Konstruieren mit CATIA V5

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1 Konstruieren mit CATIA V5 Methodik der parametrisch-assoziativen Flächenmodellierung von Egbert Braß 3., vollständig überarbeitete und erweiterte Auflage Hanser München 2005 Verlag C.H. Beck im Internet: ISBN Zu Inhaltsverzeichnis schnell und portofrei erhältlich bei beck-shop.de DIE FACHBUCHHANDLUNG

2 Konstruieren mit CATIA V5 Egbert Braß Methodik der parametrisch-assoziativen Flächenmodellierung ISBN Leseprobe Weitere Informationen oder Bestellungen unter sowie im Buchhandel

3 EB_umbruch-70_ fm Seite 195 Montag, 18. April : Erzeugen von Verrundungen Creating fillets 4.8 Erzeugen von Verrundungen Creating fillets Mit der Operation Verrunden werden Flächen, Solids und seit Release 13 auch Volumes mit weichen Übergangsflächen versehen. Das Verrunden ist ein sehr wichtiges und leistungsfähiges Modellierwerkzeug. Es wird mit am häufigsten benötigt Überblick und allgemeine Konzepte Overview and general concepts Tabelle 17 auf den beiden Folgeseiten gibt einen Überblick über Fillets, die in CATIA V5 verfügbar sind und über wichtige Merkmale von ihnen. Einige Merkmale sind spezifisch für einen bestimmten Fillet-Typ, andere sind übergreifend implementiert. Diese typunabhängigen Konzepte sollen an dieser Stelle erläutert werden, bevor spezifische Konzepte danach im Zusammenhang mit den Fillet-Typen beschrieben werden. Die Trim support ist durchgängig für alle Fillets implementiert. Sie ist standardmäßig immer angewählt. Das bedeutet, dass die zu verrundenden Flächen oder Faces relimitiert und mit der entstehenden Verrundungsfläche zu einem Verband zusammengefügt werden, der als Fillet-Operator im Specification tree selektierbar ist. Anderenfalls werden die Ausgangsflächen nicht getrimmt, und der Fillet-Operator im Specification tree besteht nur aus der eigentlichen Verrundungsfläche. Smooth (Standardeinstellung) Der Übergang zwischen dem seitlichen Filletrand und den Supportflächen ist tangential und damit weich. Trim support Extremities Straight Der Übergang zwischen dem seitlichen Filletrand und den Supportflächen ist nicht tangential. Der Filletrand tritt häufig unter einem spitzen Winkel in die Supportflächen ein. Maximum Die Filletfläche wird begrenzt durch die Kanten der längsten Supportflächen. Minimum Die Filletfläche wird begrenzt durch die Kanten der kürzesten Supportflächen. 195

4 EB_umbruch-70_ fm Seite 196 Montag, 18. April : Operationen zur Geometriebearbeitung Operations Shape Fillet Shape Fillet Shape Fillet Edge Fillet Bitangent Tritangent Variable bitangent radius with spine Konstanter Radius Variabler Radius Variabler Radius Konstanter Radius... entsteht durch Rollen einer Kugel zwischen zwei selektierten Flächen. Bis zu vier Filletanordnungen sind möglich; Multi-output... entsteht zwischen drei Flächen, wobei eine davon wegfällt. Bis zu sechs Filletanordnungen sind möglich.... entsteht gesteuert durch eine Hold curve oder ein Law entlang eines Spine. Beide Kurven müssen länger als die beteiligten Flächen sein; Hold curve muss auf einer der Flächen liegen; Spine kann geschlossen sein.... entsteht durch Rollen einer Kugel entlang einer internen scharfen Kante einer zusammengesetzten Fläche (multi-cell). Ignoring edges; Propagation type: Tangency oder minimal Trim support Trim support Trim support Trim support Extremities Extremities Extremities Extremities Command stacking Command stacking Command stacking Command stacking Faces to keep zum Handhaben von Multiribbon-Situationen Law Definition ähnlich Sweep-Operator; Parameter Editing im 3D möglich. Trim ribbons Keeping edge Blend corner 196

5 EB_umbruch-70_ fm Seite 197 Dienstag, 26. April : Erzeugen von Verrundungen Creating fillets Variable Radius Fillet Variable Radius Fillet Face-Face Fillet Tritangent Fillet Variable bitangent circle radius fillet using a spine Tabelle 17: Überblick über die Verrundungsarten Variabler Radius Variabler Radius Konstanter oder variabler Radius... variiert an selektierten Punkten entlang einer selektierten Kante. Art und Weise der Vorgabe von Punkten; Selektionskonzept; Propagation type: Tangency oder minimal: Propagation mode: linear oder cubic... entsteht durch Führen eines Kreisbogens normal zum Spine und entlang einer Kante, die Knicke aufweisen kann. Spine wird angegeben... entsteht durch Rollen einer Kugel, deren Radius größer ist als der Abstand zwischen den selektierten Flächen. Radius kann bei Verwendung einer Hold curve variabel sein; Spine kann angegeben werden. Radius geometrieabhängig... entsteht durch Rollen einer Kugel entlang von drei Flächen, wobei eine wegfällt ; Radius wird automatisch angepasst. Trim support Trim support Trim support Trim support Extremities Extremities Extremities Command stacking Command stacking Command stacking Command stacking Trim ribbons Keeping edge Blend corner Trim ribbons Blend corner 197

6 EB_umbruch-70_ fm Seite 198 Montag, 18. April : Operationen zur Geometriebearbeitung Operations Trim ribbon Die bietet die Möglichkeit, sich überlappende Fillets aneinander zu trimmen. Das ist in den beiden folgenden Abbildungen dargestellt. Links ist zu sehen, dass sich die Verrundungen überlagern. In der Mitte das Ergebnis ohne und rechts daneben das Ergebnis mit aktivierter Trim ribbon. Limiting Fillets Verrundungen können in ihrer Ausbreitung begrenzt werden. Das kann entlang einer Kante auch durchaus mehrmals der Fall sein. Begrenzungselemente können Flächen, Ebenen oder Punkte entlang der Kante sein. Ein Pfeil zeigt jeweils an, welche Seite bestehen bleibt. Eine relimitierende Fläche (im Bild unten die grüne Fläche) muss kleiner als die Supportfläche sein! Im einfachsten Fall kann ein Begrenzungselement durch Anklicken der Kante erzeugt werden. Eine kreisförmige blaue Scheibe verkörpert dann das Limiting element. Der Pfeil kann durch Selektieren invertiert werden. Blend corner Ausrundungen in Ecken, die mit der Kantenverrundung Edge Fillet erzeugt wurden, können überarbeitet werden, indem sie durch eine Blend corner (Blend vertex fillet) mit einer Setback distance (Abstand vom Eckpunkt) ersetzt werden. Dieser Vorgang wird Reshaping genannt. 198

7 EB_umbruch-70_ fm Seite 199 Montag, 18. April : Erzeugen von Verrundungen Creating fillets Mit Anwahl der Blend corner erkennt CATIA die zu überarbeitenden Ecken automatisch. Voraussetzung ist, dass alle zur Ecke laufenden Kanten in einer Operation erzeugt wurden! Bei Multi-cell surfaces müssen alle Kanten direkt am Eckpunkt selektiert werden. Werden mehrere Ecken erkannt, müssen sie auch in einem Arbeitsgang überarbeitet werden. Die Setback distance ist ein Wert, der für jede Kante separat eingestellt werden kann. Dieser Wert ist der Abstand vom Eckpunkt bis zum Beginn der Kantenverrundung. Die entstehende Blend corner ist eine Fill-Fläche. Nachfolgend ein Beispiel. Es sollen acht Blend corner mit einer Verrundungsoperation angebracht werden. Muss das Modell zerschnitten werden, oder gibt es eine bessere Vorgehensweise? Das links unten dargestellte Modell eines Längsträgers soll verrundet werden. Dabei kann die Fillet Edge oder die Variable-Radius-Fillet-Funktion benutzt werden. Nach Aufruf der Funktion, Selektion aller Kanten (Abbildung rechts) und dem Aktivieren der Blend corner(s) erscheint die bekannte Message mehr als vier Blend corners in einer Operation sind nicht zulässig. Das gilt auch in Release 14. Beispiel mit acht Blend corners Zum Glück gibt es die Limiting element(s). Sie bietet die Lösung des Problems, ohne die das Bauteil künstlich zerschnitten werden müsste. Als Limiting Elements werden zwei Punkte auf der Kante gewählt. Sie begrenzen das Edge Fillet auf ein kurzes Stück (Abbildung links). Damit entstehen beidseitig davon Bereiche, die jeweils vier Blend corners beinhalten. Zum Selektieren der Kanten empfiehlt sich auf jeden Fall die Wahl des Curve Filter aus dem User Selection Filter Panel. Nach der Selektion aller Kanten, Wahl geeigneter Parameter entdeckt CATIA jetzt vier Blend corners, die sich dann auch problemlos verrunden lassen (Abbildung rechts). Die Verrundung muss zweimal angewendet werden. Das Zwischenergebnis nach der 199

8 EB_umbruch-70_ fm Seite 200 Montag, 18. April : Operationen zur Geometriebearbeitung Operations ersten Operation ist auf der linken Abbildung zu sehen. Bei der zweiten Verrundungsoperation werden dann die restlichen Kanten selektiert. CATIA erkennt die nächsten vier Blend corners. Die Abbildung rechts zeigt das Endergebnis. Nicht das gesamte Bauteil ist zerschnitten bzw. segmentiert, sondern nur zwei Verrundungsflächen! Ein Aufdicken des Flächenmodells im Part Design oder als Volume im Generative Shape Optimizer ist möglich. Das spricht für eine hinreichend hohe Datenqualität Skin-Skin-Verrundung Shape fillet Skin-Skin-Verrundung Shape fillet Bitangent Fillet mit konstantem Radius Die Skin-Skin-Verrundung entsteht durch eine zwischen den selektierten Flächen rollende Kugel mit vorgegebenem Radius. Die Verrundung wird zwischen zwei benachbarten Flächen(verbänden) Support genannt erzeugt. Vektoren zeigen in Richtung der Verrundung. Durch Selektieren wird die Richtung der Vektoren umgekehrt. Damit sind vier verschiedene Positionen für die Verrundung möglich. Es gibt für die Erzeugung des Shape fillet verschiedene Möglichkeiten: Verrundung mit konstantem Radius (Fillet type - Bitangent) Verrundung mit variablem Radius (Fillet type - Tritangent) und Verrundung mit variablem Radius (Fillet type - Bitangent with spine) Variante a) mit Spine und Hold curve Variante b) mit Spine und Law Der Standardfall ist in dieser Abbildung dargestellt. Zur Erzeugung siehe oben. 200