4 Modeling 4 CADM1 NX Ziel. 4.2 Featureübersicht

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1 4 4.1 Ziel Folgendes können Sie nach diesem Kurs verstehen und teilweise anwenden: Grundkörper Bauteil mit diversen Features aufbauen Parametrik anhand der Expressions Options 4.2 Featureübersicht Einführung Features können nur an einem bestehenden Grundkörper angebracht werden. Die Positionierung der Features erfolgt relativ (Positioning Constraints), wobei diese eine Bezugsfläche benötigen. Für nichtrotationssymmetrische Features (Pocket, Boss und Slot) muss die Ausrichtung durch eine horizontale Referenz definiert werden (temporäres Koordinatensystem). Für die folgenden Übungen werden einige der untenstehenden Features benötigt: Datum Plane Bezugsebene Ermöglicht das Erzeugen von (festen oder relativen) Referenzebenen, die der Orientierung dienen, wenn keine Ebenen vorhanden sind. Block Quader Ermöglicht das Erzeugen eines Quader-Grundkörpers durch Angeben seiner Orientierung, Grösse und Position. An der HSR nicht erlaubt! Sketch Skizze Ermöglicht das Zeichnen eines Grundrisses auf einer beliebigen Ebene. Danach kann er unter anderem zu einem Grundkörper extrudiert werden. Extrude Extrudieren Dieses Feature bietet die Möglichkeit, zweidimensionale Sketches aus der Ebene in den Raum zu ziehen und sie so in einen dreidimensionalen Volumenkörper umzuwandeln. Pad Polster Fügt einem Volumenkörper Material hinzu. Auf diese Weise kann auch ein Polster mit allgemeiner Form unter Verwendung von Kurven und Flächen erzeugt werden. Hole Bohrung Entfernt aus einem Volumenkörper Material in Form der verschiedenen Typen von Standardbohrungen. Möglich ist die Erzeugung von Einfachbohrungen, Bohrungen mit Flachsenkung und Bohrungen mit Schrägsenkung. Diese Bohrungen können bis zu einer wählbaren Tiefe oder durchgehend erzeugt werden. Version: 1.3 Seite 122/373

2 Pattern Feature Musterelement Ermöglicht das Kopieren von Features in verschiedenen Anordnungen. Gestalt und Dimensionen des zu instanziierenden Features werden beibehalten. Slot Nut Entfernt aus einem Volumenkörper Material in Form einer geradlinigen Nut mit gerundeten Enden. Pocket Tasche Entfernt aus einem Volumenkörper Material in Rechteck- oder Zylinderform. Auf diese Weise kann auch eine Tasche mit allgemeiner Form unter Verwendung von Kurven und Flächen erzeugt werden. Boss Knauf Fügt einem vorhandenen Körper Material in Form eines Zylinders oder Kegels hinzu. 4.3 Detailbeschreibungen Grundkörpererzeugung Einführung Grundkörper können auf folgende zwei Varianten erstellt werden: 1. Einsatz von Block/Cylinder/Cone/Sphere Features (eher primitiv, an der HSR nicht erlaubt!). 2. Einsatz von Sketches, welche extrudiert werden. Es werden nun beide Varianten kurz erklärt und begründet, warum die 1. Variante nicht mehr zum Einsatz kommt. Variante 1 Die Grundkörper werden von NX direkt absolut positioniert. Falls nun später z.b. der Grundkörper Block in einen Zylinder verwandelt werden muss, wäre dies nicht mehr möglich, ohne alle darauf folgenden Features zu verlieren. Man ist dadurch weniger flexibel, als wenn man mit einem Sketch arbeiten würde. Auch darf in einem Modell nur ein solcher Grundkörper vorkommen, da dieser immer absolut im Koordinatensystem positioniert wird. Aus diesen Gründen hat die HSR beschlossen, die Grundkörper nicht mehr zu verwenden und nur noch mit dem Sketch zu arbeiten. Variante 2 Kurze Beschreibung des Sketches: Bei einem Sketch handelt es sich, wie der Name schon sagt, um eine Skizze bzw. eine Umrisszeichnung. Diese Skizze wird danach extrudiert. Beim Extrudieren wird die Skizze so zu sagen aus einer Ebene herausgezogen. Damit ist gemeint, dass die 2-D- Skizze die Zeichnungsebene verlässt und in Normalen-Richtung aus der Ebene in den Raum hochgezogen wird Achtung Gemäss HSR-Konventionen darf man den Grundkörper nicht mit einem Block, Cylinder, Cone oder Sphere Features (Primitiv) aufbauen! Version: 1.3 Seite 123/373

3 4.3.2 Das Features-Koordinatensystem Koordinatensystem eines Features Neben dem WCS gibt es noch ein temporäres Koordinatensystem, welches beim Erzeugen eines Features (z.b. Pad, Slot usw.) definiert werden muss. Dieses Feature- Koordinatensystem wird benötigt, um dem System die Ausrichtung und die Masse eines Features bekannt zu geben. NX verlangt beim Einfügen eines Features immer die Planar Placement Face (Fläche, auf welche das Feature zu liegen kommt) und die Horizontal Reference (temporäre Richtung der X-Achse). An einem einfachen Pad (Polster) soll erläutert werden, wie dieses temporäre Koordinatensystem zu verstehen ist. Auf den Grundkörper soll ein Pad (Polster) aufgesetzt werden: Soll also ein Feature eingefügt werden, fragt NX zu Beginn immer nach der Planar Placement Face (graue Fläche) und der horizontalen Reference (rote Linie): Temporäres Koordinatensystem mit X-Richtung parallel zur gewählten Kante oder Fläche Horizontale Referenz Temporäre X-Richtung für anzufügendes Feature WCS (X,Y,Z) Ein Feature wird also immer auf eine Ebene platziert. Die X-Richtung von dieser Ebene wird durch Anwählen einer Linie oder einer anderen Fläche definiert. Somit ist das temporäre Koordinatensystem vollständig definiert. Auf der gewählten Ebene befindet sich auch die Y-Richtung, rechtwinklig zur ausgewählten X-Richtung. Normal zu der Ebene verläuft die Z-Richtung. Tipp Im Feature-Eingabedialog wird meistens nach der Lenght (Länge) gefragt, welche der X-Richtung zuzuordnen ist, die Width (Breite) der Y-Richtung und die Height (Höhe) der Z-Richtung. NX nutzt also die Platzierungsfläche und die horizontale Referenz, um das temporäre Koordinatensystem für die Erzeugung eines Features zu definieren. Version: 1.3 Seite 124/373

4 4.3.3 Feature Positionierung Einleitung Bevor die einzelnen Bearbeitungsfeatures beschrieben werden, wird die Positionierung von Features kurz erklärt. Dialogfenster Ist ein Feature definiert, d.h. sind die Abmessungen eingegeben, muss es noch zum Grundkörper positioniert werden. Um dies tun zu können, erscheint jeweils nach der Parametereingabe des Features untenstehender Positioning-Dialog. Perpendicular Senkrecht Parallel Vertical Horizontal Parallel at a Distance Parallel mit Abstand Angular Winkel Point onto Point Punkt auf Punkt Point onto Line Punkt auf Linie Line onto Line Gerade auf Gerade Es gibt neun Möglichkeiten, ein Feature zu positionieren, wobei der Benutzer sich nur auf zwei Referenzelemente beziehen kann. Dies sind Linien und Punkte die auf folgende Arten miteinander kombiniert werden können: Abstand Punkt-Punkt Abstand Punkt-Linie Abstand Linie-Linie Winkel Linie-Linie Schaut der Benutzer sich die Icons ein bisschen näher an, sieht er, dass bei einigen Buttons zwischen Punkt und Linie usw. ein Pfeil mit einem x aufgesetzt ist und bei andern nur ein Pfeil oder eine Linie die Verbindung aufzeigt. Dies ist so zu verstehen, dass wenn ein Pfeil mit x dazwischen steht, der Abstand vom Benutzer gewählt werden kann. Wird ein Button gewählt, der kein x zwischen den Elementen hat, ist der Abstand als Null zu verstehen, das heisst, die Elemente liegen aufeinander. Beispiel Im folgenden Beispiel soll ein Pad auf einem Quader positioniert werden. Damit der Pad auch bei Änderungen immer in der Mitte des Blocks bleibt, wird die von NX automatisch erzeugte Mittellinie des Pad (wird bei der Beschreibung der Features genauer erklärt) auf die Mittel-Datumplane positioniert. Dazu wird die Funktion Line Onto Line (Gerade auf Gerade) verwendet. Zuerst klickt der Benutzer immer die Zielkante (hier die Datum Plane) an und anschliessend die Kante des Features (hier Symmetrielinie des Pad). Vorgehen Wählen des Positionierungsmodus Line Onto Line (Gerade auf Gerade): 1. Klicken auf die Zielkante oder -fläche 2. Klicken auf die Kante oder Fläche des Features Version: 1.3 Seite 125/373

5 2. Klick Mittellinie Pad 1. Klick Datum Plane 3. Es ist nun zu erkennen, dass die beiden selektierten Kanten vermasst wurden, wobei der Abstand dazwischen mit Null angegeben ist. Für die zweite Richtung wird die Funktion Perpendicular verwendet und die entsprechenden Kanten selektiert: 2. Klick Kante Pad 1. Klick Kante Grundkörper 4. Der Benutzer wird nach der Distanz zwischen diesen zwei Kanten gefragt. Sobald der Benutzer den Wert eingegeben und mit bestätigt hat, ist das Feature vollständig bestimmt. Das Feature wird automatisch zum Grundkörper addiert. 5. Fertiger Quader mit aufgesetztem Pad: Version: 1.3 Seite 126/373

6 4.3.4 Pad (Rechteckiger Aufsatz) Allgemein Mit dem Pad-Feature wird ein Kubus erzeugt, welcher auf einem Grundkörper oder einem weiteren Feature positioniert werden kann. Weiter unten folgt ein Beispiel für die Erstellung eines Pad. Vergleich: Sketch und Pad Es ist zu bemerken, dass zur Erzeugung eines Aufsatzes entweder ein Sketch oder das Feature Pad verwendet werden kann. Der Vorteil eines Sketches liegt darin, dass auch komplizierte Aufsätze relativ einfach erstellt werden können. Wie bei einem Sketch-Pad wird auch bei einem Feature-Pad eine Ebene angegeben, auf welcher sich die Operation auswirken soll. Eine Referenz ist bei beiden Features nötig, wobei die Aufgabe unterschiedlich ist. Beim Pad wird in dieser Richtung die X-Länge angegeben, beim Sketch die lokale X- oder Y-Achse auf den Körper definiert. Nachdem der Sketch gezeichnet und vermasst wurde (entspricht den Masseingaben beim Pad), kommt die Positionierung an die Reihe. Diese ist bei beiden Features gleich. Damit aber der Aufsatz erzeugt wird, muss nach dem Sketch noch die Funktion Extrude angewählt werden, was beim Pad nicht der Fall ist. Man könnte fast behaupten, dass das Feature Pad ein Spezialfall eines rechteckigen Sketches mit der Funktion Extrude ist. Tipp Es ist immer von Vorteil, die Cue-Line zu lesen, damit man weiss, was NX gerade für eine Eingabe erwartet! Vorgehen 1. Insert Design Feature Pad (Einfügen Konstruktionsformelement Polster). 2. Auswahl des Typs Rectangular (Rechteckig): Ermöglicht das Definieren eines Pad mit einer bestimmten Länge, Breite und Tiefe sowie mit speziellen Eckenradien. Der Pad kann gerade oder abgeschrägte Seiten aufweisen. General (Allgemein): Ermöglicht das Definieren eines Pad mit grösserer Flexibilität als mit der Option für rechteckige Pad. 3. Planar Placement (Bezugsfläche) und Horizontal Reference (horizontale Referenz) selektieren. Durch Selektieren der oberen Quaderfläche wird dem System die Fläche zugewiesen, auf welcher der Pad aufgesetzt werden soll. Im gleichen Dialog wird der User auch noch nach der horizontalen Referenz gefragt. Diese wird benötigt, damit das Feature sein temporäres Featurekoordinatensystem nach der horizontalen Referenz ausrichten kann. Version: 1.3 Seite 127/373

7 Die Horizontal Reference entspricht der Ausrichtung der X-Achse des Features! Planar Placement Horizontal Reference Nach der Selektion der Fläche und der horizontalen Referenz wird ein Pfeil für die X- Richtung des Features angezeigt. Entspricht der Pfeil nicht der gewünschten Richtung, kann mit dem Button Back/Zurück im Pad-Dialog die Selektion der horizontalen Referenz rückgängig gemacht und eine neue Referenz gewählt werden. 4. Jetzt können die gewünschten Abmasse des Pads eingegeben werden, wobei der Wert Length der Pfeilrichtung entspricht. Die X-, Y-, Z-Koordinaten des Features sind unabhängig vom Work Coordinate System (WCS). 5. Nach der Eingabe wird mit bestätigt und der Pad wird auf der Fläche dargestellt, muss aber noch in die richtige Position gebracht werden. Dazu kann die X- und die Y-Richtung vermasst werden. (siehe Kapitel Feature Positionierung) Hole Allgemein Es stehen fünf verschiedene Bohrungstypen zur Auswahl: General Hole (Allgemeine Bohrung) : Dieser Befehl wird zur Erstellung normaler Bohrungen verwendet. Dabei werden alle Parameter vom Anwender festgelegt. Drill Size Hole (Bohrungsgrösse) : Dieser Befehl erstellt einfache Bohrungen nach ISO oder ANSI Standard. Die Bohrungsgrösse kann aus einer hinterlegten Datentabelle ausgewählt werden. Screw Clearance Hole (Schraubenfreiraumbohrung) : Es werden Bohrungen für einen bestimmten Zweck erstellt, z.b. passende Durchgangsbohrungen für Schrauben. Dabei werden Tabellen verwendet, die den Durchmesser vorgeben. Threaded Hole (Gewindebohrung) : NX generiert Gewindebohrungen unter Nutzung von im System hinterlegten Tabellen. Version: 1.3 Seite 128/373

8 Hole Series (Bohrungsreihe) : Dieser Befehl erstellt verschiedenartige, konzentrische Bohrungen durch mehrere Teile. Bohrungsformen Weiter werden vier unterschiedliche Bohrungsformen unterschieden: Simple (Einfach) Counterbored (Flachsenkung) Countersunk (Kegelsenkung) Tapered (Abgeschrägt) Simple Counterbored Countersunk Tapered Jede Bohrung kann als Durchgangsbohrung oder Sacklochbohrung modelliert werden. In diesem Beispiel, wie auch in der Übung 1, wird der Typ Counterbored (Flachsenkung) ausgewählt. Version: 1.3 Seite 129/373

9 Vorgehen Bohrungsmenu wählen, Bohrungstyp wählen 1. Über das Menu Insert Design Feature Hole (Einfügen Konstruktionsformelement Bohrung) wird folgender Dialog geöffnet: Type: Ermöglicht die Auswahl des Bohrungstyps. Direction: Ermöglicht die Auswahl der Bohrungsrichtung. Form: Ermöglicht die Auswahl der Bohrungsform. Dimensions: Eingabe der Bohrungsabmessungen. Depth Limit: Legt die Bohrungstiefe fest. Value: Die Bohrungstiefe kann mit einem Mass festgelegt werden. Until Selected: Bis zur ausgewählten Ebene. Through Body: Durchgangsbohrung. 2. Typ und Form der Bohrung auswählen. In diesem Fall General Hole und Counterbored (Flachsenkung). 3. Bei Dimensions werden folgende Masse eingegeben (da eine Durchgangsbohrung gewünscht ist, wird bei Depth Limit Through Body ausgewählt): Positionieren der Bohrung: Es gibt grundsätzlich 3 Möglichkeiten, um die Bohrung zu platzieren: mittels externer Skizze mittels interner Skizze mittels Punkt Version: 1.3 Seite 130/373

10 Interne Skizze aktivieren Bohrunsposition Punkt* Die externe Skizze wird vor dem Bohrungs-Feature verwendet. Darauf können explizite Punkte oder Linienpunkte als Referenz- resp. Mittelpunkt der Bohrung verwendet werden. Ganz normale Erzeugung der Skizze. Die Skizzenpunkte werden mit der Bohrungsposition Punkt selektiert Die interne Skizze wird folgendermassen erzeugt. Im Bohrungsdialog einfach die gewünschte Fläche (Achtung: nicht Punkt!) selektieren oder zuerst Skizze aktivieren und danach Fläche wählen. Diese Selektion bestimmt auch den Punkt für die Bohrung. Danach OK für den Punkt drücken und Position bemassen. Dann Skizze verlassen. Bei Bohrungsposition Punkt wird ein vorhandener Punkt (aus Skizze, Mittelpunkt einer anderen Bohrung etc.) selektiert. Diese Option ist standardmässig aktiv. 4. Nach dem Bestimmen des Bohrungsmittelpunktes erscheint eine Vorschau der Bohrung. Je nach Vorgehensweise Bohrungsmittelpunkt selektieren Vorschau der Bohrung erscheint 5. Die Bohrung wird schliesslich mit erstellt. Und sieht wie folgt aus: Version: 1.3 Seite 131/373