzugefügt. Hier werden die gleichen Einbauoptionen wie für die Unterbaugruppe verwendet (Abbildung 6-37). Die Bauteildatei enthält dadurch auch drei Bezugsebenen und eine Bezugsachse, die dann Grundlage für die weitere Modellierung sind. Als zweite Komponente wird eine Lager hinzugefügt. Da zu dessen exakten Einbau noch nicht alle notwendigen Elemente vorhanden sind, wird die Erzeugungsoption Leer verwendet.

ž KOMPONENTENERZEUGUNG Ÿ Teil Ÿ Volumenkörper Ÿ Name: Ritzelwelle Ÿ OK ž ERZEUGUNGSOPTIONEN Ÿ Standardbezüge positionieren Ÿ Achse senkrecht zu Ebene Ÿ OK Ÿ Auswahl (ADTM2) Ÿ Auswahl (AA_1)

ž KOMPONENTENERZEUGUNG Ÿ Teil Ÿ Volumenkörper Ÿ Name: Lager_R1 Ÿ OK ž ERZEUGUNGSOPTIONEN Ÿ Leer Ÿ OK

Abbildung 6-37: Komponentenerzeugung So könnten nun weitere leere Komponenten den Baugruppen hinzugefügt werden. Das ist im Beispiel jedoch nicht unbedingt erforderlich. Hilfreich kann es jedoch sein, den Entwurf einer Komponente aus der Baugruppe heraus zu starten, in dem (wie bei der Ritzelwelle) gleich beim generierenden Einbau notwendige Bezüge festgelegt werden. Zu detaillierende Komponenten können nach der Auswahl im Modellbaum über das Kontextmenü geöffnet werden.

6.8 Animationen

137

6.8 Animationen In vielen Fällen ist es hilfreich, sich anhand von Animationen die Funktionsweise eines technischen Gerätes zu verdeutlichen, ohne schon hierbei Simulationsmodule wie die ProEApplikation Mechanismus zu nutzen. Grundlagen zur Durchführung von Bewegungsstudien werden bereits beim Aufbau der Baugruppen gelegt. Bislang wurden die Bauteile über Einbaubedingungen zusammengesetzt. Soll aber eine Animation erstellt werden, würde eine solche Baugruppe als ein starres Gerät ohne mögliche Relativbewegungen zwischen den Bauteilen behandelt. Daher ist der Zusammenbau über Definition von Verbindungen (Gelenken) notwendig. Im Folgenden soll die Baugruppe Greifer-animiert erstellt werden, mit deren Hilfe der Greifprozess abgebildet werden kann.

6.8.1 Gelenkdefinition Der Einbau von Komponenten über Gelenke erfolgt prinzipiell wie der Einbau über Platzierungsbedingungen. Nun wird allerdings über Benutzerdefiniert zunächst der entsprechende Gelenktyp ausgewählt und anschließend die im Info-Bereich des Bildschirmes geforderten Platzierungselemente. In Tabelle 6.3 sind die Freiheitsgrade (Bewegungsachsen) der verschiedenen Gelenktypen zusammengestellt. Tabelle 6.3: Freiheitsgrade der Gelenktypen Gelenktyp

Freiheitsgrade translatorisch

Freiheitsgrade rotatorisch

Starr

0

0

Drehgelenk

0

1

Schubgelenk

1

0

Zylinderlager

1

1

Planar

2

1

Kugel

0

3

Schweißverbindung

0

0

Lager

1

3

Allgemein 6 FG Führung

entsprechend der gewählten Referenzen 3 (frei definierbar)

3 (frei definierbar)

entsprechend der gewählten Kurve (Punkt auf Kurve / Kante)

138

6.8.2

6 Baugruppenmodellierung

Gelenkdefinition in der Baugruppe

Für die Animation soll die Baugruppe Greifer genutzt werden. Dazu wird sie zunächst unter den Namen Greifer-animiert kopiert (Abbildung 6-38). Bislang sind die Bauteile und Unterbaugruppen auf das Skelettmodell bezogen eingebaut. Für eine Animation ist es hilfreicher, die realen Beziehungen und Verbindungen zwischen den Bauteilen oder ihren Bezugselementen abzubilden. Dafür sollte die Unterbaugruppe Gehaeuse an die erste Position im Modellbaum verschoben werden, damit diese Unterbaugruppe auch während der Animation ortsfest bleibt. Dies erfordert jedoch eine Umdefinition der Einbaubedingung, in dem die bisher vorhandenen Einbaubedingungen durch die Bedingung Fest ersetzt werden. Nach erfolgter Umdefinition kann die Unterbaugruppe Gehaeuse an die erste Komponentenposition im Modellbaum verschoben werden, indem sie markiert und bei gedrückter linker Maustaste vor den Unterbaugruppen Arm eingefügt wird.

Kopie der Baugruppe Greifer erzeugen Name: Greifer_animiert

ž ÖFFNENŸ Auswahl(Greifer_animiert)

Ÿ Auswahl (Gehaeuse) ž Kontextmenü Ÿ Definition editieren

6 1

Ÿ Auswahl Platzierungsbedingung ž Kontextmenü 3 Ÿ löschen (Für alle Bedingungen wiederholen) 2

4

Fest

5

Abbildung 6-38: Umdefinition der Unterbaugruppe Gehaeuse In der soweit vorbereiteten Baugruppe Greifer können jetzt die Einbaubedingungen durch Gelenke ersetzt werden. Um die Funktionalität der Baugruppe für die Animation zu gewährleisten, sind für die Gelenkdefinition jeweils Bezugselemente benachbarter Bauteile und nicht

6.8 Animationen

139

die des Skelettmodells zu wählen. Dies lässt sich am einfachsten sicherstellen, indem das Skelettmodell ausgeblendet wird: Ÿ Auswahl (Skelettmodell)ž Kontextmenü Ÿ Ausblenden.

Auf die gleiche Weise können auch andere, nicht benötigte Komponenten, z.B. in der Unterbaugruppe Gehaeuse ausgeblendet werden. Dann wird über das Kontextmenü der Dialog Umdefinieren aufgerufen, die Einbaubedingungen gelöscht und ein neues Gelenk definiert. Für die eine Unterbaugruppe Arm ist das Vorgehen in Abbildung 6-39 dargestellt.

Ÿ Auswahl (Arm) ž Kontextmenü Ÿ Definition editieren

1

Wahl Bezugsebene Arm Wahl Bezugsebene Deckel-1 6

Ÿ Auswahl Platzierungsbedingung ž Kontextmenü 3 Ÿ löschen (Für alle Bedingungen wiederholen)

Wahl Bohrungsachse Finger 5 Wahl Bohrungsachse Deckel-1

4

Drehgelenk

7

2

Abbildung 6-39: Umdefinition der Unterbaugruppe Arm Auf die dargestellte Weise sind die Bauteile anhand der nachfolgenden Tabelle 6.4 untereinander zu verbinden. Die Positionsnummern sind in Abbildung 6-40 angegeben und den Bauteilen zugeordnet. Für die Gelenkdefinition ist jeweils ein Achsenpaar als Rotationsachse und ein dazu senkrechtes Ebenen-, Flächen- oder Bezugspunktepaar zu wählen. Für ein Schubgelenk ist die Angabe eines Achsenpaares und eines Ebenen- oder Flächenpaares notwendig. Das Drehgelenk zwischen dem Bauteil Führung und dem Bauteil Gewindespindel ist in der Unterbaugruppe Antrieb zu definieren.

140

6 Baugruppenmodellierung

Tabelle 6.4: Gelenke in der Baugruppe Greifer Gelenktyp

1. Körper

2. Körper

Drehgelenk

Deckel-1 (Pos. 1)

Arm (Pos. 2)

Drehgelenk

Deckel-1 (Pos. 1)

Arm (Pos. 3)

Drehgelenk

Arm (Pos. 2)

Verbindung (Pos. 4)

Drehgelenk

Arm (Pos. 3)

Verbindung (Pos. 5)

Drehgelenk

Verbindung (Pos. 4)

Führung (Pos. 6)

Drehgelenk

Verbindung (Pos. 5)

Führung (Pos. 6)

Schubgelenk

Deckel-1 (Pos. 1)

Führung (Pos. 6)

Drehgelenk

Führung (Pos. 6)

Bolzen (Pos. 7)

Drehgelenk

Arm (Pos. 2)

Bolzen (Pos. 8)

Drehgelenk

Führung (Pos. 6)

Bolzen (Pos. 9)

Drehgelenk

Arm (Pos. 3)

Bolzen (Pos. 10)

Drehgelenk

Führung (Pos. 6)

Gewindespindel (Pos. 11)

1

2

8

4

7

6

11

3

10

5

9

Abbildung 6-40: Bauteilbezeichnung

6.8.3 ProANIMATION Die Baugruppe kann nach der Gelenkdefinition an das Tool ProANIMATION übergeben werden:   Applikationen Ÿ Animation. In dieser Applikation werden einzelne Momentaufnahmen erzeugt, die vom System nachfolgend zu einer Animation verrechnet werden. Tabelle 6.5 enthält Hinweise zu einer Auswahl der wichtigsten Symbole, die bei der Animation zur Verfügung stehen. Zusätzlich zu den gebräuchlichsten Befehlen können weitere Optionen über die Menüleiste aufgerufen werden.

6.8 Animationen

141

Tabelle 6.5: Symbolleiste der Arbeitsumgebung (Auszug)

Körperdefinition in Animation

Neue Darstellung zum Zeitpunkt erzeugen Gewähltes Animationsobjekt editieren Widerrufen

Neue Schlüsselbildfolge erzeugen Neue Körper-Körper-Sperre erzeugen Neuen Servomotor erzeugen

Noch einmal Gewählte Objekte aus der Animations-Zeitachse entfernen Animation starten

Ansicht zum Zeitpunkt erzeugen Neue Transparenz zum Zeitpunkt erzeugen

Wiedergabe

Animation Darstellung von Animations-Icons

Animation exportieren

Der Bildschirm enthält in der Applikation Animation eine Zeitachse, auf welcher der zeitliche Animationsverlauf und die Animationselemente dargestellt werden. Für die Animation des Greifers ist zunächst ein Servomotor zu definieren. Dieser übernimmt den Antrieb der Gewindespindel, während die Position der Arme jeweils manuell eingestellt wird. Dieser Antrieb wird auf die Gelenkachse des Drehgelenkes zwischen Gewindespindel und Führung bezogen (Abbildung 6-41). 1 2 3

4

Kosinus 5

1200

6

-1200

7

8 8 9

Abbildung 6-41: Definition des Servomotors Auch ohne einen definierten Antrieb kann die nachfolgend beschriebene Animation erstellt werden. Die Bildfolge wird in Form von Einzelbildern erzeugt (Abbildung 6-42). Diese werden dann vom System unter Berücksichtigung des Servomotors zu einer Animation zusam-

142

6 Baugruppenmodellierung

mengefügt. Um unterschiedliche Positionen der Bauteile zueinander abzubilden, können die Bauteile mit der Maus angefasst und entsprechend der Gelenke bewegt werden. 1

Position einstellen und 3

2

Maustaste festhalten und Körper bewegen 4

Position 1

5

Position 2

7

4

€

9

8

€ 6

Position 3 8

11

10

Abbildung 6-42: Definition der Bildfolge Durch Betätigung des Wiedergabebuttons kann die Animation betrachtet werden. Dabei bestehen Möglichkeiten zur Variation der Wiedergabegeschwindigkeit und der Wiedergabeoptionen (wiederholte, rücklaufende oder einmalige Wiedergabe). Über den Button Erfassen im Menü Wiedergabe können Einstellungen für den Export als Videodatei vorgenommen und dieser durchgeführt werden (Abbildung 6-43).

6.8 Animationen

143

Wiedergabe Wiedergabeoptionen

Videoexport

Abbildung 6-43: Wiedergabe und Export

6.8.4

Explosionsanimation

Neben Bewegungsanimationen lassen sich auch andere Bildfolgen erstellen. Die Baugruppe Greifer lässt sich z.B. animiert in den Explosionszustand aus Abbildung 6-30 überführen. Dazu wird die Baugruppe Greifer geöffnet und die Applikation Animation aufgerufen. Hier wird über den Button Körperdefinition in Animation aus jedem Teil ein Körper generiert. Diese können dann unter Neue Schlüsselbildfolge erzeugen in die Positionen entsprechend der Abbildung 6-30 gebracht werden. Durch das Erzeugen mehrerer Einzelbilder kann die Abfolge der Demontage abgebildet werden. Für das gerichtete Verschieben der einzelnen Komponenten können Koordinatenrichtungen vorgewählt werden (Abbildung 6-44). Der weitere Ablauf ist analog zum Vorgehen bei der Bewegungsanimation.

1

2 3

Richtungsvorwahl für Komponentenverschiebung

Abbildung 6-44: Komponentenplatzierung für Explosionsdarstellung

145

7 Zeichnungsableitung aus dem 3D-Modell

7.1 Die Arbeitsumgebung Das Ableiten von technischen Zeichnungen für ein vorhandenes virtuelles 3D-Modell beginnt mit dem Anlegen eines neuen Dokuments vom Typ „Zeichnung“(Abbildung 7-1). Bevor die Arbeitsumgebung vom System angepasst wird, sind Angaben zum Zeichnungsformat und Referenzmodell zu machen. Darauf wird später noch ausführlicher eingegangen.

selbst beschreibende Dateinamen verwenden

Abbildung 7-1: Neue Zeichnungsdatei erstellen Tabelle 7-1 enthält Hinweise zu einer Auswahl der wichtigsten Symbole, die bei der Zeichnungsableitung zur Verfügung stehen. Zusätzlich zu den gebräuchlichsten Befehlen können weitere Optionen über die Menüleiste aufgerufen werden. Tabelle 7-1: Symbolleiste der Arbeitsumgebung (Auszug) Objekte löschen

Notiz erzeugen

Referenzmodell wählen

Hyperlink hinzufügen

Ansichten regenerieren

Formatierung wiederholen

Ansicht hinzufügen

Geometrische Toleranz erzeugen

Ansichtsverschiebung de-/aktivieren

Standard-Zeichnungssymbol erzeugen

Fanglinien erzeugen

Benutzerdef. Zeichnungssym. erzeugen

Dialogbox Zeigen/Wegnehmen

Objekt zu fester Position bewegen

Bemaßungen erzeugen

Tabelle erzeugen

Reihenausrichtung von Bemaßungen

Tabelleninformationen aktualisieren

Bemaßungen an Ansicht ausrichten

Stücklisten-Ballons ausrichten

146

7 Zeichnungsableitung aus dem 3D-Modell

7.2 Zeichnungsformatierung Der Zeichnungsmodus in professionellen CAx-Systemen basiert auf der Ableitung von Ansichten aus einem virtuellen 3D-Modell. Aus diesem Grund benötigt das System zur Zeichnungsableitung die Verbindung zu einem solchen Modell. Im Fall von Pro/E wird die Verbindung durch die Angabe eines Standardmodells im Dialogfenster Neue Zeichnung, das nach dem Erstellen des neuen Dokuments erscheint, festgelegt. Ein aktives 3D-Modell wird vom System automatisch als Voreinstellung übernommen. Andernfalls kann über den Button Durchsuchen... ein entsprechendes Modell ausgewählt werden.

7.2.1

Zuweisung des Layouts

Zusätzlich zum Standardmodell wird in diesem Dialogfenster das Layout der Zeichnung festgelegt. Hierbei kann zwischen drei Optionen gewählt werden (Abbildung 7-2). Schablonen sind vorgefertigte Zeichnungsdateien, die neben Formatinformationen auch Anweisungen zur Erzeugung von Ansichten, Tabellen und Stücklisten enthalten. Mit Hilfe von Schablonen lassen sich standardisierte Arbeitsabläufe automatisieren und beschleunigen. Formatdateien enthalten Sammlungen von Linien und Texten, die dazu dienen ein Zeichnungsblatt zu umranden oder es logisch aufzuteilen. Typische Objekte in einer Formatdatei sind ein genormter Zeichnungsrahmen und das Schriftfeld. Aber auch zusätzliche Informationen wie Firmenname, Firmenlogo und Zeichnungsnamen können hierin enthalten sein. Schablonen und Formatdateien sind nicht skalierbar, d.h. für jede benötigte Größe muss eine Datei angelegt werden bzw. vorhanden sein. Wie die standardmäßig in Pro/E vorhandenen Schablonen und Formate erweitert bzw. neue erzeugt werden können, wird in Kapitel 7.6 erklärt. Ein leeres Layout enthält lediglich einen der gewählten Größe entsprechenden Rahmen für das Zeichnungsblatt. Nach Auswahl des Layouts wechselt das System in den Zeichnungsmodus. Die Information über das gewählte Layout wird in der linken unteren Ecke des Arbeitsbereichs angezeigt und kann durch einen Doppel-Klick auf die Angabe jederzeit geändert werden.

Abbildung 7-2: Einstellung des Zeichnungslayouts

7.2 Zeichnungsformatierung

7.2.2

147

Zeichnungseinstellungen

Die normgerechte Darstellung von Zeichnungselementen ist durch so genannte Konfigurationsdateien (*.dtl) voreingestellt. Hierin werden z. B. Form und Größe von Maßpfeilen, Formatierung der Maßtexte oder Projektionsart festgelegt. In Pro/E ist eine ISO-Datei (iso.dtl) als Zeichnungsstandard voreingestellt. Optionseinstellungen bezüglich DIN und JIS werden allerdings ebenfalls unterstützt. Entsprechend vordefinierte Standarddateien sind Bestandteil des Softwarepaketes. Nach dem Öffnen der aktuellen Konfigurationsdatei (Abbildung 7-3) können die einzelnen Zeichnungsoptionen durch Selektion in der Auswahlliste und Änderung des Wertes im DropDown-Menü angepasst werden. Tabelle 7-2 zeigt eine Auswahl an für den europäischen Raum wichtigen bzw. nützlichen Einstellungsoptionen. Durch Hinzufügen der Änderungen werden diese in die Konfigurationsdatei übernommen. Danach können die neuen Einstellungen der aktuellen Zeichnung zugewiesen (Abbildung 7-3) und ggf. in einer neuen Konfigurationsdatei gespeichert werden.   Datei Ÿ Eigenschaften

1 2 3 5

4

Abbildung 7-3: Aufrufen und Anpassen der Zeichnungsoptionen Tabelle 7-2: Auswahl wichtiger Einstellungsoptionen der Standarddatei Option

Wert

Beschreibung

projection_type

first_angle

Art der Projektion

text_orientation

parallel

Orientierung des Bemaßungstexts

model_display_for_new_views

no_hidden

Liniendarstellungsstil bei neuer Ansicht

tan_edge_display_for_new_views

no_disp_tan

Art der Tangentialkanten-Darstellung

Alternativ zur Änderung einzelner Optionen können auch komplette Konfigurationsdateien importiert werden. Für die nachfolgenden Übungen soll die mitgelieferte Standarddatei din.dtl eingelesen und als Grundlage für die anzufertigenden technischen Zeichnungen benutzt werden. Dazu werden die Zeichnungseinstellungen wie oben beschrieben geöffnet und nach Wahl des Buttons Konfigurationsdatei öffnen die Konfigurationsdatei selektiert, die sich bei einer Standardinstallation im Verzeichnis .../proEWildfire 3.0/text befindet. Der Vorgang wird durch Zuweisen der Änderung zum Dokument abgeschlossen (Abbildung 7-4).

148

7 Zeichnungsableitung aus dem 3D-Modell

1 2 3

6

5

4

Abbildung 7-4: Einlesen einer neuen Standarddatei Die auf diese Weise zugewiesenen Einstellungen gelten allerdings nur für das aktive Zeichnungsdokument und werden mit ihm gespeichert. Sollen die Einstellungen für alle künftigen Zeichnungsdokumente gelten, muss dafür ein Verweis in der übergeordneten Konfigurationsdatei config.pro angepasst werden (Abbildung 7-5). Dazu wird in der Option drawing_setup_file der Pfad zur Zeichnungskonfigurationsdatei eingetragen. Da die Auswahl der Konfigurationsoptionen sehr umfangreich ist, lassen sich bestimmte Optionen durch die angebotene Suchfunktion auffinden oder deren Name direkt über die Tastatur eingeben. Die Pfadangabe erfolgt wie oben beschrieben wieder über ein Explorerfenster. Nach Durchführung der Änderung und ggf. Neustart des Programms gilt die neue Konfiguration für alle neuen Zeichnungsdokumente.   Tools Ÿ Optionen 3

4

5

1

drawing_setup_file

6

2 8

7

Abbildung 7-5: Festes Verankern einer neuen Zeichnungskonfiguration im System

7.2.3 Modelleinstellungen Wie eingangs erwähnt, basiert der Zeichnungsmodus auf der Ableitung von Ansichten eines 3D-Modells. Die Referenz zu diesem Modell wird bei der Erzeugung des neuen Zeichnungsdokuments festgelegt. Natürlich kann es vorkommen, dass auch Ansichten von zusätzlichen

7.3 Erzeugung von Modellansichten

149

Modellen auf dem gleichen Zeichnungsblatt benötigt werden. Die Verwaltung der Verknüpfung mehrerer Modelle erfolgt über das Menü:

  Datei Ÿ Eigenschaften Ÿ Zeichnungsmodelle Über Modell hinzuf lassen sich zusätzliche Modelle mit dem Zeichnungsdokument verknüpfen. Die entsprechenden Dateien lassen sich mit Hilfe eines Browsers auswählen. Das Löschen von verknüpften Modellen erfolgt durch Selektion der Bauteile bzw. Baugruppen aus einer Liste der aktuellen Modelle. Wenn mehrere Modelle mit dem Zeichnungsdokument verknüpft sind, muss dem System bekannt sein, von welchem Modell neue Ansichten abzuleiten sind. Dafür gibt es in einem Zeichnungsdokument immer ein aktives Modell. Bei Erzeugung eines neuen Zeichnungsdokuments wird das angegebene Referenzmodell automatisch zum aktiven Modell. Eine manuelle Einstellung erfolgt über den Befehl Modell einstell oder das entsprechende Icon. Der Name des aktiven Modells wird in der linken unteren Ecke des Arbeitsbereichs angezeigt. Zusätzlich lassen sich bereits erzeugte Ansichten des aktiven Modells mit Änderung der Einstellung der Option Darstellung durch einen blauen Rahmen visuell hervorheben. Ist das aktive Modell Mitglied einer Teilefamilie, können die verschiedenen Instanzen über Ersetzen aktiviert werden. Die Ansichten werden entsprechend der Einstellungen der Teilefamilie angepasst und Bemaßungen, Notizen und andere Zeichnungsobjekte folgen dieser Anpassung.

7.2.4 Verwaltung mehrerer Zeichnungsblätter Pro/E erlaubt die Verwaltung mehrerer Zeichnungsblätter innerhalb eines Dokuments. Neue Blätter lassen sich mit

  Einfügen Ÿ Blatt hinzufügen bzw. mit   Bearbeiten Ÿ EntfernenŸ Blätter... und der Angabe der Blattnummer löschen. Über den Befehl   Ansicht Ÿ Gehe zu Blatt... oder den Schalter in der Menüleiste kann zwischen den verschiedenen Blättern eines Zeichnungsdokuments gewechselt werden. Bei jedem Blatt können globale Einstellungen wie z.B. Zeichnungsformat oder Maßstab separat vorgenommen werden.

150

7 Zeichnungsableitung aus dem 3D-Modell

7.3 Erzeugung von Modellansichten In den folgenden Abschnitten wird die Erzeugung von verschiedenen Ansichten erläutert. An ausgewählten Modellen der Baugruppe „Greifer“ werden zunächst die im Zeichnungsmodus vorkommenden allgemeinen Ansichtstypen Basis-, Projektions-, Hilfs- sowie Detailansicht beschrieben. Die Einstellung darauf aufbauender erweiterter Optionen wie Schnitte, Explosionen oder Sichtbarkeiten runden das Kapitel Ansichtserzeugung ab.

7.3.1

Basisansicht

Die erste Ansicht, die auf dem Blatt platziert wird, ist eine so genannte Basisansicht. Im Hinblick auf Projektions- und Hilfsansichten kann eine Basisansicht auch als Elternansicht betrachtet werden. Eigenschaften wie Orientierung, Maßstab oder Position auf dem Blatt sind frei anpassbar und haben direkten Einfluss auf die Eigenschaften der von ihr abgeleiteten Ansichten. Das Dialogfenster für die Einstellung der Optionen von Zeichnungsansichten ist in Abbildung 7-6 dargestellt. Es wird in dieser Form auch bei Projektions- und Hilfsansichten verwendet. Die umfangreichen Einstellungsoptionen dieser Ansichtstypen sind in verschiedene Kategorien unterteilt und im Laufe dieses Kapitels wird auf einen Teil dieser Optionen eingegangen. Die Basisansicht muss zunächst auf dem Blatt positioniert und dann orientiert werden. Dazu werden ähnlich wie beim Aufruf einer Skizze zwei geometrische Referenzen in der 3DAnsicht oder alternative Orientierungsoptionen wie vordefinierte 3D-Ansichten und Winkeleinstellungen genutzt.

2 1

Platzierung wählen

4

3

Alternative Orientierungsoptionen

Abbildung 7-6: Erzeugung einer Basisansicht Für die Ansicht in Abbildung 7-6 wurden die Bezugselemente über die Symbolleiste ausgeblendet. Auch bei der Nutzung von 3D-CAD-Systemen sollten verdeckte Geometriekanten in technischen Zeichnungen nur angezeigt werden, wenn diese für ein Detail unbedingt notwen-

7.3 Erzeugung von Modellansichten

151

dig sind. Die verdeckten Kanten werden hier aufgrund der in Tabelle 7-2 genannten Konfigurationsoption model_display_for_new_views automatisch ausgeblendet. Die Darstellungsart der jeweiligen Ansicht kann jederzeit über das Dialogfenster Zeichnungsansicht (Doppelklick auf Ansicht) geändert werden. In Abbildung 7-7 sind grafisch einige Einstellungsmöglichkeiten verdeutlicht. Die Option Darstellungsstil regelt den Linienstil der verdeckten Kanten (voll, verdeckt, nicht sichtbar) und die Schattierung der Ansicht (schattiert, nicht schattiert). Der Linienstil von Kanten, die am tangentialen Übergang zweier Flächen entstehen (bspw. durch Kantenverrundung), werden über die Einstellung Tangentiale-Kanten-Darstellungsstil gesteuert. Auch diese Kanten sollten nur bei Bedarf eingeblendet werden. Des Weiteren können in dieser Ansichtskategorie Angaben zu der Sichtbarkeit von Sammelflächen-Schnittkanten, Skelettmodellen, Schweißkonstruktion-Querschnitten und Farben gemacht werden.

Sichtbare Kanten tangentiale Kanten ausgeblendet Drahtmodell

Verdeckte Kanten

tangentiale Kanten eingeblendet

Abbildung 7-7: Anpassung der Ansichtsdarstellung Erzeugte Ansichten können bei Bedarf durch Drag&Drop beliebig verschoben werden. Dabei ist darauf zu achten, dass das entsprechende Icon zum Sperren der Ansichtspositionen inaktiv ist. Der globale Maßstab einer Zeichnung wird von Pro/E anhand der Modellabmaße vorgegeben und ist in der linken unteren Ecke des Arbeitsbereichs eingeblendet. Durch Anwahl des Maßstabs (Doppelklick) kann dieser jederzeit geändert werden. Der globale Maßstab kann durch lokale Maßstäbe der jeweiligen Ansichten überlagert werden. Die Zuweisung eines lokalen Maßstabs erfolgt im Zeichnungsansicht-Dialogfenster in der gleichnamigen Kategorie. Projektions- und Hilfsansichten erben den Maßstab ihrer Basisansicht.

7.3.2 Projektions- und Hilfsansichten Aus vorhandenen Ansichten lassen weitere Parallelprojektionen ableiten. Die beiden Ansichtsarten Projektionsansicht und Hilfsansicht unterscheiden sich in ihren Projektionskanälen (Abbildung 7-8). Projektionsansichten existieren nur in einem horizontalen oder vertikalen Projektionskanal. Hilfsansichten existieren in Projektionskanälen senkrecht zu beliebig gewählten Referenzen der Elternansicht. Der Maßstab beider Projektionstypen ist abhängig von der Elternansicht und kann somit nicht geändert werden. Bei mehreren zur Verfügung stehenden Ansichten ist vor Platzierung der Projektion die entsprechende Elternansicht zu selektieren.

152

7 Zeichnungsableitung aus dem 3D-Modell Hilfsansichten (Projektion senkrecht zu einer Fläche)

Projektionsansichten (Parallelprojektion)

Horizontaler Projektionskanal

alternativer Projektionskanal

alternativer Projektionskanal

Vertikaler Projektionskanal

Abbildung 7-8: Unterschiede zwischen Projektions- und Hilfsansichten Im Folgenden soll zunächst für die Zeichnung des Bauteils Backe die linke Seitenansicht erzeugt werden, (Abbildung 7-9).   Einfügen Ÿ Zeichnungsansicht Ÿ Projektionsansicht... Ÿ Platzierung wählen DTM

Abbildung 7-9: Erzeugung einer Seitenansicht In Abbildung 7-10 wird eine Ansicht mit einer schrägen Projektionsrichtung eingefügt. Die Ansicht wird senkrecht zu der gewählten Bauteilkante, Referenzlinie bzw. -ebene aus der Elternansicht abgeleitet und entlang des so entstehenden Projektionskanals platziert. Hierbei wird deutlich, das auch über die Option Hilfsansicht die Seitenansicht generiert werden kann.   Einfügen Ÿ Zeichnungsansicht Ÿ Hilfsansicht...

1

Referenz wählen

2

Platzierung entlang Projektionskanal wählen

Abbildung 7-10: Schräge Projektionsrichtung Sowohl Projektions- als auch Hilfsansichten können standardmäßig nur in ihren Projektionskanälen bewegt werden. Sollte es aus Platzgründen notwendig sein, diese Anordnung zu um-

7.3 Erzeugung von Modellansichten

153

gehen, kann der Bezug zur Elternansicht im Dialogfenster der Zeichnungsansicht unter der Kategorie Ausrichtung durch Deaktivierung der Option Zu anderer Ansicht ausrichten aufgehoben werden.

7.3.3

Schnittdarstellungen

Bereits in die Zeichnung integrierte Ansichten können in Schnittdarstellungen umgewandelt werden. Bei der Einstellung einer Schnittansicht hat man die Wahl zwischen 2D-Querschnitt, 3D-Querschnitt und Darstellung einzelner Teileflächen. Letztere Option ist selbst beschreibend. Die Option 3D-Querschnitt ermöglicht die Einstellung einer Schnittansicht auf Basis einer so genannten Bauteil-Zone. Zonen werden vorwiegend in großen, unübersichtlichen Modellen genutzt, um diese zu strukturieren und damit übersichtlicher zu machen. Diese Methode wird an dieser Stelle nicht weiter erläutert. Das Erzeugen von 2D-Querschnitten im 3D-Modell ist im Kapitel 5.6.8 beschrieben. Nachfolgend soll zunächst beschrieben werden, wie Querschnitte im Zeichnungsmodus definiert werden können. Die Zuweisung eines Schnittes zur Projektionsansicht erfolgt über das ZeichnungsansichtDialogfenster der Projektion (zu öffnen durch Doppelklick). Hier ist in der Kategorie Schnitte die Option 2D-Querschnitt zu wählen. Neue Schnittansichten werden generell über das PlusIcon eingestellt, auch wenn sie bereits im 3D-Modell vorhanden sind. Als Schnittreferenz für den neu zu erzeugenden Schnitt wird im Beispiel eine Bezugsebene der Hauptansicht gewählt. Sollen zusätzlich die Schnittpfeile in der Referenzansicht eingeblendet werden, ist dieser Verweis im entsprechenden Feld zu hinterlegen (Abbildung 7-11). Menü-Manager Ÿ Ebene Ÿ Auswahl

A

Menü-Manager Ÿ Planar Ÿ Einzeln Ÿ Fertig

3 2

4 5

6

DTM

7

1 A

9

8

Abbildung 7-11: Erzeugung einer Schnittdarstellung

A

154

7 Zeichnungsableitung aus dem 3D-Modell

Standardmäßig wird nach Auswahl eines definierten Schnittes für den Schnittbereich die Option Vollschnitt und für die Modellkanten-Sichtbarkeit Gesamt gewählt. Letztere Voreinstellung gewährleistet, dass die sichtbaren Modellkanten, die sich durch die Projektion ergeben, in der Ansicht angezeigt werden. Soll lediglich der geschnittene Bereich dargestellt werden, ist die Option Bereich zu aktivieren. Abweichend vom Vollschnitt können auch Halbschnitte, lokale Schnitte (Ausschnitte) oder Vollschnitte mit zusätzlichen lokalen Ausschnitten dargestellt werden. Als Referenzen sind dann zusätzlich Angaben zu Referenzebenen, Ansichtsmittelpunkten und Begrenzungssplines zu treffen (vgl. Kapitel 7.3.5). Am Beispiel des Bauteils „Deckel_2“ gibt Abbildung 7-12 eine Übersicht über die verschiedenen Möglichkeiten. Hier wird davon ausgegangen, dass der Schnitt bereits im 3D-Modell erzeugt wurde.

ModellkantenSichtbarkeit: Bereich

ModellkantenSichtbarkeit: Gesamt

Halbschnitt

Vollschnitt mit lokalem Schnitt

Lokaler Schnitt

Abbildung 7-12: alternative Schnittdarstellungen Bei Pro/E wird prinzipiell zwischen ebenen Schnitten und Schnitten, die nicht in einer Ebene verlaufen, unterschieden. Bei Letzteren, den sog. Stufenschnitten, besteht zusätzlich die Möglichkeit, diese abweichend von der dominanten Projektionsrichtung derart auszurichten, dass die wahre Schnittfläche dargestellt wird. Dies erfolgt im Schnittbereich über die Option Vollschnitt (ausgerichtet) und anschließender Wahl der Ausrichtungsachse. Der Unterschied zwischen beiden Darstellungen ist in Abbildung 7-13 verdeutlicht. Die Anzeige des Schnittverlaufes inklusive der Pfeildarstellung, wie sie in den obigen beiden Abbildungen gezeigt ist, erfolgt durch die Angabe der entsprechenden Referenzansicht in der Option Pfeilanzeige jedes Schnittes. Über den Menü-Manager der Schraffur (Doppelklick auf Schraffur) lässt sich das Schraffurmuster anpassen. Hierüber lassen sich Abstand, Winkel oder Stil der Schraffurlinien beliebig abändern. Auch das Unterdrücken von Schraffuren, wie es bei Schnittdarstellung von Baugruppen nützlich sein kann, ist über dieses Menü möglich.

7.3 Erzeugung von Modellansichten

155

Abbildung 7-13: Stufenschnitt mit verschiedenen Abwicklungsoptionen

7.3.4 Detailansichten Zur Verdeutlichung von Details einer Ansicht können diese vergrößert dargestellt werden. Zur Ableitung der Detailansicht benötigt das System eine geometrische Referenz auf der Elternansicht (Mittelpunkt) und eine grobe Abgrenzung des Detailbereichs, die durch einen zu skizzierenden Spline definiert wird. Danach kann die neue Detailansicht auf dem Blatt positioniert werden (Abbildung 7-14). Über das Zeichnungsansicht-Dialogfenster der Detailansicht kann diese anschließend umdefiniert werden. Hier sind Änderungen bezüglich des Namens, des Referenzpunktes, des Splineverlaufs und des Berandungsverlaufs auf der Elternansicht möglich (Abbildung 7-15). Der voreingestellte Vergrößerungsmaßstab kann in der gleichnamigen Kategorie angepasst werden.   Einfügen Ÿ Zeichnungsansicht Ÿ Detailansicht...

1

Mittelpunkt des Ausschnitts einer vorhandenen Ansicht wählen

2

3

Spline skizzieren, um Umriss zu definieren (mit mittlerer Maustaste abschließen)

4

Abbildung 7-14: Erzeugen einer Detailansicht

Ansicht platzieren

156

7 Zeichnungsableitung aus dem 3D-Modell

B

B 4:1

Abbildung 7-15: Anpassen einer Detailansicht

7.3.5

Halbe Ansicht, Bruchansicht, Teilansicht

In einigen Fällen ist die vollständige Darstellung einer Ansicht nicht unbedingt sinnvoll. Beispielsweise genügt bei symmetrischen Bauteilen unter Umständen die Darstellung einer Ansichtshälfte oder lange Profilstähle müssen nur auszugsweise dargestellt werden. In Abhängigkeit vom gewählten Ansichtstyp erlaubt das System deshalb als Alternative zur Vollen Ansicht auch die Einstellung Halber Ansichten, Teil- oder Bruchansichten. Diesbezügliche Anpassungen lassen sich in der Kategorie Sichtbarer Bereich des Zeichnungsansicht-Dialogfenster vornehmen und die dazu notwendigen Referenzangaben sind in Abbildung 7-16 grafisch verdeutlicht.

Volle Ansicht

Halbe Ansicht

Teilansicht

Abbildung 7-16: Einstellung des sichtbaren Bereichs einer Ansicht

Bruchansicht

7.3 Erzeugung von Modellansichten

7.3.6

157

3D-Ansichten

Das Einfügen räumlicher Ansichten in die Zeichnung erfolgt ebenfalls über die Option Basisansicht. Das Hinzufügen einer parallelprojizierten 3D-Ansicht unterscheidet sich von dem einer Basisansicht lediglich in der Wahl der vordefinierten Ansicht. In dem in Abbildung 7-17 dargestellten Beispiel wurde die standardmäßig eingestellte trimetrische Ansicht (Default Orientation) als Referenzansicht gewählt. Generell kann dazu aber jede beliebige gespeicherte Ansicht benutzt werden. Ändert man die Parameter Augenabstand und Ansichtsdurchmesser abweichend von Null, erhält man eine zentralperspektivische 3D-Ansicht. Die Werte sind entsprechend der auf dem Blatt zur Verfügung stehenden Größe zu wählen.

4

1

6

200

7

100

2 5

8

3

Parallelprojektion

Zentralprojektion

Abbildung 7-17: Parallel- und Zentralprojektion einer 3D-Ansicht

7.3.7

Baugruppen-, Explosionsdarstellungen

Die Zeichnungserstellung für Baugruppen geschieht im Wesentlichen wie die für Einzelteile. Als Referenzmodell für die Zeichnung ist lediglich die gewünschte Baugruppe zu wählen. Bemaßungen, Oberflächenangaben u.Ä. werden nur hinzugefügt, wenn dies für den Zusammenbau erforderlich ist. Sollen in einer Baugruppenzeichnung Details einer Komponente dargestellt werden, ist diese vorher explizit einzubinden. Die Vorgehensweise zum Hinzufügen und Aktivieren zusätzlicher Referenzmodelle wurde bereits in Kapitel 7.2.3 erläutert. Zur Komplettierung der Baugruppenzeichnung mit einer Stückliste werden in Kapitel 7.5.3 einige Hinweise gegeben. Sobald eine Baugruppe als Referenzmodell für die Zeichnungsableitung gewählt ist, besteht die Möglichkeit in der Kategorie Ansichtszustände im Zeichnungsansicht-Dialogfenster Explosionsansichten und vereinfachte Darstellung der Baugruppe einzustellen (Abbildung 7-18). Die dafür notwendigen vereinfachten Darstellungen (um z.B. einzelne Bauteile einer Baugrup-

158

7 Zeichnungsableitung aus dem 3D-Modell

pe auszublenden) und Explosionsansichten werden am einfachsten im Ansichtmanager des 3D-Modells eingestellt und im Zeichnungsmodus aufgerufen.

Explosionsansicht

Vereinfachte Darstellung

Abbildung 7-18: Änderung des Ansichtszustands

7.3.8 Ergänzende Geometrieelemente

In einigen Fällen ist es notwendig, die Ansichten noch durch zusätzliche Geometrieelemente zu ergänzen. Die hierzu zur Verfügung stehenden Funktionen sind weitestgehend aus der Skizzierumgebung bekannt. Zur exakten Platzierung der Elemente sind zuvor entsprechende Einrastreferenzen zu wählen. In Abbildung 7-19 ist die Vorgehensweise beispielhaft anhand der Erzeugung eines Teilkreisdurchmessers für die Bemaßung der Bohrungen im Bauteil „Deckel_1“ verdeutlicht. Anschließend kann über das Kontextmenü der Linienstil geändert werden. Das Verankern der Geometrieelemente mit der Ansicht gewährleistet die korrekte Platzierung auch nach Verschieben der Ansicht (Abbildung 7-20).

3

4

1

2 5 8

6 7

Abbildung 7-19: Skizzieren ergänzender Geometrieelemente

7.4 Bemaßungen

159

Linienstil

  Bearbeiten Ÿ Gruppieren Ÿ Auf Ansicht beziehen Ÿ Auswahl (Ansicht)

Abbildung 7-20: Anpassen des Linienstils und Gruppieren von Ansicht und Geometrie

7.4 Bemaßungen So wie Zeichnungsansichten vom 3D-Modell „abgeleitet“ werden, werden auch Bemaßungen von einer Ansicht „abgeleitet“ und nicht „erzeugt“, weil sämtliche geometrischen Abmaße über die Ansicht mit dem 3D-Modell in Verbindung stehen. Diese so genannte Assoziativität kann in Pro/E bidirektional oder und unidirektional sein (Abbildung 7-21). gesteuerte Bemaßung

unidirektionale Assoziativität

Wegnehmen

Löschen

Löschen/ Ausblenden

bidirektionale Assoziativität

Erzeugen

steuernde Bemaßung

Abbildung 7-21: unterschiedliche Bemaßungskonzepte Bemaßungen mit bidirektionaler Assoziativität sind solche, die über das Menü Zeigen/Wegnehmen eingeblendet werden können. Sie sind aktiv mit den im Modell vorliegenden Geometrieparametern verknüpft, die während der Erzeugung von Konstruktionselementen entstehen (z.B. Skizzen-, Extrusionsparameter). In Hinblick auf die Zeichnungsableitung kann eine besondere Beachtung der Parameterwahl bei der Modellierung also durchaus sinnvoll sein (bspw. Durchmesser- anstelle von Radiusbemaßung im Skizzierer). Durch die aktive Verknüpfung wird nicht nur die Zeichnungsansicht von der Form des Modells bestimmt, sondern kann auch die Bemaßung in der Ansicht die Form des Modells steuern

160

7 Zeichnungsableitung aus dem 3D-Modell

(Bidirektionalität). Aus diesem Grund wird diese Art der Bemaßung auch als steuernde Bemaßung bezeichnet. In der Regel reichen steuernde Bemaßungen zur vollständigen Beschreibung einer technischen Zeichnung nicht aus. Aus diesem Grund können zusätzliche Bemaßungen mit neuen Referenzen über das entsprechende Icon erzeugt werden. Die Vorgehensweise entspricht der Bemaßungsplatzierung im Skizzierer. Zwischen diesen Bemaßungen und den Parametern im Modell besteht eine unidirektionale Assoziativität. Änderungen im Modell haben direkten Einfluss auf die Maßangaben in der Zeichnung, die Maßangaben können aber nicht geändert werden und somit nicht das Modell steuern. Deshalb wird diese Bemaßung auch gesteuerte Bemaßung genannt. Ein weiterer Unterschied besteht zwischen den beiden Bemaßungsarten, wenn die Bemaßungen nicht mehr angezeigt werden sollen. Gesteuerte Bemaßungen können jederzeit aus einer Ansicht gelöscht werden, steuernde Bemaßungen sind dauerhaft mit einer Ansicht verknüpft und können nur mit Hilfe der Option Wegnehmen (Menü Zeigen/Wegnehmen oder Kontextmenü) ausgeblendet werden. Über das Menü Zeigen/Wegnehmen (Abbildung 7-22) lassen sich noch weitere Informationen und Elemente aus dem Modell, wie z.B. Achsen oder erzeugte Notizen, einblenden. Dabei können die einzublendenden Elemente durch Optionswahl im Zeigen nach-Bereich bei Bedarf gefiltert werden. Bei aktivierter Vorschau kann vor der endgültigen Platzierung der Elemente eine entsprechende Auswahl getroffen werden.

Bemaßungen

Geometrische Toleranzen

Notizen

Achsen / Mittellinien

Oberflächensymbole

Bezugsebenen

Abbildung 7-22: Dialogfenster Zeigen/Wegnehmen Für die Teilezeichnung des Bauteils Backe sind zunächst die Achsen bzw. Mittellinien der Bohrung einzublenden. Dazu ist der entsprechende Typ im Menü und die Option Zeigen nach Teil mit anschließender Selektion einer Ansicht auf der Zeichnung zu wählen. Alternativ wäre in diesem Fall auch die Option Zeige nach KE mit Auswahl der Bohrung möglich. Im zweiten Schritt sind die Ansichten entsprechend der Vorgaben in Abbildung 7-23 mit Maßangaben zu vervollständigen. Sollten die steuernden Bemaßungen dazu nicht ausreichen, sind weitere gesteuerte Bemaßungen hinzuzufügen. Die weitestgehend normgerechte Darstellung der gezeigten Ansichten wurde erst nach weiteren Interaktionen erreicht. Einige davon wie z.B. der Wechsel von Bemaßungen in eine andere Ansicht, die Längenänderung von Zeichnungselementen, das Unterbrechen von Linien oder das Einfügen von Knicken sind in Abbildung 7-23 grafisch verdeutlicht.

7.4 Bemaßungen

161

Element in Ansicht bewegen Ansicht wählen

Pfeile umschalten

Knick einfügen Position auf Hinweislinie Punkt für Knick wählen

  Einfügen Ÿ Unterbrechung...

Abbildung 7-23: Teilezeichnung mit möglichen Anpassungen Sämtliche Bemaßungen, Angaben und Notizen lassen sich per Drag&Drop beliebig auf dem Zeichnungsblatt platzieren. Manchmal – wie im Falle von Bemaßungen – ist es allerdings sinnvoller die Anordnung dem System zu überlassen. In dem dazugehörigen Menü (siehe Abbildung 7-24) sind für eine normgerechte Darstellung die dargestellten Werte für Versatz und Inkrement zu übernehmen. Standardmäßig wird der Ansichtsumriss als Anordnungsreferenz angenommen. Alternativ dazu ist es auch möglich eine spezielle Körperkante zu wählen (Option Basislinie). Unter dem Reiter Kosmetik lassen sich zusätzliche Einstellungen vornehmen.

3

4

10

5

7

STRG

2 1

6

7

Abbildung 7-24: automatisches Anordnen von Bemaßungen

162

7 Zeichnungsableitung aus dem 3D-Modell

Format

Die Bemaßungstexte selbst lassen sich im Eigenschaftenmenü, das sich durch einen Doppelklick auf die entsprechende Bemaßung öffnet, anpassen. In dem in Abbildung 7-25 dargestellten Menü lassen sich beispielsweise der Toleranzmodus, die Orientierung der Maßpfeile oder die Anzahl der darzustellenden Dezimalstellen ändern. Auf der zweiten Registerkarte lässt sich der Text selbst inkl. ergänzenden Symbolen, Präfix und Suffix ändern. Als Beispiel soll dem Durchmessermaß die ISO-Toleranz angefügt werden. Dazu ist als Suffix der Text „@+H6“ einzutragen. Die Formatoption „@+“ bewirkt das Hochstellen des Textes. Weitere Formatbeispiele sind in der Tabelle in Abbildung 7-25 aufgeführt. Komplettiert wird das Eigenschaftenmenü durch möglich Anpassungen des Textstils auf der gleichnamigen Registerkarte.

Abbildung 7-25: Änderung der Bemaßungseigenschaften

@ D S O + -

Option Numerischer Wert Symbolischer Wert Wert ausblenden Hochgestellt Tiefgestellt

7.5 Ergänzende Angaben

163

7.5 Ergänzende Angaben Festlegungen zur Oberflächengüte und zu geometrischen Toleranzen, die bereits für das 3DModell getroffen wurden, lassen sich wie Bemaßungen über das Zeigen/Wegnehmen-Menü einfügen und manipulieren (siehe Abbildung 7-22). In den folgenden Abschnitten soll die manuelle Vorgehensweise erläutert werden.

7.5.1

Oberflächenangaben

In Pro/ENGINEER steht eine kleine Auswahl an entsprechenden Symbolen zur Verfügung. In Tabelle 7-3 sind die standardmäßig mitgelieferten Oberflächenzeichen dargestellt. Diese können eingefügt werden über

  Einfügen Ÿ Oberflächengüte ž MENÜ-MANAGER Ÿ Aufrufen Tabelle 7-3: Vorrat an implementierten Oberflächenzeichen Ordner generic

Symbolname no_value.sym standard.sym no_value1.sym standard1.sym no_value2.sym standard2.sym

machined unmachined

Symbol

mit Rauheitswert nein ja nein ja nein ja

Die Symbole entsprechen allerdings nicht in jedem Fall der aktuellen Norm. Aus diesem Grund soll nachfolgend gezeigt werden, wie eigene Symbole relativ einfach erstellt werden können. Abbildung 7-26 zeigt das zu erzeugende Oberflächensymbol, das den Großteil der in DIN ISO 1302 vorgesehenen Angaben enthält. Hierbei repräsentiert das rechte Symbol die allgemeine Darstellung, das linke Symbol die vereinfachte Darstellung und die Kombination dient der Angabe in Zeichnungslegenden. Die Bedeutung der einzelnen Bestandteile ist der Norm zu entnehmen und wird in Abbildung 7-29 erläutert.

vereinfachte Darst.

5

11

60°

Zeichnungslegende allgemeine Darstellung

\x\ = \e\

\c\ \a\ \d\ \b\

\a1\ \b1\

Abbildung 7-26: Symbolik zu Angabe der Oberflächenbeschaffenheit nach DIN ISO 1302

164

7 Zeichnungsableitung aus dem 3D-Modell

Die Erzeugung von Symbolen ist in Abbildung 7-27 verdeutlicht. Nach Festlegung des Symbolnamens kann das Symbol mit den aus dem Skizzierer bekannten Funktionen gezeichnet werden. Allerdings können die skizzierten Objekte nicht über Bemaßungsparameter gesteuert werden, so dass lediglich die angezeigten kartesischen Koordinaten, die SkizziererVoreinstellungen (Rasterpunkte, -winkel, ...) und Referenzen von bereits skizzierten Objekten hierbei unterstützend wirken. Komplettiert wird das Symbol durch die Notizangaben, wobei die Zeichen „\...\“ angeben, dass der enthaltene Text variabel ist (dies wird später genauer erläutert).   Format Ÿ Symbol-Galerie... ž MENÜ-MANAGER Ÿ Definieren

Skizzierunterstützung:

  Skizze Ÿ Skizzierer-Voreinstellungen

Oberflaechensymbol Symbole skizzieren ž SYMBOL EDIT

8x

ž MENÜ-MANAGER Ÿ Ohne HWLinie Ÿ Eingeben Ÿ Horizontal Ÿ Standard Ÿ Standard Ÿ Notiz erzeugen

Ÿ Position wählen Ÿ Text eingeben: z.B. \x\

Abbildung 7-27: Erstellen neuer Symbole und Skizzierunterstützung Zum jetzigen Zeitpunkt hat man lediglich ein statisches Symbol, das beim Einfügen alle Komponenten anzeigen würde. Angestrebt ist in diesem Fall aber eine Art Konfigurator, bei dem die gewünschten Komponenten eingeblendet werden können und so jedes beliebige Symbol entstehen kann (Abbildung 7-28).

Abbildung 7-28: angestrebter Konfigurator für Oberflächensymbole

7.5 Ergänzende Angaben

165

Die Baumstruktur im Symbolkonfigurator ähnelt der des Datei-Explorers in Windows. Die Knoten des Baums werden in Pro/E als Gruppe bezeichnet, die ein Kollektiv von mehreren Komponenten darstellen bzw. auch nur Einzelkomponenten enthalten können. Diese können wiederum Untergruppen enthalten usw. Die logische Strukturierung ist dabei vollkommen frei gestellt und die eigentliche Schwierigkeit bei der Erzeugung von eigenen Zeichnungssymbolen. Für das Oberflächensymbol ist die Hierarchie in Abbildung 7-29 vorgegeben. Oberflaechensymbol allgemein \c\ \a\ \a1 \e\ \d\\b\ \b1

vereinfacht \x = Gleichheitszeichen = \a\\a1\ Anforderung_1

Zusatzschenkel

Bearbeitung

Aussenumriss

\b\\b1\ Anforderung_2 \c\

Fertigungsverfahren

\d\

Rillenrichtung

\e\

Zugabe

unbearbeitet

spanend

Abbildung 7-29: Übersicht über hierarchische Gruppenbildung Die Gruppenbildung ist beispielhaft anhand des vereinfachten Oberflächenzeichens in Abbildung 7-30 dargestellt. Entsprechend dieser Vorgehensweise und der oben gezeigten Gliederung ist die Gruppenbildung auch am allgemeinen Oberflächenzeichen durchzuführen. Die dazu notwendige Navigationsmöglichkeit durch die Hierarchieebenen ist in Abbildung 7-31 erklärt. Dort wird auch der Unterschied zwischen den Gruppenattributen Exklusiv und Unabhängig verdeutlicht. ž ž Ÿ Ÿ

MENÜ-MANAGER SYMBOL EDIT Gruppen Erzeugen

STRG

Ÿ Ebene wechseln Ÿ VEREINFACHT Ÿ Diese Ebene

Ÿ Erzeugen Gleichheitszeichen Ÿ Auswahl

vereinfacht

\x\ = \e\

Ÿ Auswahl Symbolursprung

Abbildung 7-30: Gruppenbildung

\c\ \a\ \d\ \b\

\a1\ \b1\

166

7 Zeichnungsableitung aus dem 3D-Modell

Ÿ Ebene wechseln

Ÿ NACH OBEN Ÿ Diese Ebene Ÿ NAME KIND

Ÿ Gruppen Ÿ Gruppenattrib Ÿ Exklusiv

Ÿ Unabhängig

Kind 1

Vater Kind 1

Kind 2

Kind 2

Kind 3

Kind 3

Kind 4

Kind 4

Vater

Abbildung 7-31: Navigieren in Hierarchieebenen und Einstellen von Gruppenattributen Anschließend sind noch die Attribute für das Symbol festzulegen (Abbildung 7-32). Hierunter fallen die verschiedenen zulässigen Platzierungstypen mit anschließender Wahl des Symbolursprungs (siehe Abbildung 7-30), die Symbolvarianten-Höhe und andere Attribute, aber auch Voreinstellungen für die variablen Texte. Für das hier aufgeführte Beispiel sind die in Tabelle 7-4 aufgelisteten Angaben zu übernehmen. ž MENÜ-MANAGER Ÿ Symbol Edit Ÿ Attribute

Abbildung 7-32: Festlegen der Symbolattribute Tabelle 7-4: Einstellungen für variable Texte Var Text a a1 b b1 c d e x

Typ Text Gleitkomma Text Gleitkomma Text Text Text Text

voreingestellte Werte Ra, Ramax, Rz, Rzmax (Standardwert vergeben, bspw: 3.2) Ra, Ramax, Rz, Rzmax (Standardwert vergeben, bspw: 3.2) roh, geschliffen, gehaertet, gedreht, gefräst (Standardwert vergeben, bspw: 3.2) X, M, C, R, P, =, A (Textsymbol) w, x, y, z

Abschließend ist das Symbol über folgende Befehlsfolge zu speichern.

Ÿ Fertig Ÿ Schreiben Ÿ Name Ÿ OBERFLAECHENSYMBOL Ÿ Verzeichniswahl

7.5 Ergänzende Angaben

167

Von nun an kann das erstellte Symbol in jede Zeichnung eingefügt werden. Der dazu notwendige Dialog ist in Abbildung 7-33 dargestellt. Falls nachträglich Anpassungen am Zeichnungssymbol vorgenommen werden sollen, geschieht das über

  Format Ÿ Symbol Galerie...ž MENÜ-MANAGER Ÿ Umdefinieren ...   Einfügen Ÿ Zeichnungssymbol Ÿ Angepasst... bzw.

ž ÖFFNEN Ÿ Dateiauswahl

ž ÖFFNEN Ÿ Dateiauswahl Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ

Auswahl Platzierungstyp Auswahl Referenz (ggf.) Symbol zusammenstellen Symbol platzieren OK

Abbildung 7-33: Einfügen eines neuen Zeichnungssymbols In Abbildung 7-34 wurde ein Symbol Senkrecht zu Element mit anschließender Wahl der Bezugskante platziert. Für das andere wurden die Optionen mit Hinweislinien, auf Element und Pfeilspitze genutzt. Die erste Option erlaubt das Auswählen mehrerer Bearbeitungsflächen. Ggf. muss für eine genauere Platzierung der Ursprung des Symbols im Menü angepasst werden. Mit dem Platzierungstyp Frei können Oberflächenangaben beliebig positioniert werden.

Abbildung 7-34: Positionierung der Oberflächenzeichen Nach dem Platzieren der Symbole können diese per Drag&Drop beliebig verschoben werden. Auch die Ausrichtung und Länge der Positionspfeile kann durch Verschieben der Griffe angepasst werden. Die Änderung des Textes bzw. das Umdefinieren des Oberflächensymbols selbst erfolgt über das in Abbildung 7-28 dargestellte Menüfenster, das durch einen Doppelklick auf das entsprechende Symbol geöffnet werden kann.

7.5.2

Form- und Lagetoleranzen

Die Symbolik zu Form- und Lagetoleranzen ist in der DIN ISO 1101 festgelegt. Das Hinzufügen einer entsprechenden Tolerierung soll im Folgenden beschrieben werden. Im Beispiel (Abbildung 7-35) soll aus Fertigungssicht gesichert werden, dass die Achse der Bohrung des Bauteils „Backe“ möglichst parallel zur Backengrundfläche liegt.

168

7 Zeichnungsableitung aus dem 3D-Modell

Abbildung 7-35: Teilezeichnung mit Lagetoleranz Vor dem Einfügen von geometrischen Toleranzen müssen für einige Optionen Bezüge erzeugt werden. Dies kann wahlweise im 3D-Modell oder im Zeichnungsmodus erfolgen. Für das dargestellte Beispiel soll eine Bezugsebene „A“ im Zeichnungsmodus neu hinzugefügt werden, welches alternativ zu der in Abbildung 7-36 gezeigten Weise über   Einfügen Ÿ Modellbezug Ÿ Ebene... erfolgt. Im Definitionsfenster können Name, Typ und Platzierungsart des Bezuges festgelegt werden. Als Zeichnungsreferenz wird über die Definitionsoption Auf Fläche... die untere Backenkante selektiert. Im Anschluss daran kann das Symbol per Drag&Drop beliebig verschoben werden. Das Unterdrücken der Bezugssymbole ist über das Zeigen/Wegnehmen-Menü möglich. 1

A 4

2 3 5

Abbildung 7-36: Erstellen von Bezügen Nach der Erstellung der Bezugssymbole beginnt die eigentliche Erzeugung der Toleranzen. Auf der linken Seite des Dialogfensters (siehe Abbildung 7-37) ist das Symbol der zu tolerierenden Eigenschaft (z.B. Rundheit, Parallelität, Gesamtlauf) zu wählen. Der Typ der ReferenzGeometrie wird entsprechend der Eigenschaft vorselektiert und ist vor der Angabe des Platzierungstyps festzulegen. Für das aufgeführte Beispiel ist als Bauteilreferenz die Bohrungsfläche zu wählen. Für die Platzierung auf der Zeichnung sind diverse Kombinationen aus Platzierungs- und Pfeiltyp möglich. In diesem Fall wird Senkrechte Hinweislinie und Pfeilspitze gewählt mit anschließender Selektion der entsprechenden Maßhilfslinie und Platzierung der Toleranz neben der Ansicht. Die Bezugsreferenz ist auf der zweiten Registerkarte festzulegen. Hier kann wahlweise aus einer Liste bereits vorhandener Referenzen gewählt oder eine angezeigte Referenz auf der

7.5 Ergänzende Angaben

169

Zeichnung ausgewählt werden. Der Toleranzwert selbst ist auf der dritten Registerkarte einzutragen. Zusätzliche Angaben bezüglich der Materialbedingungen von Bezug und Toleranzwert (Registerkarte 2 und 3) sowie weitere Symbole und Modifikationen (Registerkarte 4) komplettieren die Einstellung der geometrischen Toleranz.

2 Fläche

4 Senkrechte Hinweislinie

3

6

1

8

5

9

0.01

7

A

Abbildung 7-37: Erzeugung von geometrischen Toleranzen

7.5.3 Notizen und Tabellen Zur Vervollständigung einer technischen Zeichnung sind neben den bisher bearbeiteten Ansichten, Bemaßungen und diversen Symbolen noch weitere Elemente notwendig. Im Folgenden soll das hinzufügen von Tabellen, das Importieren von Stücklisten und die Ergänzung mit Zeichnungsnotizen erklärt werden. In dem in Abbildung 7-38 gezeigten Beispiel wurde der Hinweistext zu den Werkstücken frei auf der Zeichnung über dem Schriftfeld platziert. Zusätzlich stehen natürlich auch Varianten mit Pfeilen oder Hilfslinien zur Verfügung. Um den Text zu ändern oder zu formatieren, kann, wie in Abbildung 7-39 dargestellt, die Dialogbox zur Einstellung der Notizeigenschaften aufgerufen werden. Soll die Definition der Notiz geändert werden, erfolgt dies im Kontextmenü unter der Option Ansatz editieren.

170

7 Zeichnungsableitung aus dem 3D-Modell

ž MENÜ-MANAGER Ÿ Ohne HWLinie Ÿ Eingeben Ÿ Horizontal Ÿ Standard Ÿ Standard Ÿ Notiz erzeugen

Alle Kanten gebrochen

Ÿ Position wählen Ÿ Text eingeben

Abbildung 7-38: Erzeugen von Notizen

Ansatz editieren Alle Kanten gebrochen

Abbildung 7-39: Umdefinieren und Ändern von Notizen In Baugruppenzeichnungen werden zusätzlich so genannte Stücklistenballons benötigt, die die Positionsnummern in einer Stückliste den einzelnen Bauteilen zuweisen (Abbildung 7-40). Diese Stücklistenballons werden über das entsprechende Icon oder über   Einfügen Ÿ Ballon... eingestellt. Das Erzeugen, Platzieren und Ändern der Ballons entspricht der jeweiligen Vorgehensweise für normale Notizen (s.o.). Neben dieser manuellen Erzeugung von Ballons gibt es in Verbindung mit Stücklistentabellen auch eine Möglichkeit, Stücklistenballons automatisch generieren zu lassen (siehe Abbildung 7-43).

Abbildung 7-40: Baugruppenzeichnung mit Stücklistenballons Tabellen werden über das entsprechende Icon oder über   Tabelle Ÿ Einfügen Ÿ Tabelle der Zeichnung hinzugefügt. Die Wahl der Ausrichtung im Menü-Manager hängt von der Lage des

7.5 Ergänzende Angaben

171

gewählten Tabellenursprungs und von der Richtung des Aufbaus (auf-/absteigend und nach rechts/links) ab. Die Feldbreite und –höhe kann in Längeneinheiten oder durch Zeichenanzahl eingestellt werden. Eine Übersicht über die Einstellparameter bei der Erzeugung von Tabellen gibt Abbildung 7-41. Nachdem die Tabelle erstellt wurde, erfolgen weitere Anpassungen. Beispielsweise lassen sich einzelne Zellen verschmelzen (  Tabelle Ÿ Zellen verschmelzen...), Höhe und Breite der Felder anpassen (  Tabelle Ÿ Höhe und Breite...) oder Linienstile ändern (  Tabelle Ÿ Liniendarstellung...). Manche dieser Optionen stehen erst nach Selektion einzelner Tabellenfelder bzw. der ganzen Tabelle zur Verfügung. Der Text eines Tabellenfeldes sowie dessen Stil und Orientierung lässt sich über das Eigenschaftsfenster (vgl. Abbildung 7-39), das sich durch einen Doppelklick auf das entsprechende Feld öffnet, einstellen bzw. anpassen.

1234

aufsteigend

Nach Anz Zeichen

absteigend

nach links

Länge 5mm

nach rechts

Abbildung 7-41: Erzeugen von Tabellen Neben der Speicherung statischer Informationen können Tabellen in Pro/E auch dazu genutzt werden, modellspezifische Informationen dynamisch – beispielsweise in Form einer parametrischen Stückliste – wiederzugeben. Parametrisch bedeutet in diesem Fall, dass die aufgelisteten Angaben bezüglich der Baugruppenkomponenten in unidirektionaler Verbindung mit dem 3DModell stehen und bei Änderungen dementsprechend aktualisiert werden. Die prinzipielle Vorgehensweise ist am Beispiel der Baugruppe Arm in Abbildung 7-42 verdeutlicht. Es wird eine Tabelle bestehend aus drei Spalten und zwei Zeilen erzeugt. Die Felder der ersten Zeile sind entsprechend der Vorgaben zu beschriften. Nach Festlegung des Wiederholbereiches (dynamischer Teil einer Tabelle) werden über das Berichtssymbol-Menü die variablen Textfelder vordefiniert. Durch rpt.index wird ein Zählindex erzeugt, der dann auch für die Positionszeichen genutzt wird. rpt.qty gibt die Anzahl der einzelnen Komponenten an und durch asm.mbr.name werden die Namen der Baugruppenkomponenten der Stückliste hinzugefügt. Welche Systemparameter noch in Tabellen eingefügt werden können, ist der Online-Hilfe zu entnehmen. Die Spalte Menge wird erst ausgefüllt, wenn in den Attributeigenschaften des Wiederholbereichs keine Duplikate zugelassen werden.

172

7 Zeichnungsableitung aus dem 3D-Modell 6 ž MENÜ-MANAGER Ÿ Absteigend Ÿ Nach rechts Ÿ Nach Anz Zeichen Ÿ Pkt anklicken

6

20

2 2

Pos.

Menge

Bezeichnung

Pos.

Menge

Bezeichnung

  Tabelle Ÿ WiederhBereich...

Pos. rpt.index

Menge rpt.qty

Bezeichnung asm.mbr.name

ž MENÜ-MANAGER Ÿ Attribute Ÿ Auswahl Tabelle Ÿ Keine Duplikate Ÿ Fertig/Zurück

Pos. 1 2 3

Menge 1 1 1

Bezeichnung Arm Backe Stift

  Tabelle Ÿ WiederhBereich... ž MENÜ-MANAGER Ÿ Hinzufügen Ÿ Einfach Ÿ Ecken des Bereichs festlegen (Startfeld) Ÿ Ecken des Bereichs festlegen (Endfeld)

Pos. 1 2 3

Menge

Bezeichnung Finger Backe Stift

Abbildung 7-42: Definition einer Stückliste Nach Erstellen der Stückliste können Stücklistenballons auch automatisch eingeblendet werden (Abbildung 7-43)   Tabelle Ÿ StckListBallons ž MENÜ-MANAGER Ÿ Bereich einstellen Ÿ Auswahl

Pos. 1 2 3

Menge 1 1 1

Bezeichnung Arm Backe Stift

Abbildung 7-43: automatisches Anzeigen von Stücklistenballons

ž MENÜ-MANAGER Ÿ Ballons erzuegen Ÿ Alle zeigen

7.6 Formate und Schablonen

173

7.6 Formate und Schablonen In Kapitel 7.2.1 wurde bereits die Vorgehensweise erläutert, bei der Erzeugung neuer Zeichnungsdateien vorhandene Format- oder Zeichnungsvorlagen (Schablonen) als Basis für die Zeichnung einzustellen. Im Folgenden soll die Erstellung eigener Formatvorlagen und Schablonen erklärt werden.

7.6.1

Erstellen von Formatvorlagen

Das System bietet eine kleine Auswahl an Formatvorlagen, von denen allerdings keine der deutschen Norm entspricht. Neben der Möglichkeit, solche Formate aus dem Internet zu beziehen, soll an dieser Stelle verdeutlich werden, wie Vorlagen mit relativ wenig Aufwand manuell erstellt werden können. Für das Anlegen einer neuen Formatvorlage ist unter   Neu Ÿ Datei der Dokumententyp Format zu wählen. Diese wird mit DINA4_hoch bezeichnet und dementsprechend im darauf folgendem Fenster (Option leer) als Zeichnungsgröße A4 und Blattausrichtung Hochformat gewählt. Die Option Leer kann beibehalten werden. Ausgehend von einer leeren Formatvorlage wird zuerst der Zeichnungsrahmen mit Hilfe von 2-Punkte-Linien erstellt. Der Rahmen hat an der oberen, unteren und rechten Seite einen Abstand von jeweils 10mm und auf der linken Seite einen Abstand von 20mm vom Rand (Abbildung 7-44). Diese Maße gelten für alle gängigen Zeichnungsformate von A4 bis A0. Für eine exakte Positionierung der Linien sind die im unteren, linken Bereich des Fensters angezeigten kartesischen Mauskoordinaten hilfreich.

10

7 3 7 3 7373

23

20

45 Technische Referenz

1

45

23

Erstellt durch

2

6

17

6

8 8

Genehmigt von

3

4

Dokumentenart

5

Dokumentenstatus

7

8

Titel, zusätzlicher Titel

6

10

9 Änd.

11

Ausgabedatum

12

Spr.

Blatt

13 14

Linie ausgeblendet Felder verschmolzen 10

10 180 Schriftfeld

Verantwortl. Abt.

Abbildung 7-44: Zeichnungsrahmen mit Schriftfeld nach DIN EN ISO 7200 Als nächstes wird das Schriftfeld über eine Tabelle erzeugt. Die dazu notwendige Techniken zum Erstellen und Manipulieren einer Tabelle wurden bereits in Kapitel 7.5.3 erläutert. Die hier benötigte Tabelle besteht aus neun Spalten und acht Zeilen und wird ausgehend von der rechten, unteren Ecke (Eckpunkt) des zuvor erstellten Rahmens Nach links und Aufsteigend mit

174

7 Zeichnungsableitung aus dem 3D-Modell

der Option Länge und den in Abbildung 7-44 gezeigten Maßen erzeugt. Danach werden die an die grau markierten Linien angrenzenden Felder miteinander verschmolzen und die gestrichelten Linien ausgeblendet. In den 3mm hohen Zeilen der Felder werden die Beschriftungen eingetragen. Das sind entsprechend der Feldnummerierung: Verantwortl. Abt. (Verantwortliche Abteilung (1)), Technische Referenz (2), Erstellt durch (3), Genehmigt von (4), Dokumentenart (7), Dokumentenstatus (8), Titel, zusätzlicher Titel (9), Änd. (Änderung (11)), Ausgabedatum (12), Spr. (Sprache (13)) und Blatt (14). Feld 5 steht zur freien Verfügung, Feld 6 bietet Platz für das Firmenlogo und in Feld 10 kann die Dokumentennummer eingetragen werden. Schriftgröße und Textausrichtung sind passend zu wählen. Im Anschluss an die Fertigstellung des Schriftfeldes kann die Tabelle über   Tabelle Ÿ Tabelle speichern Ÿ Als Tabellendatei... als Datei gespeichert werden und somit bei der Erstellung einer neuen Formatvorlage (z.B. für die restlichen Formate A3-A0) importiert werden (  Tabelle Ÿ Einfügen Ÿ Tabelle aus Datei...), um den Arbeitsaufwand zu verringern. Um die Zeichnungsableitung ein Stück weit zu automatisieren, lassen sich eine Reihe von Informationen, die im Modell oder in der Zeichnung bereits vorliegen, als Notiz oder Tabelleninformation einfügen. Eine kleine Auswahl dieser sog. Systemparameter zeigt Tabelle 7-5. Eine umfangreichere Auswahl erhält man in der Pro/E-Hilfe unter der Rubrik Zeichnungserstellung. Tabelle 7-5: Systemparameter (Auswahl) Parametername

Beschreibung

&pro_mp_mass

zeigt den Massenwert an

&model_name

zeigt den Modellnamen an

&scale

zeigt den Maßstab der Zeichnung an

&format

zeigt die Formatgröße an (bspw. A4)

¤t_sheet

7.6.2

zeigt die aktuelle Seitennummer an

&total_sheets

zeigt die vollständige Anzahl der Seiten einer Zeichnungsdatei an

&todays_date

zeigt aktuelles Datum an (im Format %dd%mm%yy)

Erstellen von Zeichnungsschablonen

Neben Formatvorlagen können auch Zeichnungsschablonen als Grundlage für die Erstellung einer technischen Zeichnung dienen. Zeichnungsschablonen haben den Vorteil, dass hierbei fest definierte Ansichten vorgegeben sind, die dann von dem referenzierten Modell abgeleitet werden. Des Weiteren lassen sich folgende Aufgaben mit Schablonen durchführen: Layout von Ansichten definieren, Ansichtsdarstellung festlegen, Notizen und Symbole platzieren, Tabellen definieren, Einrastlinien erzeugen und Bemaßungen anzeigen lassen. Pro/E bietet Zeichnungsschablonen, die die drei Basisansichten eines Modells generieren. Im Folgenden wird die manuelle Vorgehensweise bei der Erstellung von Schablonen und deren Anpassung

7.6 Formate und Schablonen

175

vorgestellt. Allerdings gilt: Je detaillierter eine Zeichnungsschablone ist, desto eingeschränkter ist auch der Referenzbereich der Modelle, auf den sie angewendet werden kann. Der Aufruf einer neuen Zeichnungsschablone erfolgt wie der einer einfachen technischen Zeichnung. Für das dargestellte Beispiel wird die Option Leer mit Formatierung und die zuvor erstellte Formatvorlage DINA4_hoch gewählt. Auf diese Weise ist der Zeichnungsrahmen inklusive Schriftfeld bereits in der Schablone gekapselt. Danach muss vom Zeichnungsmodus über

  Applikation Ÿ Schablone in den Schablonenmodus gewechselt werden. In der angepassten Umgebung können jetzt über

  Einfügen Ÿ Schablonenansicht... neue Vorlagenansichten eingefügt werden. In dem darauf erscheinenden Anweisungsfenster (Abbildung 7-45), über das sich die Eigenschaften der Schablonenansicht ggf. auch nachträglich anpassen lassen, können diverse Einstellungen für die einzufügende Ansicht vorgenommen werden. Der gewählte Ansichtsname sollte wie immer selbst beschreibend sein. Beim Ansichtstyp ist zwischen Allgemein (entspricht Basisansicht) und Projektion zu unterscheiden, wobei bei letzterer Option zusätzlich der Name der Referenzansicht anzugeben ist.

Name_Schablonenansicht

Abbildung 7-45: Einstellung der Eigenschaften für Schablonenansichten Unter der Rubrik Ansichtsoptionen können die verschiedenen Merkmale einer Schablonenansicht voreingestellt werden. Die meisten dieser Merkmale entsprechen den zuvor erklärten Zeichnungsansichtsmerkmalen. Bei einigen Ansichtsoptionen kann aus vordefinierten Ansichtswerten gewählt werden, weil diese modellunabhängig sind, andere wiederum sind modellabhängig und müssen manuell eingetragen werden. Bestes Beispiel dafür ist der Name der Orientierung einer Ansicht. Werden abweichend von den Standardansichtsnamen im Modell andere Namen benutzt, sind diese auch bei der Schablonenansicht zu benutzen. Ansonsten kann keine automatische Ansichtsableitung erfolgen. Für das vorliegende Beispiel sollen die drei Standardansichten inklusive Bemaßung und eine Standardansicht erzeugt werden. Die dazu notwendigen Ansichtswerte und –optionen, sowie die Quadrantenaufteilung sind der Abbildung 7-46 zu entnehmen. Abbildung 7-47 zeigt die Zeichnungsableitung am Beispiel des Bauteils Backe. Wie hierbei ersichtlich wird, lassen sich

176

7 Zeichnungsableitung aus dem 3D-Modell

automatische Ansichtsableitungen relativ gut durchführen. In der Regel sind solche Ableitungen aber nie komplett und benötigen immer einer manuellen Nachbesserung.

Basisansicht

Seitenansicht

Draufsicht

Standard

Abbildung 7-46: Erstellen einer Zeichnungsvorlage

Abbildung 7-47: Zeichnungsableitung des Bauteils Backe

177

8 Ergänzende Arbeitstechniken

8.1 Teilefamilien Zylinderstifte

Form A

Form B

Form C

Abbildung 8-1: Zylinderstifte Die in 219 dargestellten Zylinderstiftformen sollen in einer Teilefamilie zusammengefasst werden. Zunächst ist ein geeignetes generisches Modell zu erzeugen, das alle Konstruktionselemente enthält, die in den Stiftformen auftreten können (Abbildung 8-2). 1.) Grundkörper

2.) Fase_1

30

1

45°

8 3.) Fase_2

4.) Rundung (Drehen_1) 45° 1

2

Abbildung 8-2: Arbeitsschritte Die Fasen sind einzeln zu erzeugen, da sie unabhängig voneinander in den Varianten ein- und ausschaltbar sein müssen. Die erst danach durchzuführende Verrundung erfolgt über einen

178

8 Ergänzende Arbeitstechniken

„Materialschnitt“, wobei der Kreisbogen und die Geraden des „Schnittwerkzeuges“ auf die Stiftumrisse bzw. auf die Rotationsachse auszurichten sind. Danach kann Familientabelle angelegt werden:

  Tools Ÿ Familientabelle… ž FAMILIENTABELLE Über die Schaltfläche im Definitionsfenster wird ein weiteres Fenster geöffnet, in dem festgelegt werden kann, welche Bemaßungen oder Konstruktionselemente in die Tabelle integriert werden sollen. Im gewählten Beispiel werden zunächst ausschließlich die 3 Konstruktionselemente (Fase, Fase, Mschnitt) im Modellbaum ausgewählt. Dafür ist vor der Elementauswahl die entsprechende Auswahloption festzulegen:

ž FAMILIENELEMENTEŸ KE Ÿ Auswahl() Ÿ OK.. In die Familientabelle werden dann automatisch die entsprechende Spalten eingefügt. Die Angaben der ersten Tabellenzeile betreffen das Generic-Teil selbst. Zur Erzeugung der Varianten sind die weiteren Zeilen über das Icon einzufügen und auszufüllen (Tabelle 8-1). Bei Konstruktionselementen wird über Y (Yes) oder N (No) eingestellt, ob sie in der jeweiligen Variante vorkommen sollen. Bei Bemaßungen sind die gewünschten Werte einzutragen. Es besteht auch die Möglichkeit Varianten beliebig zu kopieren. Im entsprechenden Definitionsfenster können die Anzahl der Kopien sowie die evtl. zu inkrementierenden Bemaßungen festgelegt werden. Tabelle 8-1: Familientabelle „Zylinderstift“ Variantenname

Fase_1

Fase_2

Y

Y

StiftformA

Y

N

Y

StiftformB

Y

Y

N

StiftformC

N

N

N

Zylinderstift

Dateiname Zylinderstift.prt

Drehen_1 Y

Die einzelnen Varianten können nach deren Auswahl über den „Schalter“ im Tabellenfenster geöffnet werden. Bei Aufruf des Bauteiles ist nun stets der Name der gewünschten Variante auszuwählen. Bei Unklarheiten kann die Variante auch über die Familientabelle des Generic-Teiles aufgerufen werden. Werden die Varianten separat gespeichert, so können sie besonders bei komplexen Modellen schneller aufgerufen werden. Dabei geht jedoch die Bindung zu ihrem generischen Ausgangsobjekt verloren. Im generischen Teil wird jedoch in der Tabellenspalte Typ die separate Abspeicherung angezeigt. Jede Variante kann Ausgangspunkt neuer Familientabellen sein. Um z. B. die Stiftform B mit unterschiedlichen Längen und Durchmessern als neue Teilefamilie zu erzeugen (Tabelle 8-2),

8.2 Benutzerdefinierte Feature

179

ist die zuvor beschriebene Vorgehensweise gleichermaßen anzuwenden. Anstelle des Elementetyps „Konstruktionselement“ im Definitionsfenster ist nun „Bemaßung“ zu wählen. Tabelle 8-2: Familientabelle „StiftformB“ Name

d0

d1

StiftformB

30.0

8.0

SifttformB10

40.0

10.0

StiftformB16

70.0

16.0

Falls diese „Untertabelle“ gleich mit erzeugt werden soll, kann im Definitionsfenster der ersten Familientabelle die entsprechende Einfügeoption genutzt werden:

ž FAMILIENTABELLE Ÿ Einfügen Ÿ Tabelle auf Variantenebene Über die Tabellen kann auch die Integration anderer Elemente (Parameter, Referenzmodelle, Gruppen, Baugruppenkomponenten ...) gesteuert werden.

8.2 Benutzerdefinierte Feature Der Anwender hat die Möglichkeit, eigene Feature zu erzeugen, die er dann ähnlich wie eine Fase oder Rundung bei der Erzeugung anderer Bauteile nutzen kann. Diese Benutzerdefinierten Feature (UDF) lassen sich aus bereits erstellten Konstruktionselementen erzeugen. Dabei kann ein UDF einzelne oder mehrere Konstruktionselemente einschließen. Diese UDF dienen zur Erleichterung von wiederkehrenden Modellierungsaufgaben und zur Vereinfachung komplizierter Modellierungswege. In diesem Kapitel soll die Passfedernut einer Abtriebswelle in ein UDF überführt und an anderer Stelle neu eingefügt werden. Das UDF wird dann automatisch die Erzeugung einer Bezugsebene und eines Materialschnittes realisieren. Zunächst wird die Abtriebswelle entsprechend Abbildung 8-3 mit nur einer Passfedernut erzeugt. Hinzugefügt wird eine Bezugsebene, die parallel zu einer der Längsebenen und tangential an den dünnsten Zylinder gelegt wird. Der letzte vorbereitende Schritt besteht in der Erzeugung des Materialschnittes als Profilschnitt von der neu erzeugten Ebene aus in die Welle.

180

8 Ergänzende Arbeitstechniken

Teil: Abtriebswelle Rotationskörper erzeugen 135 80 50

8

t=5

Kopie (UDF)

15

ø35

3.5

ø45

22

12

ø35

ø40

40

Original

t=4

1.5x45°

1.5x45°

ø30

68

1.5x45°

218

ž BEZUGSEBENE Ÿ Auswahl (Zylinder) Ÿ Tangential Ÿ Auswahl (TOP) Ÿ Parallel

STRG

Ÿ OK

Materialschnitt erzeugen (siehe Skizze)

Abbildung 8-3: Abtriebswelle Nach diesen vorbereitenden Aufgaben folgt jetzt die eigentliche Erzeugung eines UDF über:

  Tools Ÿ UDF Bibliothek Ÿ Erzeugen Ÿ Name: Passfedernut Die UDF-Option wird auf Unabhängig gestellt und die Abfrage, ob das Referenzteil eingeschlossen werden soll, mit Ja beantwortet. Wird das UDF in ein neues Teil eingebaut, sorgt die Option Unabhängig dafür, dass sich Änderungen am Ausgangsteil nicht auf die weiteren Teile auswirken. Die Integration des Referenzteils bietet die Möglichkeit, beim Einbau des UDF das Ausgangsteil in einem weiteren Fenster anzeigen zu lassen und somit die abgefragten Bezüge und Abmessungen verdeutlicht zu bekommen. Anschließend werden die in das UDF einzubindenden Konstruktionselemente aus dem Modellbaum oder dem Grafikfenster ausgewählt.

ž UDF-KE Ÿ Auswahl (tangentiale Bezugsebene, Materialschnitt) Ÿ Fertig Ÿ Festlegung der Bezugsnamen (Abfragen) Ÿ ... Ÿ Fertig Wäre die tangentiale Bezugsebene nicht Bestandteil des UDF, müsste beim Einfügen des UDF bereits eine solche vorhanden sein. Bei der Festlegung der Abfragen können erklärende Namen für die bei der Modellierung benutzten Elemente vergeben werden. Je nach Modellierungstechnik und Verwendung von Referenzen im Skizzierbereich und zur Platzierung bzw. Orientierung von Skizzen, können sich unterschiedlich viele Abfragen ergeben. Jedes referenzierte Element ergibt eine zusätzliche Abfrage beim späteren Einbau des UDF. Nach der Definition der Bezugsnamen können diese über den Schalter Nächste noch einmal angezeigt werden. Damit ist die Erstellung des Grundfeature abgeschlossen. Im noch

8.2 Benutzerdefinierte Feature

181

offenen UDF-Dialogfenster können jetzt weitere Optionen eingestellt werden. Das Vorgehen ist anhand von variablen Bemaßungen dargestellt. Diese werden ebenso wie die Bezüge beim späteren Einbau des UDF abgefragt. ž UDF: PASSFEDERNUT Ÿ Variabl Bem Ÿ Definieren Ÿ Auswahl (4 Maße) Ÿ Fertig Ÿ Bezeichnungen Ÿ ... Ÿ Fertig Ÿ OK Ÿ Fertig

Die Maßbezeichnungen werden wie die Bezugsnamen beim Einbau des UDF in der Kommandozeile angezeigt. Nach der Namensvergabe kann die UDF-Definition abgeschlossen werden. Der Einbau des UDF an einer neuen gewünschten Position wird eingeleitet durch:

  Einfügen Ÿ Benutzerdefiniertes KE Ÿ Auswahl (Passfedernut.gph) Ÿ Spezialreferenz-Konfiguration Ÿ OK. Im nachfolgenden Dialogfenster sind die notwendigen Bezüge zur Platzierung des UDF sowie weitere Optionen festzulegen (Abbildung 8-4).

1 …

n Auswahl Bezüge

Abfragetext

Abbildung 8-4: UDF-Einbau Die Registerkarte Optionen bietet dem Anwender die Möglichkeit eines skalierten UDFEinbaus sowie das (Ent-)Sperren von Bemaßungen. Die Registerkarte Variablen führt alle zuvor als variabel definierten Bemaßungsparameter auf, die somit vor dem Einbau geändert werden können. Die Auswahl der notwendigen Bezüge zur Platzierung des UDF sowie die Kennzeichnung der variablen Bemaßungen wird durch die vom Anwender definierten Abfragen bzw. Bezeichnungen erleichtert. Im nächsten Schritt sind die jeweiligen Orientierungen der gewählten Bezüge einzustellen. Bei falscher Wahl der Referenzen oder der Orientierungen wird das UDF unter Umständen außerhalb des Körpers platziert. Zum Abschluss erscheint im Modellbaum eine Gruppe mit dem UDF-Namen. Diese kann wie jedes andere Konstruktionselement verändert werden. Zur Übung ist die als UDF abgespeicherte Passfedernut an der neuen Position (vgl. Abbildung 8-3) mit den veränderten Abmessungen einzufügen. Die Gestalt der Welle kann im Zusammenhang mit der Erstellung der Getriebebaugruppe, die in Kapitel 3 und 6 beschrieben ist, den Erfordernissen angepasst werden. So lassen sich weitere Wellenelemente, wie Freistiche, Zentrierbohrungen oder Fasen, als UDFs abspeichern und beliebig oft wieder verwenden.

182

8 Ergänzende Arbeitstechniken

8.3 Geometrieoptimierung Optimierungsstudien erlauben dem System das Berechnen von Bemaßungswerten, welche die Anforderungen der vorher festgelegten benutzerdefinierten Bedingungen erfüllen. So kann beispielsweise für einen Körper bei konstantem Volumen die Oberfläche minimiert werden. Um eine Geometrieoptimierung durchführen zu können, ist eine vorherige Berechnung der notwendigen Parameter erforderlich. Diese können mit Hilfe eines Analyse-Features ermittelt werden. Ein Analyse-Feature ist ein Bezugs-Feature, welches eine Messung in Form eines Parameters, Bezugspunktes, Koordinatensystems oder Graphen für weitere Berechnungen oder Konstruktionen festhalten kann.

8.3.1

Blechteil

An einem Blechteil soll die Kurvenlänge der Außenkontur (ohne Bogenstück) bei festgelegtem Flächeninhalt minimiert werden. Nach der Modellierung des Blechteils müssen zwei AnalyseFeatures erzeugt werden. Das erste Analyse-Feature erfasst die Messung der Kurvenlänge, das zweite die Messung des Flächeninhalts. Abbildung 8-5 zeigt den Dialog für die erste Analyse. Zum Abschluss des Dialogs kann festgelegt werden, ob das Ergebnis der Kantenlängenmessung im Parameter LENGTH abgespeichert werden soll. Teil: Bodenblech R200

Profilkörper erzeugen SHIFT

  Analyse Ÿ Messen Ÿ Länge ž LÄNGE Ÿ Typ: KE Ÿ Auswahl (2 Kanten - die drei Geraden sollten rot markiert sein)

1

200

2

Ÿ

3 300 t=5

Abbildung 8-5: Bodenblech Nach erfolgreichem Abschluss des ersten Analyse-Features wird nach demselben Prinzip ein zweites Analyse-Feature für die Berechnung des Flächeninhalts erzeugt.

  Analyse Ÿ Messen Ÿ Flächeninhalt ž FLÄCHENINHALT Ÿ Typ: KE Ÿ Auswahl (Deckfläche) Ÿ Nach Abschluss des zweiten Analyse-Features kann die Optimierung gestartet werden (Abbildung 8-6).

8.3 Geometrieoptimierung

183

  Analyse Ÿ Durchführbarkeit/Optimierung...   Datei Ÿ KE erzeugen... Ÿ Name eingeben

Abbildung 8-6: Analysedurchführung Im Menü OPTIMIERUNG/DURCHFÜHRBARKEIT kann nach Auswahl der Option Optimierung das Ziel der Optimierungsstudie festgelegt werden. In diesem Fall soll der Wert des Parameters LENGTH minimiert werden. Als Randbedingung ist der Parameter AREA mit einem festgesetzten Wert von 46000 zu bestimmen. Abschließend müssen noch die Designvariablen angegeben werden. Dies sind in diesem Fall die beiden linearen Bemaßungen des Blechteils (auf Minimal- und Maximalwerte achten Ÿ Min/Max). Sowohl die Randbedingungen als auch die Designvariablen können mit der Option Hinzufügen... bzw. Bemaßung hinzuf... hinzugefügt werden. Mit dem Befehl Berechnen wird die Optimierungsstudie gestartet. Hierbei werden die Designvariablen innerhalb ihrer vorgegebenen Grenzen variiert, bis die kürzeste Kantenlänge bei vorgegebenem Flächeninhalt errechnet wurde. Nach dem Schließen des Fensters des Konvergenzgraphs sowie des Menüs OPTIMIERUNG/DURCHFÜHRBARKEIT werden die optimierten Werte einmalig in die Geometrie des Blechteils aufgenommen. Bei nachträglicher Änderung der Bemaßungen bzw. Geometrie muss eventuell eine neue Optimierung gestartet werden. Jedoch bietet Pro/ENGINEER die Möglichkeit, die Optimierungsstudie als Feature im Modell zu integrieren (Abbildung 8-6). Hierbei wird bei jeder Regenerierung die Optimierung ausgeführt.

8.3.2 Kurbelwelle Weitere Möglichkeiten der Geometrieoptimierung sollen anhand des Modells einer Kurbelwelle aufgezeigt werden (Abbildung 8-7).

184

8 Ergänzende Arbeitstechniken

Für einen unwuchtfreien Betrieb einer Kurbelwelle muss der Schwerpunkt der Kurbelwellenscheibe möglichst nah an der Drehachse liegen. Ziel dieser Optimierungsstudie ist demzufolge die Minimierung des Abstandes zwischen Schwerpunkt der Scheibe und der Drehachse der Kurbelwelle. Auf die Erzeugung des Modells soll hier nicht näher eingegangen werden. Die Drehachse soll jedoch mit einer Achse des Standardkoordinatensystems zusammenfallen (hier: x-Achse).

y

x

Teil: Kurbelwelle

Abbildung 8-7: Kurbelwelle Nach erfolgreicher Modellierung der Kurbelwelle muss ein Analyse-Feature erzeugt werden, das die Koordinaten des Schwerpunktes erfasst (Abbildung 8-8).   Analyse Ÿ Modell Ÿ Masseneigenschaften ž MASSENEIGENSCHAFTEN Ÿ Typ: KE Ÿ Definition Ÿ Dichte: 7.85e-9 Ÿ

Ÿ KE Ÿ Parameter & Bezüge definieren (YCOG – y center of gravity = y-Koordinate des Schwerpunktskoordinatensystems) Ÿ

Abbildung 8-8: Analyse-KE

8.3 Geometrieoptimierung

185

Aufgrund der Symmetrie des Bauteils ist die z-Koordinate des Schwerpunkts nicht notwendig. Bei der Berechnung von Masseneigenschaften können im ermittelten Schwerpunkt Bezüge (Koordinatensystem oder Bezugspunkt) zur weiteren Verwendung erstellt werden. Die Optimierungsstudie für die Kurbelwelle ist analog zum obigen Beispiel (Blechteil) aufgebaut (Abbildung 8-9).   Analyse Ÿ Durchführbarkeit/Optimierung...   Datei Ÿ KE erzeugen... Ÿ Name eingeben

Abbildung 8-9: Optimierung der Kurbelwelle Ziel dieser Optimierung ist die Minimierung des Betrags der y-Koordinate des Schwerpunkts (Abs Wert minimieren). In diesem Fall reicht die Option Minimieren nicht aus, da sonst die yKoordinate negative Werte annimmt. Designvariablen dieser Studie stellen der Durchmesser der Scheibe (‡120), sowie die Winkelbemaßung (100°) dar.

8.3.3

Benutzerdefinierte Analyse (BDA) an einem Krümmer

Benutzerdefinierte Analysen stellen problemspezifische Messungen oder Analysen dar. Sie bestehen aus einer ausschließlich für die Definition einer Messung notwendigen Gruppierung von Konstruktionselementen (Konstruktionsgruppe) und können nach Erstellung jederzeit wieder verwendet werden. Das letzte Element einer Konstruktionsgruppe muss ein AnalyseKE sein. Für die Erzeugung von BDAs steht in Pro/ENGINEER das Konstruktionselement Feldpunkt zur Verfügung. Ein Feldpunkt ist ein Punkt eines Elements (Kurve, Kante, Fläche oder Sammelfläche), der die gesamte Domäne dieses gewählten Elements definiert. Demzufolge ist keine Bemaßung zur Positionierung eines Feldpunkts notwendig, da dieser im Laufe einer Analyse oder Messung jede Position der Domäne bzw. des Feldes einnimmt. Analysen/Messungen können an jedem beliebigen Punkt einer ausgewählten Domäne durchgeführt werden (einfache Messung) oder auf der gesamten Domäne mit Hilfe des Feldpunkts (Kurven- bzw. Flächenanalyse). Im letzten Fall wird die Analyse-Konstruktion vorübergehend an jedem Punkt der Domäne gebildet. Bei der Verwendung von Feldpunkten ist

186

8 Ergänzende Arbeitstechniken

darauf zu achten, dass diese nicht als referenzierte Bezugspunkte für die Modellierung verwendet werden. Sie sind lediglich für den Einsatz einer BDA geeignet. Um den Missbrauch von Feldpunkten zu vermeiden, sollten Konstruktionsgruppen nach ihrer Erstellung unterdrückt werden. Sie stehen dem Anwender trotz Unterdrückungsstatus für weitere BDAs zur Verfügung. Zur Veranschaulichung einer benutzerdefinierten Analyse soll anhand eines Krümmers der Flächeninhalt des Querschnitts unter Verwendung eines Feldpunkts über die gesamte Länge des Bauteils ermittelt werden. In einem ersten Schritt wird der Krümmer als Zug-Verbund-KE erzeugt. Hierzu sind Stützpunkte für die Erzeugung eines Splines als Leitkurve notwendig (Abbildung 8-10). Kurve durch Punkte erzeugen PNT4

PNT1 PNT3

PNT0 PNT2

  Einfügen Ÿ Zug-Verbund-KE Ÿ Referenzen Ÿ Auswahl(Kurve) Ÿ Schnitte Ÿ Auswahl (PNT0) Ÿ Skizze Skizze (Kreis ‡20)

Ÿ Schnitte Ÿ Einfügen Ÿ Auswahl (PNT4) Ÿ Skizze Skizze (Kreis ‡35)

Abbildung 8-10: Krümmer als Zug-Verbund-KE Um den Querschnitt an einer beliebigen Stelle des Krümmers messen zu können, wird ein Feldpunkt auf der Leitkurve erzeugt. Die Kurve bildet somit die Domäne des Feldpunkts. Anschließend kann mit Hilfe einer Bezugsebene, die durch den Feldpunkt und senkrecht zur Kurve verläuft, der zu messende Querschnitt durch ein Analyse-KE ermittelt werden

8.3 Geometrieoptimierung

187

(Abbildung 8-11). Die Konstruktionsgruppe besteht demzufolge aus dem Feldpunkt, der Bezugsebene und dem Analyse-KE, da diese Elemente der reinen Definition einer Messung dienen und nicht im Zusammenhang mit der Bauteilmodellierung stehen. 1

2

Auswahl Punkt (beliebig)

FPNT0

ž BEZUGSEBENE Ÿ Auswahl Feldpunkt Ÿ Auswahl Kurve

STRG

  Analyse Ÿ Modell Ÿ Querschnitt-Masseneigenschaften ž QUERSCHNITT-MASSENEIGENSCHAFTEN Ÿ Typ: KE Ÿ Definition Ÿ Auswahl Ebene (DTM1) Ÿ

Ÿ KE Ÿ Parameter definieren

Ÿ

Ÿ Auswahl (Feldpunkt, DTM1, Mess-KE) Ÿ Ÿ Gruppe

Abbildung 8-11: Konstruktionsgruppe zur Querschnittsmessung Nachdem alle Vorbereitungen getroffen wurden, erfolgt die eigentliche benutzerdefinierte Analyse (Abbildung 8-12). Hierzu durchläuft der Feldpunkt gemäß der eingestellten Auflösung seine Domäne (hier: Kurve) und ermittelt an diesen Punkten der Kurve den Flächeninhalt der Querschnitte analog zur zuvor erzeugten Messung.   Analyse Ÿ Benutzerdefinierte Analyse… Auflösung einstellen

1

3

KE hinzuf

Analysename Ÿ

2

Ÿ Schließen

Abbildung 8-12: Benutzerdefinierte Analyse (BDA) Die als Graph ausgegebenen Wertepaare stehen danach für weitere Konstruktionsschritte zur Verfügung (z.B. Export als Excel-Datei).

188

8 Ergänzende Arbeitstechniken

8.3.4

Graphenvergleich

Durch Vergleich zweier Graphen können Abweichungen der Verteilung eines bestimmten Parameters entlang eines anderen Parameters ermittelt werden. Für die Einhaltung des Konstruktionsziels kann die Ist-Verteilung eines Parameters (Graph aus Analyse-KE) mit den Soll-Werten (Graph-KE) verglichen werden. Die Abweichung der beiden Graphen voneinander kann dann als Parameter für eine Studie eingesetzt werden, um die Abweichung zu optimieren und somit die bestmögliche Verteilung zu erzielen. Zum Vergleichen von Graphen ist die Erstellung eines Analyse-KEs notwendig, das zwei Graphen mit Hilfe einer Beziehung der folgenden Syntax vergleicht: Beziehung_Name = comparegraphs(„Name_1“, „Name_2“, „Typ“, Linke_Begrenzung_1, Rechte_Begrenzung_1, Linke_Begrenzung_2, Rechte_Begrenzung_2) Dabei haben die Bezeichnungen und Argumente der Funktion folgende Bedeutung: Beziehung_Name Name_1 Name_2 Typ Linke(Rechte)_Begrenzung_1(2)

- Name der Beziehung - Name des ersten Graphen oder Analyse-KEs - Name des zweiten Graphen oder Analyse-KEs - Berechnungsmethode der Graph-Abweichung (lone, ltwo, linf, area) - Linke (rechte) Begrenzung des ersten (zweiten) Graphen

Das folgende Beispiel eines Diffusors soll die Möglichkeiten der Verwendung eines Graphenvergleichs zur Bauteilmodellierung bzw. Bauteiloptimierung veranschaulichen. Hierzu wird zunächst der Diffusor als Rotationskörper modelliert (Abbildung 8-13). 80

Teil: Diffusor ø140

52

Diffusor erzeugen

46 ø100 ø58

17

ø36

ø45 ø32

ø85 ø52

Ÿ Außen- und Innenkontur jeweils als Spline mit 4 Stützpunkten

20

Abbildung 8-13: Diffusor Dieser erste Entwurf eines Diffusors soll nun mit Hilfe eines Vergleichs zweier Graphen hinsichtlich seines Querschnittsverlaufs optimiert werden. Hierzu werden die aktuellen Querschnitte an jedem Punkt des Diffusors gemessen und die Ergebnisse in Form eines Graphen ausgegeben. Dieser Graph wird mit einer Sollkurve des Querschnittsverlaufs, die sich aus thermodynamischen und Festigkeitsberechnungen ergeben kann, verglichen und anschließend die Differenz zwischen den Graphen durch eine Optimierungsstudie minimiert. Zunächst wird eine skizzierte Leitkurve entlang der Drehachse erzeugt, die später die Domäne des Feldpunkts zur Messung der Querschnitte darstellt (Abbildung 8-14).

8.3 Geometrieoptimierung

189

1 Ÿ Skizzieren der Leitkurve

2

FPNT0

1

1

ž BEZUGSEBENE Ÿ Auswahl Feldpunkt

Auswahl Punkt 3 (beliebig) STRG

4

Ÿ Auswahl Kurve   Analyse Ÿ Modell Ÿ Querschnitt-Masseneigenschaften ž QUERSCHNITT-MASSENEIGENSCHAFTEN Ÿ Typ: KE Ÿ Definition Ÿ Auswahl Ebene (DTM1) Ÿ

Ÿ KE Ÿ Parameter definieren

Ÿ

Ÿ Auswahl (Feldpunkt, DTM1, Mess-KE) Ÿ Ÿ Gruppe

Abbildung 8-14: Querschnittsmessung am Diffusor Mit Hilfe einer benutzerdefinierten Analyse (BDA) kann nun analog zum Beispiel am Krümmer (vgl. Abschnitt 8.3.3) das gesamte Bauteil hinsichtlich seines Querschnittsverlaufs untersucht werden. Bei der Definition der Ergebnisbezüge ist darauf zu achten, dass das Analyseergebnis als Graph ausgegeben wird (Abbildung 8-15). ž ANALYSE Ÿ BDA Ÿ Weiter Ÿ Berechnen Ÿ Schließen Ÿ Weiter Ÿ Bezug erzeugen Ÿ

Abbildung 8-15: BDA am Diffusor Mit dieser Analyse steht die Ist-Kurve des Querschnittsverlaufs fest und muss mit einer zu erzeugenden Soll-Kurve (Graph) verglichen werden (Abbildung 8-16).

190

8 Ergänzende Arbeitstechniken 7000

  Einfügen Ÿ Modellbezug Ÿ Graph… Ÿ Name: Graph1 Ÿ Graph skizzieren (Koordsys., Spline mit 4 Stützpunkten) Ÿ

4100

4900

1350

800

2800

2200

y z

x

Abbildung 8-16: Graph als Sollkurve Der Vergleich dieses Graphen mit dem Ergebnisgraph der Querschnittsanalyse lässt sich mit Hilfe eines Beziehungs-Analyse-KEs umsetzen. In der zu erstellenden Beziehung wird die bereits vorgestellte Funktion comparegraphs verwendet (Abbildung 8-17). ž ANALYSE Ÿ Beziehung Ÿ Weiter Ÿ Beziehung eingeben Ÿ OK Ÿ

Abbildung 8-17: Graphenvergleich mit der Funktion comparegraphs Die in der Beziehung verwendete Berechnungsmethode lone misst dabei den Bereich zwischen den Funktionen der beiden Graphen (f(t) – g(t)). Um nun den Diffusor bezüglich seines Querschnittsverlaufs zu optimieren, wird eine Optimierungsstudie durchgeführt, dessen Optimierungsziel die Minimierung des Differenzbetrags des ausgewerteten BeziehungsAnalyse-KEs darstellt (Abbildung 8-18).   Analyse Ÿ Durchführbarkeit/Optimierung... Ÿ Optimierungsziel einstellen Ÿ Konstruktionsvariablen hinzufügen Ÿ Berechnen Ÿ Schließen Ÿ Bestätigen

Abbildung 8-18: Minimierung der Graphendifferenz

8.3 Geometrieoptimierung

191

Die maßgeblichen Konstruktionsvariablen der Optimierungsstudie stellen die Bemaßungen der Außenkontur dar (Abbildung 8-19). Die Innenkontur wird dagegen als vorgegebener Verlauf nicht weiter verändert. 80

alte Kontur

neue Kontur ø140

52 46 ø100 ø58

17

ø36

ø45 ø32

ø85 ø52

20

Abbildung 8-19: Konstruktionsvariablen und Ergebnis der Diffusoroptimierung

192

8 Ergänzende Arbeitstechniken

8.4 Blechteilmodellierung 8.4.1

Die Arbeitsumgebung

Die Erzeugung eines neuen Blechteils erfolgt wie die eines Teiles, allerdings mit der Wahl des Untertyps Blech. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit ein bestehendes Bauteil (Solid) oder Flächen in ein Blechbauteil umzuwandeln. Blechelemente werden in Pro/ENGINEER als Laschen bezeichnet. Erst wenn eine Lasche erzeugt ist, stehen alle weiteren Blechoptionen zur Verfügung (Tabelle 8-3). Darüber hinaus können alle aus der Teilemodellierung bekannten Funktionen genutzt werden. Tabelle 8-3: Elemente zur Blechmodellierung Symbole

Bemerkung Konvertierung

Laschen (Profil, Flach, Rotation, Verbinden, Versatz)

Ansetzen von Laschen (Flach, Flansch)

Verlängern

Biegen (Biegung, Kantenbiegung) Bearbeiten (Entlastung, Stanzen, Klinkung, Trennung, Verschmelzung) Verformung (Sicke, Sicke abflachen, Verformbereich)

Abwicklung (Abwickeln, Rückbiegung, Endabwicklung)

In eine professionelle Blechkonstruktion fließen Biegeparameter (neutrale Faser, Rückfederung und einzuhaltende Mindestbiegeradien) als Erfahrungswerte der maschinen- und

8.4 Blechteilmodellierung

193

materialabhängigen Umformvorgänge ein. Pro/SHEETMETAL bietet die Möglichkeit, diese Parameter in Form von Tabellen, die individuell angepasst werden können, zu hinterlegen. Ohne die Verwendung von Biegetabellen wird die gestreckte Länge eines 90°-Bogens mit Hilfe der Bogenlänge am Innenradius ermittelt, zu der noch ein bestimmter Teil der Blechdicke s (Y x s) addiert wird. Der Y-Faktor hat in der Standardeinstellung den Wert Y = 0.5. Er kann über Editieren Ÿ Einstellung Ÿ Blech Ÿ Parameter…verändert werden. Die Bogenlängen anderer Biegewinkel D werden über das Winkelverhältnis D/ 90° berechnet und an dem jeweiligen Außenradius eines Bogens durch den Zusatz „DEV_L“ kenntlich gemacht. Abbildung 8-20 zeigt den geometrischen und formalen Zusammenhang zwischen der gestreckten Länge, der neutralen Faser und dem Y-Faktor. Die erzeugende (grüne) Kontur des dargestellten Profils liegt hier am Innenbiegeradius ri. s Radius der neutralen Faser: r = ri +sʘk mit k: k-Faktor

Y  Faktor : Y

k˜

S 2

0.5 (Standardeinstellung)

Gestreckte Länge: DEV_L (D ) l1

§ S · D ¨ ri ˜  Y ˜ s ¸ ˜ © 2 ¹ 90q

DEV_L für 90°-Bogen ri

l3

r

q

l2

a l = l1 + DEV_L(90°) + l2 + DEV_L(D) + l3.

Abbildung 8-20: Biegelängen Die gestreckte Länge des gesamten Bauteils setzt sich aus den Einzellängen der linearen und gekrümmten Teilstücke zusammen. Die Abwicklung von Kreiskegeln bzw. entsprechender Teilstücke erfolgt über eine biegeneutrale Schicht [4]. Der formale Zusammenhang kann aus den Gleichungen der neutralen Faser in Abbildung 8-20 abgeleitet werden.

194

8.4.2

8 Ergänzende Arbeitstechniken

Laschen und Blechprofile

Laschen können mit ähnlichen Konstruktionsschritten wie ein „normales“ Bauteil erzeugt werden. Nachfolgend sollen zunächst die speziellen Blechoptionen genutzt werden. Zur Erzeugung einer ebenen Blechkontur ist in gewohnter Weise die Skizzierfläche auszuwählen und der geschlossene Konturzug zu zeichnen (Abbildung 8-21). Danach wird eine weitere Lasche hinzugefügt. Hier ist im Definitionsfenster der Flanschlasche unter Profil die Option Skizze zu wählen, wenn die vordefinierten Profile (C, S, Z, ...) ergänzt bzw. ersetzt werden sollen. 60

Teil erzeugen (Option Blech) Ÿ Name: Blechteil_1

30

10

FREIE FLACHE LASCHE ž Referenzen Ÿ Skizze definieren

10

Skizze (Blechkontur) ŸEingabe (Blechdicke): 6

R20

FLANSCHLASCHE ž PROFILŸ Skizze Skizze (Halbkreis) ž Länge Ÿ Werteingabe (Vorzeichen beachten): 1 Ÿ Werteingabe (Vorzeichen beachten): 1

Evtl. Profilauswahl nutzen

deaktivieren

Abbildung 8-21: Lasche Abbildung 8-22 zeigt ein Blechteil bei dem zunächst ein U-Profilblech erzeugt wurde, aus dem dann zwei Laschen heraus gebogen wurden. Zusätzlich wurde noch eine trapezförmige Lasche angebracht.

8.4 Blechteilmodellierung

195

Teil erzeugen (Option Blech) Ÿ Name: Blechteil_2

U-Blechprofil erzeugen (200x300x400, R30, 8 dick) FLACHE LASCHE ž Form Ÿ Rechteck Ÿ Abstand festlegen (links 200 mm) ž Versatz Ÿ Lasche im Bezug auf Ansatzkante versetzen (50 mm) ž Entlastung Ÿ rechteckig Ÿ Dicke Ÿ Biegewinkel: 90 Ÿ Biegeradius: 20

FLACHE LASCHE ž Form Ÿ Trapez ž Versatz Ÿ Lasche im Bezug auf Ansatzkante versetzen (30 mm) Ÿ Biegewinkel: 60 Ÿ Biegeradius: 20

KE Spiegeln

Abbildung 8-22: Profilblech mit Laschen

8.4.3 Biegungen An ebenen Laschen können über die Option Biegen weitere Abkantungen vorgenommen werden. Eine der Möglichkeiten ist in Abbildung 8-23 dargestellt. Liegen z. B. aus einer Blechkonvertierung ungewollte scharfe Kanten innerhalb des Bleches vor, so können diese mit Hilfe der Funktion Gebogene Kante in eine Biegung umgewandelt werden.

196

8 Ergänzende Arbeitstechniken

Blechteil_2

ž DEFINITION ž OPTIONEN Ÿ Winkel Ÿ Normal Ÿ Fertig ž TAB BENUTZ Ÿ Teilebiegetabelle Ÿ Fertig ž RADIUS SEITE Ÿ Innenradius Ÿ Fertig Skizzierebene (erzeugende Seite) Skizze (Biegeachse) ž BIEGESEITE Ÿ Umschalten Ÿ In Ordnung ž RICHTUNG Ÿ Umschalten Ÿ In Ordnung ž ENTLASTUNG Ÿ Ohne Entlast ž BIEGEWINKEL Ÿ 90 ž RADIUSWAHL Ÿ Dicke Ÿ OK

20

Blechteil_2

Abbildung 8-23: Abkantung

8.4.4 Blechabwicklung Aus der konstruktiven Geometrie ist bekannt, dass die exakte Abwicklung für alle Flächen möglich ist, deren Gauß´sche Krümmung gleich Null ist /7/. Für eine Abwicklung stehen die Funktionen Abwickeln und Endabwicklung zur Verfügung. Definierte Verformungsbereiche werden in Pro/ENGINEER mit abgewickelt. Bei einer Endabwicklung wird (sofern möglich) das gesamte Bauteil abgewickelt. Die Endabwicklung reiht sich stets an das Ende der Konstruktionskette im Modellbaum. Sie wird bei weiteren Konstruktionsschritten automatisch aktualisiert (Abbildung 8-24) Blechteil_2

Auswahl (feste Ebene)

Abbildung 8-24: Endabwicklung

8.4 Blechteilmodellierung

197

Mit der Funktion Abwicklung können Teile eines Blechbauteils separat abgewickelt und mit Rückbiegen in ihre ursprüngliche Gestalt zurückgeführt werden. Die separate Abwicklung von Teilbereichen wird in Abbildung 8-25 beschrieben. ž DEFINITION ž ABWICKELN OPT Ÿ Normal Ÿ Fertig Ÿ Auswahl (feste Ebene) ž AUSW ABWICKELN Ÿ Ausw abwickeln Ÿ Fertig Ÿ Auswahl (Lasche) ž AUSWAHL Ÿ Fertig Ausw ž KE-REFER Ÿ Fertig Ÿ OK

Abbildung 8-25: Laschenabwicklung

8.4.5

Körperkonvertierung

Zur Konvertierung in ein Blechteil stehen für Volumenkörper zwei Optionen zur Verfügung. Die Option Verfahrfläche kann vor allem für einfache Hohlkörper sinnvoll eingesetzt werden, die Option Schale ist allgemeingültiger und soll daher anhand des bereits vorhandenen Übergangskörpers Oval-Oval erläutert werden (Abbildung 8-26). Nach der Auswahl nicht benötigter Flächen (hier die beiden Stirnflächen) und der Eingabe der gewünschten Blechdicke werden die übrigen Flächen zum Blechkörper konvertiert. Die Aufdickung erfolgt nach innen in Richtung der Flächennormalen. Die Dicke darf daher nicht größer sein als der kleinste vorhandene Radius. Eine Aufdickung nach außen ist nur möglich, wenn das Übergangsstück gleich als Blechteil modelliert wird. Kopie vom Teil Oval-Oval erzeugen Name: Blechteil-Oval-Oval

  Applikationen Ÿ Blech ž BLECH KONVERT Ÿ Schale Ÿ Auswahl (2 Deckflächen) Ÿ Dicke: 8 Ÿ OK

Abbildung 8-26: Blechteil

198

8.4.6

8 Ergänzende Arbeitstechniken

Übergangsstücke

Bereits im Kapitel 5 wurden Körper durch Verbinden von Querschnitten erzeugt. Analoge Möglichkeiten stehen auch zur Blechteilerzeugung zur Verfügung. Das Bauteil Oval-Kreis (Abbildung 5-14) gehört zu den nicht abwickelbaren Bauteilen. Abbildung 8-27 zeigt wie aus dem Blechteil-Oval-Oval (Abbildung 8-26) ein Übergangsstück zwischen einem Rechteck und einem Oval angenähert generiert werden kann. Der Kreisquerschnitt wird durch ein Oval angenähert. Damit wird die notwendige Teilung zur Erzeugung einer abwicklungsgerechten Geometrie erreicht, die sich hier aus vier planaren und vier schiefen Kegelflächen zusammensetzt. Bevor abgewickelt werden kann, muss das Übergangsstück an einer vorhandenen oder neu zu definierenden Kante aufgetrennt werden. 200

30 60

ž OPTIONEN Ÿ An Kante trennen Ÿ Auswahl(Kante)

Auswahl (Fläche)

Abbildung 8-27: Biegeumformgerechtes Übergangsstück

200

R95

40

R5 10

Definition editieren

8.4 Blechteilmodellierung

199

8.4.7 Materialschnitte Ausschnitte in Blechkonstruktionen können sowohl im gebogenen Modell als auch in seiner Abwicklung erzeugt werden. Mit der Funktion Blechausbruch, die nur über die Option Extrudieren verfügbar ist, werden Ausschnitte wahlweise auf die erzeugte oder die aufgedickte Kontur bezogen. Dadurch wird eine senkrechte Bearbeitung des abgewickelten Bleches ermöglicht, z. B. durch Stanzen, Nibbeln oder Schneiden. Wenn das nicht erwünscht ist, muss ein entsprechender Materialschnitt verwendet werden. Dieser schneidet das Blech als Volumenkörper. Aufgrund der unterschiedlichen Radien von Innen- und Außenseite sind die jeweiligen Schnittkonturen im abgewickelten Zustand nicht deckungsgleich. Stutzenrohr

Blechrohr DTM4

Abbildung 8-28: Abzweigrohr Für das Blechrohr mit dem eingesteckten Stutzen (Abbildung 8-28) soll der Ausschnitt so erzeugt werden, dass das Schnittwerkzeug (z. B. ein Schneidbrenner) stets senkrecht zur Mantelfläche positioniert werden kann. Dazu wird zunächst ein kreisförmiger Materialschnitt ausgeführt, der im Modell des Blechrohres annähernd die äußere Hülle des Stutzenrohres repräsentiert,. (Abbildung 8-29). Anschließend wird eine Trennung (Gerade auf Ebene skizzieren) erzeugt, so dass die Mantelfläche abgewickelt werden kann. Abbildung 8-29: Blechrohr In der Abwicklung (Abbildung 8-30) ist zu erkennen, dass sich die Schnittkonturen der Blechseiten unterscheiden. Um den entsprechenden senkrechten Ausschnitt zu erzeugen, wird ein weiter Materialschnitt benötigt. Als Skizzierebene wird die erzeugende Blechseite

200

8 Ergänzende Arbeitstechniken

verwendet. Die erforderliche Profilkurve ergibt sich aus der Außenkontur der beiden abgewickelten Schnittkonturen (Kante verwenden + Trimmen). Nachdem der Materialschnitt erzeugt ist, wird das Blechrohr zurückgebogen.

Trimmen Schnittkontur

Trimmen

Ÿ Auswahl(Trennlinie) Ÿ Alle zurückbiegen Ÿ Fertig Ÿ OK

Abbildung 8-30: Abwicklung mit Ausschnitt Alternativ ist es möglich, den speziellen Ausschnitt mit Hilfe der Funktion Blechausbruch zu erzeugen. Bei dieser Vorgehensweise müssen beide Blechseiten nacheinander mit dem gleichen Ausbruchprofil geschnitten werden. Da der Ausbruch immer senkrecht zu der jeweiligen Blechseite steht, ergibt sich hier automatisch die gewünschte Schnittkontur. Nachteil dieses Verfahrens ist, dass Blechausbrüche nur als Profile definiert werden können.

8.4.8

Stanzen und Drücken

Das Stanzen erfolgt im einfachsten Fall über einen Blechausbruch, der über die Option Extrudieren eingeleitet werden kann. Die Wahl der Schnittseite legt fest, ob gelocht oder ausgeschnitten wird. Um eine Stanzung oder ein Stanzmuster abzulegen, muss ein UDF erstellt werden. Vordefinierte Stanzoptionen können über die spezielle Funktion Stanzen in die aktuelle Konstruktion eingefügt werden.

8.4 Blechteilmodellierung

201

R1

10 45°

Sickenquerschnitt (fehlende Maße selbst festlegen)

10

Teil: Sicke

0

Für eine Einformung muss zunächst der Stempel bzw. die Matrize als separates Bauteil Sicke modelliert werden. Dieses Sickenmodell wird dann ähnlich wie eine Baugruppenkomponente im aktuellen Modell platziert (Abbildung 8-31). Im gewählten Beispiel werden zur Platzierung jeweils zwei Koordinatenebenen und eine Bauteilfläche genutzt. Die Positionierung kann dann durch Versatzmaße gesteuert werden. Da im gewählten Beispiel nicht nur eine Einformung sondern zugleich eine Stanzung erfolgen soll, ist noch die obere Fläche des Sickenmodells von der Umformung auszuschließen.

Blechteil_2

OPTIONEN Ÿ Prägestempel Ÿ Referenz Ÿ Fertig

Gegenrichten ÖFFNEN (Sicke.prt)

SICKE Ÿ Platzierung Ÿ Definieren Ÿ Auswahl(3x2 Elemente) Ÿ OK Ÿ Fläche ausschließen Ÿ Definieren Ÿ Auswahl(Fläche) Ÿ Fertig Ÿ Seite Ÿ Definieren Ÿ evtl. Umschalten Ÿ OK Ÿ Vorschau Ÿ OK

Abbildung 8-31: Sickenerzeugung Zur Erzeugung des Blechzuschnittes können die Umformungen mit der Funktion Sickenabflachung zurück in die Ebene gebracht werden. Alternativ können die Umformungen als so genannte Verformbereiche definiert werden. Diese werden bei der Abwicklung des Bleches berücksichtigt und entsprechend abgeflacht. Mit dieser Methode ist es auch möglich, andere nicht abwickelbare Geometrien in die Ebene abzubilden.

202

8 Ergänzende Arbeitstechniken

8.5 Modellierung von Gussbauteilen 8.5.1 Definition einer Gussbaugruppe 3D-CAD-Gussmodelle bilden die Grundlage für den modernen Informationsaustausch zwischen der Konstruktion, dem Modellbau und der Gießerei. Neben Machbarkeitsbewertungen, der CAM-Kopplung für die Modellschreinerei und der Angebotserstellung dient die CAD-Modellierung von Gussbauteilen vor allem dazu, den Konstrukteur bei der Lösung der immer komplexer werdenden Aufgaben zu unterstützen. Mit Hilfe spezieller Arbeitstechniken kann die Entstehung eines Gussbauteiles im CAD fertigungsnah abgebildet werden. Als Hilfsmittel dient hierzu die Gussbaugruppe. Eine solche Baugruppe besteht in der Regel aus einem Skelettmodell, Innenteilen (Kernen), einem Außenteil und natürlich dem herzustellenden Rohteil, das unter Umständen weiter bearbeitet werden muss (Fertigteil).

Aussenteil

Rohteil

Skelett Innenteil

Rohteil

Abbildung 8-32: Entstehung des Rohteils in der Gussbaugruppe Das Skelettmodell sollte dabei alle relevanten Bezugselemente (Achsen, Ebenen, Bezugskurven und Punkte) enthalten sowie grundlegende formgebende Flächen, die zur Erzeugung der Innen-, Außen- und Rohteile verwendet werden können. Das Außenteil bildet die Außengeometrie des Rohteils ab. Ein oder mehrere Innenteile repräsentieren die Innengeometrien des Rohteils und bilden somit die Hohlräume. Die Außen- und Innenteile können darüber hinaus auch für den Modellbau bzw. für die Formund Kernherstellung verwendet werden. Hierbei sind allerdings noch weitere Einflussgrößen zu beachten (Schwindung, Steiger, Speiser, ...). In der folgenden Übung soll ein Abgaskrümmer vollständig als Gussbauteil modelliert werden. Dazu wird im ersten Schritt eine Gussbaugruppe (Abbildung 8-33) angelegt, bestehend aus einem Skelett (SKELETT.PRT) und vier (noch) leeren Standardteilen, die jeweils mit der Einbaubedingung „Koordinatensystem“ in der angegebenen Reihenfolge in die Gussbaugruppe eingebaut werden. Im nächsten Schritt wird das Baugruppenskelett aufgebaut. Im Beispiel wird hierzu das bereits vorhandene Bauteil Kruemmer_2 verwendet, wobei das Zug-Verbund-KE

8.5 Modellierung von Gussbauteilen

203

noch vom Volumenelement zum Flächenelement umzudefinieren ist. Diese repräsentiert dann im Beispiel die Innenfläche des Gussteiles. Baugruppe erzeugen Name: GUSSBAUGRUPPE

Skelettmodell erzeugen Ÿ Name: SKELETT Ÿ Aus vorhandenen kopieren ŸAuswahl(Kruemmer_2) ŸOK 4 x Teil mit Standardbezügen erzeugen (Innenteil, Aussenteil, Rohteil, Fertigteil) Ÿ KSys ausrichten Ÿ Auswahl (ASM_DEF_CSYS) Öffnen (SKELETT) Ÿ Zug-Verbund-KE umdefinieren Ÿ Option Fläche

Abbildung 8-33: Aufbau des Skelettmodells

8.5.2

Anpassung des Skelettmodells

Anhand der erzeugten Innenfläche kann eine erste Schrägenprüfung durchgeführt werden, um die spätere Ausformbarkeit sicher zu stellen (Abbildung 8-34). Im Menüfenster Schräge muss neben der zu überprüfenden Geometrie der Schrägenwinkel sowie die Öffnungsrichtung angegeben werden, zu der entformt wird. In diesem Fall dient die Skizzierebene der Leitkurve als Öffnungsrichtung bei einem Schrägenwinkel von 1°.   Analyse Ÿ Geometrie Ÿ Schräge }

Abbildung 8-34: Schrägenanalyse

204

8 Ergänzende Arbeitstechniken

Die Ausformbarkeit lässt sich optisch anhand der Einfärbungen der Fläche beurteilen. Hier sollte eine Seite der Fläche vollständig blau und die andere vollständig rosa gefärbt sein. Stellenweise eingefärbte Bereiche deuten auf Hinterschnitte hin, die, falls sie geometrisch nicht vermieden werden können, mit entsprechenden Formtechniken behandelt werden müssen (z.B. mittels zusätzlicher Kerne). Neben den Anschlussmaßen und dem Verlauf des Strömungsquerschnittes sind auch Freigänge zu beachten, um Durchdringungen angrenzender Bauteile im Zusammenbau zu vermeiden. Für das Übungsbeispiel soll ein zylindrischer Freigang (Abbildung 8-35) in das Skelettmodell integriert werden. Die Freigangfläche wird über Extrudieren erzeugt und anschließend mit der Innenfläche verschmolzen. Da es bei dem Vereinigen von Flächen oft mehrere Möglichkeiten gibt, muss auf die richtigen Verschmelzungsrichtungen geachtet werden. Ÿ Profilfläche mit Kreisquerschnitt erzeugen Freigang

170

‡110 40

Auswahl (2 Flächen) Ÿ Verschmelzen (Richtung beachten) Ÿ OK

Abbildung 8-35: Definition der Störgeometrie Eine erneute Überprüfung der Ausformbarkeit mit der Schrägenanalyse zeigt, dass die Innenfläche im Bereich des Freigangs nicht aushebbar ist (Schrägenwinkel zur Normalen der Teilungsebene von 0°). Um die Ausformbarkeit weiterhin sicherzustellen, ist es notwendig diesen Bereich (Freigang) mit zusätzlichen Schrägen zu versehen. Dazu kann im Falle zylindrischer und planarer Flächen das Schrägen-Tool genutzt werden Abbildung 8-36). Die entstehenden Kanten zwischen dem geschrägten Freigang und dem Rest der Innenfläche werden anschließend gießereiprozessgerecht verrundet. Durch die eingefügte Schräge wird die Innenfläche wieder ausformbar, was leicht anhand der Schrägenprüfung erkennbar ist.

8.5 Modellierung von Gussbauteilen

205

Abbildung 8-36: Anbringen einer Flächenschräge und Verrundung Abschließend wird im Skelettmodell die Außenfläche definiert und zwar als Versatzfläche von der Innenfläche um den Betrag der Wanddicke von 7mm (Abbildung 8-37).

206

8 Ergänzende Arbeitstechniken

Auswahl (Sammelfläche Innenfläche)   Editieren Ÿ Versatz (7 mm)...

Abbildung 8-37: Erzeugung der Außenfläche durch senkrechten Versatz

8.5.3

Ableitung der Innen- und Außenteile

Aufbauend auf dem Skelettmodell werden nun das Innen- und das Außenteil modelliert. Die notwendigen Referenzen werden mittels Kopie-Geometrien übergeben. Kopie-Geometrien bieten als eigenständiges Feature die Möglichkeit mehrere verschiedene Modellreferenzen eines Modells aufzunehmen. Somit können Modellabhängigkeiten übersichtlich und besser nachverfolgbar gehalten werden. Ein weiterer wesentlicher Vorteil von Kopie-Geometrien gegenüber dem normalen Kopieren ist ihre Stabilität bei fehlendem Referenzmodell. Alternativ zu der Kopie-Geometrie kann auch mit Verschmelzungen gearbeitet werden. Gegenüber den Kopie-Geometrien wird hier stets das Referenzmodell im Arbeitsspeicher benötigt. In der geöffneten Gussbaugruppe wird zunächst das Innenteil aktiviert und ein KopieGeometrie-Feature mit der Innenfläche aus dem Skelett als Flächenreferenz im Baugruppenkontext eingefügt. Zusätzlich zu dieser Sammelfläche wird als Referenz die Ebene am Anschluss B2 (Ebene_B2) gewählt. (Abbildung 8-38). Auf gleiche Weise wird die SkelettAußenfläche und Ebene_B2 in das Außenteil kopiert.

8.5 Modellierung von Gussbauteilen

207

Öffnen (GUSSBAUGRUPPE) Auswahl (Komponente INNENTEIL) Ÿ Aktivieren   Einfügen Ÿ Gemeinsam benutzte Daten Ÿ Kopie-Geometrie

Auswahl (Sammelfläche) Auswahl (Bezugsebene)

Auswahl (Komponente AUSSENTEIL) Ÿ Aktivieren.......

Abbildung 8-38: Kopie-Geometrien Anschließend wird das Innenteil geöffnet und die Sammelfläche mit Seitenflächen geschlossen (Seitenfläche durch Füllen oder Extrudieren erzeugen und mit jeweils mit Kopiergeometrie verschmelzen). Abschließend wird aus der entstandenen geschlossenen Sammelfläche ein Körper erzeugt (Abbildung 8-39). Im (geöffneten!) Außenteil werden die Flansche nach Abbildung 8-40 angebracht und anschließend mit der Außenfläche zu einem Volumen verschmolzen. Die Ausformbarkeit an den Flanschflächen wird durch das Anbringen von Schrägen an den Flanschen gesichert und anschließend noch einmal mit der Schrägenanalyse überprüft. Abschließend werden die Kanten zwischen dem Rohr und den Flanschen großzügig verrundet.

208

8 Ergänzende Arbeitstechniken

  Einfügen Ÿ Profil, Option Fläche Ÿ } Ÿ OK Ÿ Auswahl (Innen- und Deckelfläche)   Editieren Ÿ Verschmelzen (Richtung beachten) Ÿ OK

2x

Öffnen (INNENTEIL)

Deckelflächen Auswahl (verschmolzene Fläche)   Editieren Ÿ Verbundvolumen Ÿ OK

Abbildung 8-39: Erzeugen des Innenteilkörpers (Kern) 2x   Einfügen Ÿ Profil, Option Volumen } OK

Öffnen (AUSSENTEIL)

Ebene_B2 110 14,00

2,00 ‡130

130

14+2 TIEF

R7,5

14+2 TIEF

Flansche

Ÿ Auswahl (Außenfläche)   Editieren Ÿ Verbundvolumen, Option:

Ÿ OK

Ÿ Auswahl(Flächen...)

Ÿ Auswahl(Kanten..) 2 zu schrägende Flächen

Abbildung 8-40: Erzeugen des Außenteilkörpers

R10

4 zu schrägende Flächen

8.5 Modellierung von Gussbauteilen

8.5.4

209

Rohteildefinition

Auf dieser Basis kann nun das Rohteil als boolesche Differenz von Außen- und Innenteilgeometrie erzeugt werden. Dazu wird die Gussbaugruppe geöffnet und das Rohteil aktiviert. In diese werden nun zwei Kopie-Geometrien eingefügt. Eine mit den Körperflächen des Außenteils (hierzu wird eine Fläche des Außenteils gewählt und über das Kontextmenü (RMT) die Körperflächen gewählt) und eine mit den Körperflächen des Innenteils (Abbildung 8-41). Über die Funktion Verbundvolumen wird auf Basis der Außenteilfläche ein Körper erstellt und anschließend mit einem erneuten Verbundvolumen die Innenteilfläche abgezogen. Als Ergebnis erhält man das fertige Rohteil.

Öffnen (GUSSBAUGRUPPE) Auswahl (Komponente Rohteil)   Editieren Ÿ Aktivieren   Einfügen Ÿ Gemeinsam benutzte Daten Ÿ Kopie-Geometrie (Körperflächen Aussenteil, Ebene_B2)… OK   Editieren Ÿ Verbundvolumen, Option Körper … OK   Einfügen Ÿ Gemeinsam benutzte Daten Ÿ Kopie-Geometrie (Körperflächen Innenteil)… OK   Editieren Ÿ Verbundvolumen, Option Schnitt … OK

Abbildung 8-41: Rohteilerzeugung

8.5.5

Gussteilbearbeitung

Im letzten Schritt wird das Fertigteil erstellt. Hierzu wird bei aktiviertem Fertigteil eine Kopiegeometrie mit den Körperflächen des Rohteils eingefügt. Auf dieser Basis kann die Fertigbearbeitung nach Abbildung 8-42 beginnen. Die hierzu benötigten Feature sollen eigenständig gewählt werden und zu jedem Schritt Alternativen ausprobiert werden (z.B. statt einer Materialentfernung mit dem Feature Profil zur Bearbeitung der Flanschflächen kann auch die entsprechende Ebene (Ebene_B2) selektiert werden und die Verbundvolumenfunktion, Option Schnitt, genutzt werden). Bei der Bearbeitung sollte darauf geachtet werden, die Referenzen unabhängig von der Volumengeometrie zu wählen.

210

8 Ergänzende Arbeitstechniken

Öffnen (GUSSBAUGRUPPE) Auswahl (Komponente Fertigteil)   Editieren Ÿ Aktivieren   Einfügen Ÿ Gemeinsam benutzte Daten Ÿ Kopie-Geometrie (Körperfläche Rohteil, Ebene_B2)… OK Bearbeitung: 8 Durchgangsbohrungen ‡12 2 Materialentfernungen für die Dichtflächen 2 Fasen an den Austritten des Strömungskanals

‡12

‡110

100 ‡12

80

Materialentfernung

Ebene_B2 Xz_Ebene Materialentfernung

Abbildung 8-42: Erzeugen des Fertigteils

Fase 2x2

8.6 Definition komplexer Beziehungen mit Pro/PROGRAM

211

8.6 Definition komplexer Beziehungen mit Pro/PROGRAM 8.6.1 Grundlagen Die Nutzung der systemeigenen Programmiersprache (Pro/PROGRAM) erlaubt die Vergabe komplexerer Beziehungen. Ebenso sind innerhalb dieses Moduls Massenwertberechnungen durchführbar. Die Syntax der Befehlsstrukturen ist herkömmlichen Programmiersprachen ähnlich, bietet aber nicht deren Funktionsumfang. Beim ersten Aufruf von Pro/PROGRAM sind bereits vorhandene Teileinformationen (integrierte Feature, Parameterwerte, bestehende Beziehungen, ....) im Programmtext geordnet enthalten. Das Programm kann nun ergänzt werden. Der Eingabebereich (INPUT – END INPUT) legt die Parameter fest, deren Werte durch den Benutzer einzugeben sind. Als Variablentypen stehen Number (Zahlenwert), String (Zeichenkette) und Boolean (Yes_No-Entscheidungen) zur Verfügung. Berechnungen und Parameterübergaben erfolgen im Beziehungsbereich (RELATIONS – END RELATIONS). Hierbei stehen alle mathematischen Operatoren zur Verfügung. Ebenfalls sind bedingte Anweisungen (IF – ENDIF) möglich. Der Informationsbereich listet alle Konstruktionselemente (ADD FEATURE - END ADD) auf. Damit ist das Ein- und Ausschließen von Feature möglich. Die Berechnung der Massen kann im Bereich MASSPROP – ENDMASSPROP veranlasst werden.

8.6.2

Programmierbeispiel

Folgenden Optionen sollen verdeutlicht werden: x x x

Abfrage zum Ein- und Ausblenden von Konstruktionselementen, Eingabe verschiedener Berechnungsparameter und Auswahl bestimmter Zustände, die eine Berechnung beeinflussen.

Als Beispiel dient eine vereinfachte Entwurfsberechnung einer Bolzenverbindung. Ermittelt werden soll der Bohrungsdurchmesser d33 am ausgearbeiteten Ende des Bauteils Finger (Abbildung 8-43). Die Bezeichnung d33 kann je nach Erzeugungsart abweichen. Die Berechnung des Bohrungsdurchmessers beruht auf folgender Gleichung:

d |k˜

Cb ˜ F

V bzul

Der Parameter F stellt die Betriebskraft am Bolzen dar, Cb den Betriebsfaktor, k den Einspannfaktor des Stiftes in dem Finger und Vbzul die zulässige Biegespannung. Die Werte für Cb, F und Vbzul sollen unter Zuhilfenahme eines Hinweistextes eingegeben und der Einspannfaktor ausgewählt werden. Um die Fasen in dem gesamten Bauteil ein- oder auszublenden, ist eine Abfrage zu gestalten.

212

8 Ergänzende Arbeitstechniken

Abbildung 8-43: Zu berechnendes Konstruktionselement Durch die Befehlesfolge

  Tools Ÿ Program...ž PROGRAMM Ÿ Programm edit wird der Programmtext im Editor angezeigt und kann nun ergänzt werden. Der „Input“-Bereich soll folgende Einträge enthalten: INPUT FASEN YES_NO "Sollen alle Fasen ausgeblendet werden? :" F NUMBER "Bitte geben Sie die Betriebskraft F in N ein :" CB NUMBER "Geben Sie den Betriebsfaktor Cb im Bereich zwischen 1.2 und 1.5 ein :" SIGMA_B_ZUL NUMBER "Wie gross ist die zulaessige Biegespannung in N/mm²? :" EINSPANNFAKTOR STRING "Wie ist das Einspannverhaeltnis? : Fest='f' Lose='l' " END INPUT Bei Aufruf des Programms wird zuerst der Eingabebereich abgearbeitet. Die zwischen Anführungszeichen gesetzten Texte erscheinen im Mitteilungsbereich. Die Eingabevariablen stehen auch in einem Auswahlfenster zur Verfügung. Als Name erscheint dort der im InputBereich verwendete Name. Die letzte Eingabevariable umfasst eine Zeichenkette, in dem das Einspannverhältnis ausgewählt wird, Fest oder Lose. Die Parameter f bzw. l werden als Zeichenkette weitergegeben werden. Die Syntax der Programmzeilen ist daher unbedingt einzuhalten.

8.6 Definition komplexer Beziehungen mit Pro/PROGRAM

213

Direkt im Anschluss wird der Bereich der Beziehungszuweisungen definiert. Hier werden die Berechnungen und die Übergabe der Parameter vorgenommen. In diesem Übungsbeispiel soll der folgende Relations-Bereich definiert werden: RELATIONS K=1 IF EINSPANNFAKTOR == "f" K=1.4 ENDIF IF EINSPANNFAKTOR == "l" K=1.2 ENDIF D33=K*SQRT((CB*F)/SIGMA_B_ZUL) END RELATIONS

Hinweis: Die Beziehung K=1 stellt lediglich einen Startwert für K dar, da sonst der Parameter K in der Beziehung D33=K*SQRT(....) unbekannt ist, solange nicht das vollständige Programm (also inklusive Dialogführung) regeneriert werden konnte.

Zunächst erfolgt die Abfrage der Beziehungszuweisung mittels einer If-Schleife. Die beiden Schleifen hätten alternativ durch eine If-Else-Bedingung gestaltet werden können. In der letzten Zeile wird dem Bohrungsdurchmesser D33 das Ergebnis der Berechnungsgleichung zugewiesen. Das Berechnungsergebnis hat mehrere Nachkommastellen, die beseitigt werden können: x ceil(Variable) x floor(Variable)

Aufrunden auf die nächst höhere ganze Zahl Abrunden auf die nächst niedrigere ganze Zahl.

Bei Berücksichtigen einzelner Kommastellen ist die Variable vor dem Runden mit der erforderlichen Zehnerpotenz zu multiplizieren und nach dem Runden wieder mit dem entsprechendem Wert zu Dividieren. Als letztes muss noch der Informationsblock des Konstruktionselements Fase entsprechend der obigen Abfrage mit einer if-Anweisung versehen werden: IF FASEN == NO ADD FEATURE (initial number 7) Interne KE-ID 79 Eltern = 20(#6) Fase: Kantenfase Nr. Elementname Info --- ------------ ----------1 Schema 45 x d 2 ............... 3 usw.

Status -----Definiert

END ADD END IF Wenn die Fasen nicht in einem Konstruktionsschritt modelliert wurden, ist dies entsprechend oft durchzuführen.

214

8 Ergänzende Arbeitstechniken

Ein Verneinen der Abfrage zur „Ausblendung“ erfüllt die If-Schleife, so dass diese abgearbeitet und die Fase erzeugt wird. Bei „Ja“ wird nun das Feature ausgelassen. Vor dem Verlassen des Editors ist das Programm zu speichern. Die dann folgende Abfrage, ob die Änderungen in Pro/ENGINEER eingebunden werden sollen, ist mit Ja zu beantworten. Anderenfalls wird das erstellte Programm nicht eingebunden. Falls beim Auswerten des Programms keine Fehler entdeckt wurden, ist entsprechend der nachstehenden Befehlszeile vorzugehen. EING HOLENŸ Eingeben INPUT SEL Ÿ Alle auswaehlen Ÿ Fertig Ausw Innerhalb des erscheinenden INPUT SEL-Menüs erscheinen die selbst definierten Parameter. Um alle anzuwenden, sind diese über „Alle waehlen“ entsprechend zu markieren. Das Abarbeiten des Programms generiert im Eingabebereich die nachstehenden Abfragen. Sollen alle Fasen ausgeblendet werden ?: Ÿ Eingabe: Ja Geben Sie die Betriebskraft F in N ein: Ÿ Eingabe: 500 Ÿ OK Geben Sie den Betriebsfaktor Cb ein ( zwischen 1.2 und 1.5): Ÿ Eingabe: 1.3 Ÿ OK Wie groß ist die zulaessige Biegespannung in N/mm²?: Ÿ Eingabe: 80 Ÿ OK Wie ist das Einspannverhaeltnis?: Fest=‘f‘ Lose=‘l‘Ÿ Eingabe: l Ÿ OK Das Bauteil wird anschließend regeneriert und ohne Fasen sowie mit einem veränderten Bohrungsdurchmesser (~ 3.42 mm) dargestellt (Abbildung 8-44). Das Programm kann beliebig oft und in beliebiger Auswahl der Parameter durchlaufen werden. Der Aufruf erfolgt über: REGENERIEREN Ÿ Eingeben Bei einer Bauteiländerung sollte Regenerierung mit der Option Aktuelle Werte erfolgen, um die Programmausführung zu unterbinden.

Abbildung 8-44: Modifiziertes Bauteil Finger

8.7 Layoutsteuerung

215

8.7 Layoutsteuerung Layoutdokumente sind Ansammlungen verschiedener 2D-Skizzenblätter, die dazu verwendet werden, die Konstruktionsabsicht bei der Entwicklung von Produktmodellen konzeptionell zu dokumentieren und zu beschreiben. Hierbei besteht beispielsweise die Möglichkeit, mathematische Beziehungen zwischen wichtigen Konstruktionsparametern oder globale Bezugsebenen und -achsen festzulegen, auf die später Komponenten referenziert werden können (Abbildung 8-45). Diese Dinge können zwar auch auf Modellebene festgelegt werden, bei Layoutdokumenten findet dieser Vorgang allerdings schon zur Konzeptfindungsphase statt, bei der noch keine ausdetaillierte oder gar keine Geometrie vorhanden ist. Layouts werden dem Modell zugeordnet, besitzen aber keine Assoziativität zum 3D-Modell. Somit werden die erzeugten Skizzen nicht bei Änderung des Modells angepasst. Skizzen können entweder manuell mit Hilfe der Skizzieroptionen erzeugt oder als DXF-, IGES- bzw. DWG-Datei importiert werden. 2D-Konzeptskizze Dokumentation von Baugruppen und -teilen Erzeugung globaler Bezüge Mathematische Beziehungen zwischen kritischen Parametern

Layout Layout

3D-Modell

Layout

Abbildung 8-45: Nutzung von Layouts zur Wahrung der Konstruktionsabsicht Am Beispiel der Unterbaugruppe Arm soll der Einsatz eines Layouts für die Nutzung von globalen Beziehungen und Bemaßungen erläutert werden. Hier soll die Stiftverbindung über einen globalen Parameter für den Durchmesser und den dazugehörigen Beziehungen definiert werden. Die eventuell bereits vorhandenen Beziehungen zwischen den Komponenten sind zu entfernen:

Ÿ Baugruppe Arm.asm öffnen   Tools Ÿ Beziehungen.. ž BEZIEHUNGEN Ÿ Löschen der Beziehungen Ÿ OKŸ Modell speichern Zum Erstellen eines Layouts wird eine neue Datei vom gleichnamigen Typ mit dem Namen „Armlayout“ erzeugt. Die weiteren Einstellungsmöglichkeiten entsprechen denen, die in Kapitel 7 erläutert werden. Für dieses Beispiel ist die Standardgröße A4 im Querformat zu wählen. In das Layout soll eine vorher erzeugte Skizze des Arms eingebunden werden. Es handelt sich um eine Explosionsdarstellung der Unterbaugruppe, die als CGM-Datei im Baugruppenmodus exportiert wurde. Einzelheiten dazu sind im Kapitel 8.8.1 beschrieben.

  Einfügen Ÿ Gemeinsam benutzte Daten Ÿ Aus Datei Ÿ Auswahl(Arm.cgm) Ÿ OK. Sollten Position und Größe nicht dem Wunsch entsprechen, können diese über das Menü

  Editieren Ÿ Transformieren manipuliert werden.

216

8 Ergänzende Arbeitstechniken

Zur Verdeutlichung der gewünschten Zusammenhänge sind an den Bohrungen der Bauteile Backe und Finger sowie am Außendurchmesser des Stiftes entsprechende Bemaßungen zu erzeugen. Die Art der Bemaßungserstellung ist beliebig, da in erster Linie der visuelle Eindruck im Vordergrund steht. Anschließend werden diese Bemaßungen miteinander in Beziehung gesetzt (Abbildung 8-46). (7)   Tools Ÿ Beziehungen 1

D_Backe D_Finger

2 4 3

D_Stift

5

Symbol: D_Stift

6

Wert: 6 2x wiederholen

Abbildung 8-46: Erstellung des Layoutmodells mit anschließender Beziehungsvergabe Die weiteren Aktionen werden in der Unterbaugruppe vorgenommen. Hierbei handelt es sich um die Deklaration des erzeugten Layouts sowie der Definition der Beziehungen zwischen den Layoutparametern und den Variablen der Durchmesserbemaßungen. Die Variablen der Bemaßungen können je nach Erzeugungsart abweichen und sind entsprechend anzupassen. An dieser Stelle ist die Layoutzuordnung abgeschlossen.   Fenster Ÿ Arm.asm   Datei Ÿ Deklarieren Ÿ Layout deklarieren Ÿ Auswahl(Armlayout)

  Tools Ÿ Beziehungen

Abbildung 8-47: Layoutzuordnung und Verlinkung der Baugruppenarameter Ein Verändern des Parameters D_Backe im Layout (Kontextmenü des Parameters) hat nach dem Regenerieren im Layout mit anschließendem Regenerieren innerhalb der Unterbaugruppe ein entsprechendes Anpassen des Durchmessers der beteiligten Komponenten zur Folge.

8.8 Schnittstellen für den Datenaustausch

217

8.8 Schnittstellen für den Datenaustausch 8.8.1 Speicherung grafischer Abbildungen Das Exportieren von bildlichen Darstellungen erfolgt entsprechend der aktuell eingestellten Darstellungsoptionen. Vektorgrafiken (z. B. im CGM-Format) können daher nur dann abgespeichert werden, wenn die schattierte Darstellung nicht aktiv ist. Pixelformate (TIF, JPEG, ...) sind dagegen immer ableitbar. Nachfolgend soll zunächst die Explosionsdarstellung exportiert werden, die für Abbildung 8-46 benötigt wird. Dafür ist die Baugruppe Arm zu öffnen und eine geeignete Darstellung (nicht schattiert!) zu erzeugen:

Ÿ Arm.asm öffnen   ANSICHT Ÿ Ans. Manager Ÿ ExplodierenŸ EXP0001 Ÿ… Das Exportieren erfolgt generell über die Kopieoption für Dateien:

  DATEI Ÿ Kopie speichern ž KOPIE SPEICHERN Ÿ Typ: CGM Ÿ Name: Arm.cgm Ÿ OK ž CGM-EXPORT Ÿ Metrische KoordinatenŸ OK. Von der gleichen Baugruppe soll auch eine schattierte Darstellung erzeugt werden, die dann in ein Textdokument eingefügt werden kann. Es sollte vorher dafür gesorgt werden, dass der Bildschirmhintergrund weiß ist.

  Ansicht Ÿ Darstellungseinstellungen Ÿ Systemfarben ž SYSTEMFARBEN Ÿ SchemaŸ Schwarz auf Weiß. Nach die Ansichtorientierung und die Farbgestaltung vorgenommen wurde, wird exportiert:

  Datei Ÿ Kopie speichern ž KOPIE SPEICHERN Ÿ Typ: jpg Ÿ Name: Arm.jpg Ÿ OK.

8.8.2

Export und Import von Produktmodelldaten

Definierte Datenschnittstellen in durchgängigen CAx-Prozessketten sind dann erforderlich, wenn die zu integrierenden Softwaresysteme kein einheitliches Datenformat verwenden. Der Austausch von Daten erfolgt dann nach einem der folgenden Konzepte: x direkte Konvertierung der Daten von einem System in das andere oder x Verwendung eines systemneutralen Datenformats . Häufig verwendete neutrale Modelldatenschnittstellen sind IGES (Initial Graphics Exchange Specification) und STEP (Standard for the Exchange of Product Model Data). Hier sind eine Reihe von Einstellungsoptionen für den Datenexport und Import möglich (Abbildung 8-48). Darüber hinaus sind weitere Optionen in den Konfigurationsdateien iges_config.pro und step_config.pro einstellbar. Für STEP ist unter Umständen zu überprüfen, welches Anwendungsprotokoll (AP) in der aktuellen Konfiguration aktiviert ist. [3]

218

8 Ergänzende Arbeitstechniken

Festzuhalten ist, dass in beiden Fällen die Parametrik nicht mit exportiert wird. Von den Baugruppe Arm ist selbständig eine IGES- und STEP-Datei zu erzeugn:

  DATEI Ÿ Kopie speichern ž KOPIE SPEICHERN Ÿ Typ: STEP Ÿ Name: Arm_asm.stp Ÿ OK ž EXPORTIEREN IGES Ÿ ...Ÿ OK. Der damit verbundene Informationsverlust kann am einfachsten verdeutlicht werden, wenn diese exportierte Datei als neues Teil bzw. Baugruppe wieder in Pro/ENGINEER importiert wird.

Abbildung 8-48: Export- und Importfestlegungen Das Importieren von Modell-Dateien erfolgt wie das Öffnen anderer Produktdateien:

  Datei Ÿ Öffnen ž DATEI ÖFFNEN (Ÿ Type: STEP )Ÿ Name: Arm.stp Ÿ OK. Das System fragt dann entsprechend des Typs ab, was erzeugt werden soll (Teil, Baugruppe, Zeichnung, ...). Der Import wird durch die Ausgabe eines Informationsfensters, das verschiedene Informationen zu den importierten Elementen enthält, abgeschlossen.

8.8.3 Import von Bezugselementen In Pro/Engineer ist das Einlesen von Punktwolken und Kurven über strukturierte Textdateien möglich. Für die Beispiele werden zunächst mit einem beliebigen Texteditor Punktedateien erzeugt, die allerdings die Dateiendung *.pts haben müssen (Tabelle 8-4). Pro Zeile ist nur ein Punkt einzutragen. Die Koordinatenwerte sind durch Leerzeichen zu trennen. Kommentare können nach einem Ausrufezeichen (!) eingegeben werden.

8.8 Schnittstellen für den Datenaustausch Tabelle 8-4: Punktedateien

219 EDITOR(Punktliste1.pts)

EDITOR(Faltenbalg.pts) !X 0 -40 -70 -90

Y 8 0 -2 10

Z 6 -5 0 5

-120

35

-10

45 30 0 0 -5 0 0 30 45

-10 -5 0 30 45 30 0 -5 -10

0 10 15 10 0 -10 -15 -10 0

Punktdateien können in Pro/ENGINEER über die Option Koord.Systemversatz eingelesen werden. Dafür ist in jedem Fall ein Koordinatensystem festzulegen. Ÿ Auswahl(CS0) Ÿ kartesisch Ÿ Importieren Ÿ Auswahl (Faltenbalg.pts) Ÿ OK Jeder Punkt kann auch nach dem Einlesen noch verändert werden. Aus den Punkten soll nun eine Bezugskurve mit der Option Spline erzeugt werden (Abbildung 8-49). KRV OPTIONS Ÿ Durch Punkte Ÿ fertig Ÿ KURVE Ÿ Spline ŸGanzes Array Ÿ Fertig Ÿ OK

Abbildung 8-49: Kurve aus importierten Punkten An den sich mit den Radius-Optionen generierten Bezugskurven kann der Radius auch nachträglich den Erfordernissen angepasst werden. Je kleiner der Radius gewählt wird, desto mehr nähert sich die Kurve einem Polygonzug. Die Eckpunkte in Abbildung 8-50 wurden mit einem Radius von 10 mm verrundet. Punkte einlesen (Punkteliste_1.pts) KRV OPTIONS Ÿ Durch Punkte Ÿ fertig Ÿ KURVE Ÿ Einzelradius Ÿ Ganzes Array Ÿ Auswahl (Punkt) Ÿ Radius: 10 Ÿ FertigŸ OK

Abbildung 8-50: Bezugskurve Sollen unterschiedliche Radien an den Eckpunkten realisiert werden, sind die Punkte über Einzelpunkt (anstelle von Ganzes Array) auszuwählen und mit einem Radius jeweils zu verändern. Sollen geschlossene Kurven entstehen, ist bei der Kurvendefinition als letzter Punkt nochmals der erste Punkt zu wählen. Im Bild ist zu erkennen, dass im Endpunkt nicht

220

8 Ergänzende Arbeitstechniken

verrundet wird. Hier könnte ein neu einzufügender Punkt helfen, der linear zwischen zwei bereits vorhandenen Punkten liegt. Dieser Punkt muss dann als Anfangs- und Endpunkt der zu schließenden Kurve ausgewählt werden. Bei Splinekurven kann die Option Tangential bei der Kurvendefinition genutzt werden, um die zuschließende Kurve den Erfordernissen anzupassen. Für das Beispiel in Abbildung 8-51 wurde dazu durch den Start-/Endpunkt eine Hilfsachse erzeugt, die senkrecht zu der xy-Ebene liegt. KRV OPTIONS Ÿ Durch Punkte Ÿ fertig Ÿ KURVE Ÿ Spline Ÿ Ganzes Array Ÿ Fertig Ÿ Tangential Ÿ Definieren (evtl.Ÿ Achse erzeugen Ÿ…..) Ÿ Start Ÿ Auswahl(Achse) Ÿ Ende Ÿ Auswahl(Achse) Ÿ Fertig Ÿ OK

Abbildung 8-51: Tangential geschlossene Spline-Kurve Wenn sofort durch das Einlesen der Bezugspunkte eine Kurve erzeugt werden soll, muss die einzulesende Textdatei neben den Punktkoordinaten weitere Informationen enthalten (Abbildung 8-52). Derartige Text-Dateien haben in Pro/ENGINEER die Endung *.ibl . Sobald für ein Kurvensegment mehr als zwei Punkte definiert werden, erzeugt das System eine SplineKurve, ansonsten Geraden. Im Beispiel wurde für die Erzeugung der Kurvendatei Faltenbalg.ibl eine Kopie der entsprechenden Punktedatei verwendet, die um einige Kopfzeilen erweitert wurde. Die Kurvendatei Sattel.ibl enthält Kurven des im Kapitel 5 erzeugten Sattels. Jede Sektion kann auch aus mehreren Kurven (begin curve) bestehen. Damit ist es beispielsweise möglich, Geraden in eine gekrümmte Bezugskurve zu integrieren. EDITOR(Faltenbalg.ibl)

EDITOR(Sattel.ibl)

Open arclength Begin section Begin curve 0 8 -40 0 -70 -2 -90 10 -120 35

Open arclength Begin section Begin curve -273 -54 -243 -76 -203 -109 -163 -134 -123 -129 -83 -120 0 -102 Begin section Begin curve -273 -49 -243 -39 -203 -70 -163 -81 -123 -86 -83 -89 0 -90

6 -5 0 5 -10

KRV OPTIONEN Ÿ Aus Datei Ÿ Fertig Ÿ Auswahl (Koordinatensystem) Ÿ Auswahl (*.ibl) Ÿ Öffnen Ÿ OK

Abbildung 8-52: Kurvenimport

44 81 84 54 43 7 29 0 0 0 0 0 0 0

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Literaturverzeichnis /1/

P. Köhler, J. Bechthold, Stephane Danjou, S. Dungs, 0. Strohmeier,: Pro/ENGINEER-Praktikum. 3. Auflage. Wiesbaden: Vieweg-Verlag 2003

/2/

P. Köhler, 0. Strohmeier, S. Dungs, L. Brandenburg: CATIA-Praktikum. 2. Auflage. Wiesbaden: Vieweg-Verlag 2004.

/3/

P. Köhler: Moderne Konstruktionsmethoden im Maschinenbau. 1. Auflage. Würzburg: Vogel-Verlag 2002

/4/

P. Köhler: Blechabwicklungen und Durchdringungen; 2., bearbeitete Auflage. Berlin: VEB Verlag Technik 1989.

223

Sachwortverzeichnis A Abwicklung 192, 196 Achsen 40, 46, 66 Achsensystem 44 Aktivieren 106 Analyse 88, 119, 182, 185 Animation 137, 140, 144 Anpassung 72, 120, 161 Ansichten 16, 17, 129, 150 Ansichtseigenschaften 16, 86, 128 Ansichtsmanager 17, 77, 128, 153 Antriebskomponenten 26 Arbeitsverzeichnis 5 Attribute 7, 14, 16, 62 Aufdicken 58 Ausschneiden 49, 127 Austausch 99, 118 Austauschbaugruppen 122 Außengewinde 76 B Basisansicht 150 Baugruppenbeziehungen 121 Baugruppenstruktur 114, 133 Baugruppeninformation 119 Bauteiländerung 79, 86, 120 Bauteilbezüge 44 Bauteilinformation 88 Bauteilskelett 63 Bedingungen 32, 34 Bemaßung 34, 36, 159 Bemaßungsausrichtung 160 Bemaßungseigenschaften 162 Benutzerdefinierte Analyse (BDA) 185 Beziehungen 81, 96, 98, 121 Bezugselemente 18, 44, 109, 114, 134 Biegen 96, 195 Biegeparameter 192 Bildfolge 142 Blechkonvertierung 197 Bohrung 67

Bohrungsmuster 75 Boolesche Operation 126 B-Rep 1 C CAD 1 CGM 217 CSG 1 D Darstellungsattribute 79, 86, 128 Darstellungsoptionen 14 Dateitypen 6 Datenaustausch 217 Definitionsleiste 45 Detailansicht 155 Dialogelemente 8 Durchdringung 199 Durchgangsbohrung 67 Durchmesserbemaßung 35 E Einbaubedingungen 108, 133, 137 Einbaukorrektur 113 Einheitensystem 6, 88, 105 Einstellungen 6 Evolventenverzahnung 97 Explosionsdarstellung 129, 157 Explosionsanimation 144 Export 143, 217 Extrudieren 45 F Fahrradsattel 93 Faltennbalg 95 Farbeinstellung 15, 86 Fase 65 Feature 65, 179 Federring 56 Flächenanalyse 89 Flächenverschmelzung 91

224 Flansch 52 Folien 18 Folienbaum 22 Format 146, 173 Formatvorlagen 173 Formtoleranzen 167 Freiformflächen 93 G Gauß’sche Krümmung 89 Gelenkdefinition 137, 140 Gesenk 127 Getriebe 28, 133 Gewinde 67, 76 Gezogene Teile 63 Graphenvergleich 188 Gravur 76 Graph 102 Gruppe 73, 83 Gussbauteil 202 Gussbaugruppe 202 Gussteilbearbeitung 209

Sachwortverzeichnis Kurve 53, 93 Kurvenanalyse 89, 185 L Lagerbock 70 Lasche 194 Lagetoleranzen 167 Layout 146, 215 Leitkurve 53, 55, 95, 100

H Hilfe 10 Hohlkörper 58

M Makroaufzeichnung 12 Mapkeys 12 Materialeigenschaften 20 Materialschnitt 49, 199 Maßänderung 79, 82 Maßbezeichnung 79, 81 Massenwerte 89 Messen 88 Modellanalyse 89, 182 Modellanpassung 79 Modellansichten 150 Modellbaum 21 Modelldarstellung 13 Modellformung 96 Muster 74

I IGES 2, 217 Import 217 Interaktionen 10 Isometrische Ansicht 16, 157

N Navigationsbereich 9 Neutrale Faser 192 Nockenwelle 102 Notizen 163, 169

K Komponente 107 Komponentendarstellung 128 Komponentenerzeugung 136 Komponentenplatzierung 107 Konfigurationsdateien 7 Konstruktionselement 23 Konstruktionsfeature 65 Konvertierung 197 Kopie-Geometrie 206 f. Kopieren 73, 74 Kosmetik 76 Kreisübergang 92 Krümmer 60, 185

O Oberflächensymbol 165 Oberflächenangaben 163, 167 Objektdarstellung 13 Optimierung 182 P Parameter 97, 211 Passfedernut 179 Platzierungsbedingungen 107 Prägen 200 Profilkörper 48 Profilskizzen 37 Projektionsrichtung 152

225 Punkte 93, 218 Q Querschnitt 77, 132, 153 Querschnittsebene 57 R Rauigkeitssymbol 163 Regenerieren 34 Rippe 70 Rotationsschnitt 50 Rotationsskizze 40 Rotationskörper 48, 50, 52 Rundung 37, 65 S Schablone 43, 146, 175 Schalenelement 45, 58 Schnittdarstellung 153 Schnittstellen 2, 217 Schraffur 154 Schwerpunkt 89 Servomotor 141 Sicken 201 Skelettmodell 114 Skizzenintegration 46 Skizzierebene 31, 47 Skizzieren 46, 158 Skizziermethoden 31 Speicherort 6 Spiegeln 39, 73, 91 Spiralfeder 55 Standardebene 44 Stanzen 200 Startpunkt 57, 63, 95 STEP 2, 217 Strukturmodell 114 Stückliste 119, 171 Stufenschnitt 78, 153 Symbole 44, 163 Symbolattribute 166 Symbolik 23 Symbolleisten 8, 33, 44, 141, 145, 192 Symmetrische Skizzen 39 T Tabelle 75, 169, 177

Teilefamilie 177 Toleranzen 159, 167 Trägheitsmoment 89 Trajektion 53, 95 TRAJPAR 95, 99, 103 Trimmen 35, 38 U Übergangsstücke 57 Umdefinieren 80 Umfang 96, 182 Umordnen 83 Unterdrücken 84 V Varianten 177 Verbundflächen 57, 64, 90 Verbundkörper 57 Vereinfachte Darstellung 85, 131 Verfahrfläche 197 Voreinstellungen 6 Vordefinierte Ansichten 16 W Wegnehmen 160 Wiedergabe 143 Wiederholbereich 171 Z Zahnrad 97 Zeichnungserstellung 145 Zeichnungsblätter 149 Zeichnungsformate 146, 173 Zeichnungsvorlagen 146, 173 Zeigen 160 Zentralprojektion 157 Zoomen 9 Zusammenbau 117

Das Standardwerk für Maschinenbauer Muhs, Dieter / Wittel, Herbert / Jannasch, Dieter / Voßiek, Joachim

Roloff/Matek Maschinenelemente Normung, Berechnung, Gestaltung - Lehrbuch und Tabellenbuch 17., überarb. Aufl. 2005. XX, 792 S. mit 703 Abb., 74 vollst. durchger. Beisp., einem Tabellenbuch mit 230 S. sowie CD-ROM. Geb. € 34,90 ISBN 3-528-17028-X Inhalt: Konstruktionsgrundlagen - Toleranzen und Passungen - Festigkeit, zulässige Spannung - Kleb- und Lötverbindungen - Schweiß-, Niet- und Schraubverbindungen - Bolzen- u. Stiftverbindungen - Elastische Federn Achsen, Wellen, Zapfen - Wellen /Nabenverbindungen - Kupplungen Bremsen - Wälz- und Gleitlager - Zahnräder und Zahnradgetriebe - Außenverzahnte Stirnräder, Kegelräder, Schraubrad- und Schneckengetriebe Riemen- und Kettengetriebe - Rohrleitungen - Dichtungen - Tribologie Diese umfassende normgerechte Darstellung von Maschinenelementen für den Unterricht ist in ihrer Art bislang unübertroffen. Durch fortwährende Überarbeitung sind alle Bestandteile des Lehrsystems ständig auf dem neuesten Stand und in sich stimmig. Die ausführliche Herleitung von Berechnungsformeln macht die Zusammenarbeit und Hintergründe transparent. Schnell anwendbare Berechnungsformeln ermöglichen die sofortige Dimensionierung von Bauteilen. Dem Lehrbuch ist eine CD beigegeben. Sie enthält die Studienversion der marktführenden Berechnungssoftware MDesign von T-Data. Bitte beachten Sie unsere zusätzlichen Hinweise und Hilfen unter www.roloff-matek.de.

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Stand Juli 2006. Änderungen vorbehalten. Erhältlich im Buchhandel oder im Verlag.