Arbeitsanleitung zur Erstellung eines Pleuels mit Hilfe des Programms Catia V 5.7

Transkript

1 Schwerpunktentwurf: Arbeitsanleitung zur Erstellung eines s mit Hilfe des Programms Catia V 5.7 Christoph van Rennings Hamburg Januar 2003

2 CAD Catia V 5.7 Solids Arbeitsunterlagen Verfasser: Christoph van Rennings Hamburg Januar

3 Inhalt Inhalt Start Grundkörper Grundkontur Das Stutzen der Zeichnungselemente Grundkörper formen Aussparung erstellen Die Aushebung Die Kontur der Aushebung Die Kolbenbolzenbohrung und die Kurbelwellenbohrung Die Fase an der Kurbelwellenbohrung Die Ölbohrung Die Feinarbeiten kanten abschrägen Das Spiegeln der Aushebung an der xy-ebene Spiegelung an der yz-ebene Böden der Aushebungen verrunden Radien an den Aushebungsoberkannten Teilen des lagers Die getrennte Sicherung Das Trennen Das Einbringen der Schraubenbohrungen Die Bohrungen im deckel Die Spiegelung der Bohrung Die Bohrungen im Die Spiegelung der Bohrung Die Baugruppenzusammenführung Das Bestimmen der Teilepositionen Das Einfügen der Schrauben Die Speicherung der Baugruppe Die Zusammenbau-Zeichnung

4 1 Start Datei Schließen (Der Blick ins All) Start Mechanische Konstruktion Part Design 2 Grundkörper Sollte an dieser Stelle ein Fenster erscheinen, in dem die Teilenummer eingegeben werden soll, so kann dort Part1 eingegeben werden. 2.1 Grundkontur xy-ebene oben links im Stammbaum anpicken Skizzierer anpicken Profil wählen und folgende Skizze mit waagerechten und senkrechten Linien zeichnen (die Linien erscheinen beim Zeichnen blau). Das Achsenkreuz sollte mitten in dem Profil liegen. An allen Linien muß ein H (horizontal) oder ein V (vertikal) stehen. Nun die linke senkrechte Linie anpicken, [Strg] gedrückt halten und die V-Achse anpicken Im Dialogfenster definierte Bedingungen auswählen. Kongruenz aktivieren Bedingungen auswählen, die untere waagerechte Linie anpicken, [Strg] gedrückt halten 1, die H-Achse anpicken und dann den Zahlenwert mit der linken Maustaste positionieren. Nun den eben erzeugten Zahlenwert (grün) doppelt anpicken und im Fenster den Wert 35 eingeben. Skizze 1 Bedingungen auswählen, die rechte untere senkrechte Linie anpicken, [Strg] gedrückt halten, die V-Achse anpicken und dann den Zahlenwert mit der linken Maustaste positionieren. 1 Nicht immer muß die [Strg]-Taste wirklich gedrückt sein, wählt man jedoch zuerst die Elemente und dann die Funktion, so muß die Taste benutzt werden. 4

5 Nun den eben erzeugten Zahlenwert (grün) doppelt anpicken und im Fenster den Wert 36 eingeben. Bedingungen auswählen, die rechte obere senkrechte Linie anpicken, [Strg] gedrückt halten, die V-Achse anpicken und dann den Zahlenwert mit der linken Maustaste positionieren. Nun den eben erzeugten Zahlenwert (grün) doppelt anpicken und im Fenster den Wert 11 eingeben. Bedingungen auswählen, die obere waagerechte Linie anpicken, [Strg] gedrückt halten, die H-Achse anpicken und dann den Zahlenwert mit der linken Maustaste positionieren. Nun den eben erzeugten Zahlenwert (grün) doppelt anpicken und im Fenster den Wert eingeben. Kreis auswählen, irgendwo rechts oben neben der eben erzeugten Kontur den Kreismittelpunkt mit der linken Maustaste setzen. Dann die Maus bewegen, bis der Kreis so groß ist, daß er die obere rechte senkrechte Linie des Profils tangiert (es erscheinen zwei senkrechte blaue Streifen) und die linke Maustaste drücken. Bedingungen auswählen und den Kreis anpicken. Der Durchmesser erscheint in grün. Den Zahlenwert mit der linken Maustaste positionieren. Den Durchmesserzahlenwert doppelt anpicken und im Fenster Durchmesser 100 eingeben Bedingungen auswählen und den Mittelpunkt des Kreises anpicken. [Strg] gedrückt halten und die H-Achse anpicken, mit der linken Maustaste den Zahlenwert positionieren. Den Zahlenwert doppelt anpicken und im Fenster Wert 55 eingeben Kreis Kreis durch Koordinaten auswählen und in dem dann erscheinenden Fenster folgende Werte eingeben: Kreismittelpunkt: H: 0 mm V: 144 mm Radius: 17.5 mm Skizze 2 5

6 Die Skizze sollte jetzt wie folgt aussehen: Skizze 3 6

7 2.2 Das Stutzen der Zeichnungselemente Trimmen aktivieren und den oberen Kreis am Punkt 1 (siehe Skizze rechts) und die linke senkrechte Linie am Punkt 2 anpicken. Das Symbol Trimmen doppelt anpicken (es bleibt somit aktiv, auch wenn eine Aktion bereits ausgeführt wurde) und Punkte 3 und 4 anpicken, dann Punkte 4 und 5 (siehe Skizze rechts) anpicken. Nun das Symbol Trimmen zu deaktivieren. anpicken um es Verrunden, das Symbol Ecke auswählen und die Linien und Kreise an den folgenden Punkten (siehe Skizze rechts) anpicken. Punkte 1 und 3 anpicken, die Maus so bewegen, daß der Radienmittelpunkt rechts unten liegt. Mit der linken Maustaste irgendeinen Radius festlegen. (Vergleiche mit dem Ergebnis in dem Bild unten.) Skizze 4 Den Zahlenwert des entstandenen Radius doppelt anpicken und im Fenster Radius 60 eingeben Die beiden überflüssigen Linien anpicken und mit der Entfernen-Taste löschen. 7

8 Die Skizze sollte jetzt wie folgt aussehen: Skizze 5 Die Kontur sollte komplett grün sein. Skizzierer verlassen (Umgebung verlassen) 8

9 2.3 Grundkörper formen Block Typ: Bemaßung Länge: 10 mm Gespiegelte Ausdehnung Abbildung 1: Der halbe Grundkörper 9

10 3 Aussparung erstellen Den Grundkörper an seiner Oberseite anpicken und den Skizzierer starten. Profil auswählen und die folgenden Koordinaten in das Tools-Fenster eingeben (H; V). (Doppelklick in das Zahlenfeld.) (Ggf. das Tools-Fenster als eigenes Fenster in den Vordergrund schieben. Ist das Tools-Fenster nicht zu sehen, so kann es über Ansicht Symbolleisten Tools aufgerufen werden.) (Zwischen den Feldern H: und V: kann mit der Tab-Taste gewechselt werden.) Die Zahlen sollten besser über die Schreibmaschienentastatur eingegeben werden, nicht über den Nummernblock. 36 ; ; ; ; ; -26 Skizze 6 Skizzierer verlassen (Umgebung verlassen) Tasche Typ: bis zum letzten Offset: 0 mm 10

11 4 Die Aushebung 4.1 Die Kontur der Aushebung Den Grundkörper an der Oberseite anpicken den Skizzierer starten. Kreis Kreis durch Koordinaten auswählen und in dem dann erscheinenden Fenster folgendes eingeben: Kreismittelpunkt: H: 0 mm V: 118 mm Radius: 8 mm Für den folgenden Kreis wiederholen, aber der eben erzeugte Kreis darf nicht mehr orange sein (einfach einmal ins Leere picken): H: 8 ; V: 32 ; Radius 5 Das Symbol Kreis wieder anpicken und den Mittelpunkt auf den Ursprung legen (H: 0; V: 0), dann die Maus so bewegen, daß der Kreis den unteren eben erzeugten Kreis unten tangiert. (Siehe Bild unten) Skizze 7 Linie auswählen und eine senkrechte Linie (blau) vom Nullpunkt nach oben bis zum oberen Scheitelpunkt des oberen Kreises ziehen. (Linie 0 ; 0 bis 0 ; 126 ) 11

12 Linie auswählen und den Anfangspunkt rechts an den oberen Kreis tangential anlegen (Kreis wird orange) (Startpunkt 8 ; 118) und senkrecht (Linie wird blau) nach unten bis zur H-Achse ziehen. Mit dem Befehl Ecke die eben erzeugte Linie und den kleinen rechten Kreis mit irgendeinem Radius verbinden. Achtung: Da jeder Kreis bei drei Uhr seinen Anfangspunkt hat, bleibt von dem kleinen Kreis nur noch ein Fitzel übrig, der reicht aber, um weiter zu arbeiten. Den Zahlenwert des entstandenen Radius doppelt anpicken und im Fenster Radius 53 eingeben. Das Symbol Trimmen doppelt anpicken und die Kontur wie in der Skizze rechts zurechtstutzen. Nun das Symbol Trimmen anpicken um es zu deaktivieren. Den oberen Viertel-Kreis anpicken, [Strg] gedrückt halten und die rechte senkrechte Linie anpicken. Im Dialogfenster definierte Bedingungen Tangentenstetigkeit aktivieren auswählen. Die Kontur sollte komplett grün sein. Skizzierer verlassen (Umgebung verlassen) Kontur der Aushebung anpicken, Tasche folgende Definition eingeben: Typ: Bemaßung Tiefe: 7 mm eingeben Auswahl: Skizze.3 wählen und Skizze 8: Kontur der Aushebung 12

13 5 Die Kolbenbolzenbohrung und die Kurbelwellenbohrung Die Oberseite des Grundkörpers anpicken. Skizzierer starten Kreis Kreis durch Koordinaten Kreismittelpunkt: H: 0 mm V: 144 mm Radius: 13 mm (ggf.: 13 mm (Listennummer / 10) mm) Den leeren Raum anpicken, damit der Kreis nicht mehr orange ist und dann noch mal: H: 0 ; V: 0 ; Radius: 26 Skizzierer verlassen Tasche Bis zum letzten (Umgebung verlassen) Abbildung 2 13

14 5.1 Die Fase an der Kurbelwellenbohrung Fase auswählen und die beiden Kanten der Kurbelwellenbohrung anpicken Modus: Länge1/Winkel Länge 1: 1 mm Winkel: 45deg Fortführung: Tangentenstetigkeit 6 Die Ölbohrung Im Strukturbaum die xy-ebene anpicken und den Skizzierer starten. Linie auswählen und in der Nähe des Mittelpunktes des oberen Halbkreises den Anfangspunkt setzen. (Startpunkt: 0 ; 144) Die Linie schräg nach oben rechts legen. (Die Linie muß die Kontur schneiden.) Abbildung 3 Bedingungen wählen, die Linie anpicken und die H-Achse anpicken. Dann den erscheinenden Zahlenwert mit der linken Maustaste positionieren. Den Zahlenwert des Winkels doppelt anpicken und im Fenster 45 eingeben. Den Anfangspunkt der Linie anpicken [Strg] gedrückt halten und den oberen Halbkreis anpicken (siehe Skizze 9) und Im Dialogfenster definierte Bedingungen auswählen. Konzentrizität aktivieren Skizzierer verlassen (Umgebung verlassen) Nun muß eine neue Ebene definiert werden. Ansicht Symbolleisten Referenzelemente (Erweitert) aktivieren. Das folgende Fenster sollte jetzt zur Verfügung stehen: Skizze 9 14

15 Ebene auswählen, die eben erzeugte Linie anpicken und den Endpunkt der Linie anpicken. Ebenentyp: Senkrecht zu Kurve Kurve: Skizze.5 Punkt: Skizze.5\Scheitelpunkt Bohrung auswählen, die Linie anpicken und die Ebene anpicken. Bei der dann erscheinenden Meldung Die Spezifikation ändern mit bestätigen. Dann die Bohrung wie folgt definieren: Bis zum nächsten Durchmesser: 5 mm Das Feld Achse anpicken und die eben erzeugte Linie anpicken, damit sie in dem Feld genannt wird (Kante.1). 7 Die Feinarbeiten 7.1 kanten abschrägen Fase mit folgender Definition: Modus: Länge1/Länge2 Länge 1: 10 mm Länge 2: 1 mm (Abzuschrägende Objekte: 2 Kanten) Fortführung: Tangentenstetigkeit Einen Abschnitt der außen liegenden Kanten des Hauptkörpers anpicken (es reicht ein rotgrün aufblinkendes Stück der oberen und unteren Kante, da ja Tangentenstetigkeit eingestellt ist.) Voranzeige Prüfen ob die Fasen in der gewünschten Richtung liegen, sonst Umkehren aktivieren. Abbildung 4: Abschrägung der kanten 15

16 7.2 Das Spiegeln der Aushebung an der xy-ebene Im Strukturbaum die Aushebung (Tasche 2) anpicken. Einfügen Umwandlungskomponenten Spiegeln und die xy-ebene anpicken. Spiegelungselement: xy-ebene 7.3 Spiegelung an der yz-ebene Im Strukturbaum den Hauptkörper anpicken (Hauptkörper muß orange sein). Einfügen Umwandlungskomponenten Spiegeln die yz-ebene anpicken. Abbildung 5: Die Spiegelung des Hauptkörpers 16

17 7.4 Böden der Aushebungen verrunden Kantenverrundung auswählen und die Bodenflächen der beiden Aushebungen anpicken Radius: 5 mm (Zu verrundende(s) Objekt(e): 2 Teilflächen) Tangentenstetigkeit 7.5 Radien an den Aushebungsoberkannten Kantenverrundung auswählen und jeweils einen Abschnitt der Aushebungsoberkanten anpicken. Radius: 0.8 mm (Zu verrundende(s) Objekt(e): 2 Kanten) Tangentenstetigkeit 8 Teilen des lagers 8.1 Die getrennte Sicherung Datei Sichern unter und Dateiname stange.catpart eingeben Sichern Datei Sichern unter und Dateiname deckel.catpart eingeben Sichern 8.2 Das Trennen Einfügen Auf Flächen basierende Komponenten Trennen die zx-ebene anpicken den orangenen Pfeil zum Umkehren der Richtung anpicken. (Nur den orangenen Pfeil anpicken, den Pfeil genau an der Spitze anpicken, damit nicht auch die xy-ebene gewählt wird.) 17

18 Im Strukturbaum auf Part 1 mit der rechten Maustaste picken und Eigenschaften auswählen. Im Fenster die Karte Produkt picken und unter Teilenummer: deckel eingeben Datei Sichern Datei Schließen Datei öffnen stange.catpart öffnen Einfügen Auf Flächen basierende Komponenten Trennen die zx-ebene anpicken Im Strukturbaum auf Part 1 mit der rechten Maustaste picken und Eigenschaften auswählen. Im Fenster die Karte Produkt picken und unter Teilenummer: stange eingeben Datei Sichern Datei Schließen 18

19 9 Das Einbringen der Schraubenbohrungen 9.1 Die Bohrungen im deckel Datei öffnen deckel.catpart öffnen Die rechte Anlagefläche für den Schraubenkopf (Teilfläche/Tasche.1/Hauptkörper) anpicken. Bohrung auswählen Bis zum letzten Durchmesser: 8.2 mm Positionierungsskizze anpicken [Strg] gedrückt halten und die xy-ebene und das Sternchen anpicken. Im Dialogfenster definierte Bedingungen anpicken. Kongruenz aktivieren [Strg] gedrückt halten und die yz-ebene und das Sternchen anpicken. Bedingungen anpicken. Skizze 10 Mit der linken Maustaste den Zahlenwert positionieren. Das grüne Maß doppelt anpicken und im Fenster auf 30.1 mm ändern. 19

20 Skizzierer verlassen (Umgebung verlassen) 9.2 Die Spiegelung der Bohrung Einfügen Umwandlungskomponenten Spiegeln auswählen (die eben erstellte Bohrung muß noch orange aufleuchten, sonst im Strukturbaum noch mal anpicken) Spiegelungselement: yz-ebene anpicken Datei Sichern Datei Schließen 9.3 Die Bohrungen im Datei öffnen stange.catpart öffnen Die rechte Anlagefläche für den deckel (Teilfläche/Trennen.1/Hauptkörper) anpicken. Bohrung auswählen Sackloch (Durchmesser: 8 mm) Tiefe: 12 mm Positionierungsskizze anpicken [Strg] gedrückt halten und die xy-ebene und das Sternchen anpicken. Im Dialogfenster definierte Bedingungen Kongruenz aktivieren anpicken. 20

21 [Strg] gedrückt halten und die yz-ebene und das Sternchen anpicken. Bedingungen anpicken. Mit der linken Maustaste den Zahlenwert positionieren. Das grüne Maß doppelt anpicken und im Fenster auf 30.1 mm ändern. Skizzierer verlassen (Umgebung verlassen) Boden: Spitz Gewindedefinition: Gewinde Typ: metrisch dick Gewindedurchmesser: M8 Gewindetiefe: 10 mm Bohrungstiefe: 12 mm (wird automatisch von oben übernommen) 21

22 9.4 Die Spiegelung der Bohrung Einfügen Umwandlungskomponenten Spiegeln auswählen (die eben erstellte Bohrung muß noch orange aufleuchten, sonst im Strukturbaum noch mal anpicken) Spiegelungselement: yz-ebene anpicken Datei Sichern 22

23 10 Die Baugruppenzusammenführung Datei Schließen Datei Schließen (es sollte keine Datei mehr geöffnet sein, Mondlandschaft) Start Mechanische Konstruktion Baugruppenkonstruktion Im Strukturbaum auf Produkt1 mit der rechten Maustaste picken und Eigenschaften auswählen. Im Fenster die Karte Produkt picken und unter Teilenummer: _ZB eingeben Einfügen Vorhandene Komponente ( _ZB im Strukturbaum muß orange sein! Ggf. im Strukturbaum einmal anpicken.) Dateiname: stange.catpart auswählen Öffnen Einfügen Vorhandene Komponente ( _ZB im Strukturbaum muß orange sein!) Dateiname: deckel.catpart auswählen Öffnen Datei Sichern unter und Dateiname _ZB.CATProduct eingeben Sichern 23

24 10.1 Das Bestimmen der Teilepositionen Komponente fixieren auswählen und die stange anpicken. (Ein grüner Anker erscheint an der stange.) Den Kompaß am roten Ursprung anpicken (es erscheint ein Pfeilkreuz anstelle des Mauszeigers) und mit gedrückter linker Maustaste auf den deckel setzen (siehe Abbildung rechts). Nun kann der deckel verschoben werden 2. deckel irgendwohin verschieben. Den Kompaß am Ursprung anpicken und mit gedrückter Maustaste in den leeren Raum verschieben. Abbildung 6 Kontaktbedingung auswählen (das dann auftauchende Fenster Diese Funktion schließen) und die Kontaktflächen deckel/stange anpicken. Für die andere Seite wiederholen. Kongruenzbedingung auswählen und eine Bohrungsachse im deckel anpicken. (Wenn man mit der Maus in die Nähe der Bohrungen geht, so sollte die Bohrungsachse aufblinken.) Die selektierte Achse leuchtet orange. Dann eine Bohrungsachse der Gewindebohrungen in der stange anpicken. (Jetzt sollten die Bohrungsachsen kurz orange aufleuchten, dann erscheint das grüne Kongruenz-Symbol.) Die Prozedur für die anderen Bohrungsachsen wiederholen. Manipulation auswählen und im Fenster in Bezug auf Bedingungen aktivieren (Fenster nicht schließen). Den deckel anpicken und mit gedrückter linker Maustaste etwas auf dem Bildschirm bewegen 3. Der deckel sollte beim Loslassen der Maustaste an die richtige Stelle springen 4. 2 Der deckel verschiebt sich in der Richtung, in der eine Linie des Kompasses orange aufleuchtet, wenn man mit der Maus in die Nähe der Kompaßachsen geht. Zum Bewegen des deckels muß dann die linke Maustaste gedrückt gehalten werden und die Maus bewegt werden. Der Kompaß muß dabei noch grün sein, sonst muß er erneut auf den deckel gesetzt werden. 3 Es kann auch mit der Funktion Aktualisieren gearbeitet werden, hierbei wird jedoch alles aktualisiert, es können also keine einzelnen Bauteile ausgewählt verschoben werden. 4 In der Realität wird der deckel natürlich nicht durch die Bohrungsachsen fixiert, sondern durch die Form der Kontaktfläche zwischen stange und deckel. 24

25 10.2 Das Einfügen der Schrauben Tools Mechanische Standardteile ISO-Kataloge Doppelklick auf ISO_Screws 5 Doppelklick auf den gewünschten Schraubentyp Doppelklick auf die gewünschte Schraube Die Schraube taucht in der Nähe des Ursprungs auf. Das Fenster mit der Schraube als Detail kann geschlossen werden. ( Schließen ) Kontaktbedingung auswählen [Strg] gedrückt halten und die Schraubenkopfunterseite anpicken (ggf. muß die Ansicht mit dem Kompaß etwas verdreht werden). [Strg] gedrückt halten und die Anlagefläche des Schraubenkopfes am deckel anpicken Kongruenzbedingung auswählen, [Strg] gedrückt halten und die Schraubenachse anpicken. (Wenn man mit der Maus in die Nähe der Schraube geht, so sollte die Schraubenachse aufblinken.) [Strg] gedrückt halten und die Bohrungsachse anpicken. (Jetzt sollten Schraubenachse und Bohrungsachse kurz orange aufleuchten.) Manipulation auswählen und im Fenster in Bezug auf Bedingungen aktivieren (Fenster nicht schließen) Die Schraube anpicken und mit gedrückter linker Maustaste etwas auf dem Bildschirm bewegen. Die Schraube sollte beim Loslassen der Maustaste an die richtige Stelle springen. Im Stammbaum die Schraube anpicken, so daß der Text orange ist. Bearbeiten Kopieren Dann im Stammbaum _ZB anpicken. Bearbeiten Einfügen Jetzt gibt es eine zweite Schraube, die nicht gesehen werden kann, da sie an der selben Stelle liegt wie die Erste. Den Kompaß am Ursprung anpicken und auf die Schrauben setzen. Im Stammbaum die zweite Schraube anpicken. Jetzt die zweite Schraube mit Hilfe des Kompasses aus der ersten Schraube herausbewegen, sie wird gewissermaßen geklont. deckel irgendwohin verschieben. Den Kompaß am Ursprung anpicken und mit Abbildung 7: Die zweite Schraube gedrückter Maustaste in den leeren Raum verschieben. 5 Wenn die Speicherung der Baugruppe mit den Schrauben Probleme verursacht, so können die Schrauben auch mit Hilfe des Katalog-Symbols eingefügt werden, die Speicherung könnte dann besser klappen. Weiterhin kann CATIA neu gestartet werden und beim Startvorgang die Konfiguration 2 gewählt werden. 25

26 Nun die Kontakt- und Kongruenzbedingungen für die zweite Schraube definieren. Alles aktualisieren auswählen Die Speicherung der Baugruppe Datei Sicherungsverwaltung In dem dann erscheinenden Fenster alle Dateien bei denen die Bemerkung Geändert steht anpicken und alle einzeln sichern, bis die Zeile unten im Fenster angibt, daß keine Dateien ungesichert sind. (Steht vor einer Datei die Bemerkung Neu, so muß unter Aktion automatisch sichern stehen, sonst muß man auf Sichern unter gehen und die Datei im eigenen Verzeichnis speichern.) Achtung: Das Speichern der Baugruppe mit den Schrauben bereitet große Probleme, ggf. ohne Schrauben speichern. Datei Sichern Gratulation! Sie haben soeben die Baugruppe _ZB erfolgreich erstellt. Wir wünschen Ihnen viel Vergnügen mit dieser herausragenden Konstruktion! Ende 26

27 11 Die Zusammenbau-Zeichnung 27