Vorwort. Ich wünsche allen Lesern viel Erfolg beim Umsetzen des Buchinhaltes

Transkript

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2 Catia V5 Vorwort 1 Ziele 2 Arbeitsumgebung - Part Design 2.1 Einstieg in die Arbeitsumgebung 2.2 Favoriten einrichten 2.3 Anwendung der Maus 2.4 Volumenmodell 3 Übungen 3.1 Übung 1 - Deckel 3.2 Übung 2- Platte 3.3 Übung 3 - Lagerbock 3.4 Übung 4 - Hebel 4 Vorschau auf Band 2 5 Funktionen und Operationen 5.1 Funktionen Part Design Umgebung 5.2 Funktionen aus dem Skizzenmodus 6 Arbeitsblätter - Lösungen Arbeitsblatt 1 - Volumenkörper Arbeitsblatt 2 - Volumenkörper Impressum

3 Vorwort Learning by doing, so lautet das Motto dieser Buchreihe. Mit diesem E-Book starte ich meine neue Buchreihe über die Bauteilkonstruktion mit CATIA V5-6. Die Motivation für diese Reihe von Büchern liegt vor allem darin, den Einstieg in die Konstruktion mit CATIA V5-6 für Schüler, Studenten und Berufstätige so leicht wie möglich zu machen. Als langjähriger Konstrukteur und Autor konnte ich mittlerweile viel Erfahrung sammeln, dass ich hier gebündelt an den Leser bringen werde. Um dem Motto learning by doing gerecht zu werden, verzichte ich hier auf viele Seiten Theorie, wo jede Funktion und all deren Subfunktionen beschrieben werden. Mit einem kurzen Theoretischen Einstieg möchte ich zu 100% das Wissen mittels Übungsbeispiele vermitteln. Dem Leser werden die Funktionen also nicht im Vorhinein theoretisch erläutert, sondern gleich durch Beispiele verständlich beschrieben. Weiteres kann ich aus meiner eigenen Erfahrung behaupten, dass man CATIA nicht mit Lesen sondern mit Üben lernt. Mit der Buchreihe möchte ich das CATIA V5-6 Studium spannender gestalten und dem Leser auch die Freiheit lassen, sich für bestimmte Themen zu entscheiden, ohne ein ganzes Buch kaufen zu müssen. Die Beispiele basieren auf der CATIA V5-6 R2014 Version. Nach dem die Unterschiede in den Grundfunktionen oder Operationen zu neueren Versionen sehr maginal bis keine sind, ist auch eine Aktualität des Inhaltes über einen längeren Zeitraum gegeben. Ziel ist es, in jedem Band einen Konstruktionsschwerpunkt (Funktionen und Methodik) zu setzen. Dabei wird die Konstruktionstiefe ständig gesteigert. Am Ende (das kenne ich allerdings auch noch nicht) ist der Leser im Stande eigenständige Konstruktionen in CATIA zu erstellen. Besonders bedanken möchte ich mich an dieser Stelle bei meiner Frau Zuzana und meinem Sohn Thomas junior für das Zeitverständnis. Ein Dank gilt ebenfalls dem BoD Verlag für die Möglichkeit dieses Werk zu veröffentlichen. Nach dem ich ständig daran interessiert bin, meine Bücher weiterzuentwickeln, freue ich mich über ihr Feedback zu dieser Buchreihe auf meiner Homepage Ich wünsche allen Lesern viel Erfolg beim Umsetzen des Buchinhaltes

4 Seitenstetten, im August 2016 Thomas Eibl

5 1 Ziele Nach dem in jedem Band unterschiedliche Schwerpunkte behandelt werden, zeigt dieses Kapitel die Schwerpunkte aus diesem Band. Nach dem erfolgreichen absolvieren aller Übungen aus diesem E-Book, ist der Leser im Stande die Arbeitsumgebung Part Design für die Konstruktion von Bauteilen anzuwenden, seine eigenen Favoriten zu erstellen, um schnell zwischen verschiedenen Arbeitsumgebungen zu wechseln, zwischen einem Volumenmodell, einem Volumenkörper, einer Operation und einer Funktion zu differenzieren. einfache Volumenkörper mit der richtigen Strukturierung zu konstruieren.

6 2 Arbeitsumgebung - Part Design In diesem Kapitel wird gezeigt, wie die Arbeitsumgebung Part Design geöffnet wird und wie diese als Favorit (Startmenü) angelegt werden kann. Weiteres wird in diesem Kapitel noch auf die Anwendung der Maus eingegangen. 2.1 Einstieg in die Arbeitsumgebung Die Arbeitsumgebung für das Part Design (Bauteilkonstruktion) wird über das CATIA Klappmenü Start > Mechanische Konstruktion > Part Design geöffnet. Bevor sich jetzt die Arbeitsumgebung öffnet, muss ein Name für das Bauteil definiert werden. Weiteres gibt es die Optionen Hybridkonstruktion ermöglichen und Ein geometrisches Set erzeugen. Die Hybridkonstruktion wird an dieser Stelle nicht empfohlen, da die geometrischen Elemente direkt unter dem Volumenkörper angelegt werden und nicht in einem eigenen geometrischen Set. Komplexe Konstruktionen werden so weniger überschaubar. Aus diesem Grund werden in dieser Buchreihe alle Konstruktionen immer mit einem geometrischen Set ausgeführt. Dazu wird im Dialogfenster die Option Ein geometrisches Set erzeugen selektiert.

7 Die Eingaben im Dialogfenster Neues Teil werden mit OK bestätigt und die Arbeitsumgebung Part Design öffnet sich. In der Arbeitsumgebung befindet sich auf der rechten Seite eine Leiste in der die Konstruktionsfunktionen angeführt sind. Wird mit der rechten Maustaste in diese Leiste geklickt, kann diese um die verschiedenen Funktionen erweitert oder minimiert werden. Im unteren Bereich der Funktionsliste, befindet sich die Option Anpassen.

8 Durch das Selektieren öffnet sich das Dialogfenster Anpassen. In diesem Fenster gib es die Möglichkeit die Arbeitsumgebung nach beliebigen Bedürfnissen anzupassen. An dieser Stelle kann auch das Startmenü (Favoriten) definiert werden. 2.2 Favoriten einrichten Dazu werden jene Arbeitsumgebungen ausgewählt, die am häufigsten angewendet werden und zwischen denen immer wieder gewechselt werden muss. In diesem Fall wird in der Registerkarte Menü Start demonstrativ die Arbeitsumgebung Part Design für die später beschriebenen Beispiele und das Assembly Design für das Zusammenfügen von Baugruppen ausgewählt.

9 Die Umgebungen werden in der linken Spalte selektiert und über den Pfeil in die rechte Favoriten Spalte geschoben. Wurden die gewünschten Einstellungen vorgenommen, kann das Dialogfenster wieder geschlossen werden. In der Arbeitsumgebung wird im rechten oberen Teil das Symbol der aktuellen Arbeitsumgebung dargestellt. Durch das Selektieren dieses Symbols, wird das Dialogfenster Willkommen bei CATIA V5 geöffnet. In diesem Fenster werden jetzt alle Arbeitsumgebungen, die zuvor über die Option Anpassen definiert wurden, dargestellt. So kann einfach und schnell die Arbeitsumgebung während der Konstruktion gewechselt werden, ohne das Klappmenü Start > Mechanische Konstruktion > Part Design verwenden zu müssen. Die Umgebungen (Favoriten) befinden sich allerdings auch im Klappmenü unter Start zur Direktauswahl.

10 2.3 Anwendung der Maus Bevor es jetzt mit der Konstruktion im Part Design losgeht, soll hier noch kurz auf die Anwendung der Maus hingewiesen werden. Diese Beschreibung gilt nicht nur für das Part Design sondern auch für viele weitere CATIA Arbeitsumgebungen. Linke Maustaste: - Klicken: Symbole, Schaltflächen, Registerkarten - Auswählen: von Befehlen, Geometrie, Menü - Doppelklick - Mit gedrückter Strg-Taste Klicken (Selektieren mehrerer Objekte) - Mit gedrückter Umschalttaste Klicken (Selektieren mehrerer Objekte) Mittlere Maustaste: - Verschieben oder Ziehen - Scrollen (bei Mausrad) Rechte Maustaste

11 - Öffnen eines Kontextmenüs (zum Beispiel in einem Dialogfenster) Mittlere- plus rechte Maustaste - Drehen der Geometrie 2.4 Volumenmodell Bevor der Einstieg mit der Konstruktion losgeht, müssen noch einige Grundbegriffe für das Part Design (Teilekonstruktion) erklärt werden. In der Arbeitsumgebung Part Design werden Volumenmodelle erstellt. Das bedeutet CAD-Modelle mit einer Dichte. In CATIA wird ein Volumenmodell immer im Part Design erstellt und wird durch ein CATPart (Dateityp) repräsentiert. Das Volumenmodell lässt sich in folgende Elemente unterteilen: Volumenkörper Ist das kleinste Element eines Volumenmodells. Operationen Körper Mit Operationen kann der Volumenkörper detailliert werden (zum Beispiel: Fasen, Kantenabrundungen, usw.). Ein Körper besteht aus Volumenkörper und Operationen und bildet eine "Klammer" um diese Elemente.

12 In der folgenden Abbildung ist ein Beispiel angeführt, wie die Strukturierung dieser Elemente in einem Volumenmodell aussieht. Links ist der Strukturbaum des Volumenmodells. In diesem Baum werden alle Konstruktionselemente des daneben dargestellten Volumenmodells abgebildet.

13 3 Übungen In den folgenden Übungen werden jetzt mit einer Schritt für Schritt Anleitung die Funktionen und Konstruktionsumgebungen näher erläutert. So wird es dem Leser ermöglicht, mit jeder Übung seinen Wissensstand zu steigern. Um das Wissen besser zu verinnerlichen ist es ebenfalls empfehlenswert jede Übung selbständig zu wiederholen. Das sichert ein besseres Erfolgserlebnis. 3.1 Übung 1 - Deckel Ziel: Ein neues Bauteil im Part Design erstellen Erstellen von einfachen Skizzen für das Volumenmodell Ausführung von Bohrungen und Kantenabrundungen Spiegeln von Volumenkörper Erstellen eines zentrierten Rechtecks im Skizzenmodus Elemente im Skizzendmodus projizieren Konstruktion Deckel Neues Teil Aus dem Startmenü wird die Arbeitsumgebung Part Design gestartet. Im Dialogfenster Neues Teil wird der Bauteilname Deckel und das Anlegen eines geometrischen Sets definiert. Die Eingaben werden mit OK bestätigt und das Dialogfenster geschlossen.

14 Referenzpunkt erstellen Bevor es mit der Skizze für den Deckel losgeht, wird ein Nullpunkt erzeugt. Dieser Null- Punkt dient für die weiteren Konstruktionen als Referenz. Dazu wird die Funktion Punkt selektiert. Hinweis: Sollte diese Funktion nicht in der Arbeitsumgebung vorhanden sein, dann muss über die rechte Maustaste in der rechten Funktionsleiste die Option Referenzelemente (Erweitert) selektiert werden. Ist die Funktion dann immer noch nicht sichtbar, besteht die Möglichkeit, dass zu viele Funktionen vorhanden sind und diese nicht alle in der Funktionsleiste dargestellt werden können. Dann wird in der unteren Ecke der Leiste ein Pfeil dargestellt. Das bedeutet es gibt noch weitere Funktionen. Um die Funktionen aus der Leiste zu schieben, werden mit

15 gedrückter linker Maustaste die weiteren Funktionen in den Arbeitsbereich gezogen. So ergibt sich ein neuer Platz in der Funktionsleiste und die nächsten nicht sichtbaren Funktionen rutschen nach. Nach dem die Funktion Punkt selektiert wurde, öffnet sich das Dialogfenster Punktdefinition. Als Koordinaten werden die Einstellungen mit 0/0/0 in x/y/z übernommen. Alle weiteren Standardeinstellungen können mit OK bestätigt werden. Im Strukturbaum wird nun in dem geometrischen Set ein Punkt erstellt. Dieser Punkt wird jetzt als Referenz für alle weiteren Geometrien verwendet. Am Ende kann das fertige Bauteil, wenn notwendig über diesen Punkt gesteuert werden.

16 Skizze erstellen Im nächsten Schritt wird jetzt die Skizze für den Deckel erstellt. Dazu wird die Funktion Positionierte Skizze selektiert. Hinweis: es gibt zwei Arten von Skizzenfunktionen. Die Skizze und Positionierte Skizze. Die Skizze hat als Bezugselement nur ein Stützelement (Ebene oder Fläche). Bei der Positionierten Skizze kann als Bezugselement ein Stützelement (eine Ebene, eine planare Fläche, zwei Linien) ein Ursprung (Punkt, Linien, Kurve, Fläche) und eine Ausrichtung einer Achse (Punkt, Linie, Ebene, Achse) definiert werden. In diesem Buch wird ausschließlich die Positionierte Skizze auf Grund ihrer zusätzlichen Positionsmöglichkeiten verwendet. Positionieren der Skizze Im Dialogfenster Positionieren der Skizze, wird eine Referenzebene benötigt. Dazu wird die xy-ebene im Strukturbaum selektiert. Anschließend erscheint an den Ebenen ein vertikaler und horizontaler Pfeil. Diese Pfeile zeigen nun die Ausrichtung der Skizze. Soll die Ausrichtung gewechselt werden so erfolgt das über die Optionen H (Horizontal)umkehren V (Vertikal) umkehren Umschalten.

17 Die Eingaben werden mit OK bestätigt, das Dialogfenster geschlossen und die Ansicht wechselt automatisch in den Skizziermodus. Die Ansicht ist dabei immer Normal zur ausgewählten Referenzebene. Profil skizzieren Dazu muss die Funktion Zentriertes Rechteck ausgewählt werden. Mit dem Cursor wird der zuvor erstellte Punkt selektiert. Dabei muss die Geometrie und nicht das Element im Strukturbaum selektiert werden. Nach dem der Punkt als Mittelpunkt für das zentrierte Rechteck definiert wurde, kann mit dem Cursor ein Rechteck aufgezogen werden. Mit einem weiteren linken Mausklick wird das Rechteck erstellt. Bemaßung Um die genaue Größe der Skizze zu definieren, muss diese nun bemaßt werden. Das erfolgt mit der Funktion Bedingung und dem anschließenden Selektieren der zu bemaßenden Linie. Das Rechteck wird mit 100mm Länge und 50mm Breite bemaßt.

18 Anschließend wird der Skizziermodus über die Funktion Umgebung verlassen beendet. Die Skizze wird nun im Strukturbaum als Skizzenelement und als Geometrie dargestellt. Hinweis: Eine Skizze sollte immer vollständig bemaßt werden, bis die Geometrie grün ist. Eine violett dargestellte Bedingung bedeutet eine Überbestimmung und bei einer weißen Geometrie gibt es Freiheitsgrade (nicht vollständig bemaßt). Mit einem rechten Mausklick auf die Skizze im Strukturbaum kann unter Eigenschaften in der Registerkarte Komponenteneigenschaften der Skizzenname umbenannt werden. In diesem Fall heißt die Skizze Deckel. Wurde alles richtig umgesetzt, wird im Strukturbaum die Skizze mit dem richtigen Namen dargestellt.

19 Körper aktiv setzen Im nächsten Schritt wird aus der Skizze ein Volumen erzeugt. Bevor die Funktion für das Volumenmodell selektiert werden kann, muss der Körper als aktives Element definiert werden. Dazu wird der Körper im Strukturbaum mit der rechten Maustaste selektiert und über das Menü Objekt in Bearbeitung definieren ausgewählt. Der Körper (Hauptkörper) wird anschließend unterstrichen und so als aktives Element dargestellt. Volumenkörper erzeugen Als weiterer Schritt ist die Funktion Block zu selektieren. Das Dialogfenster Definition des Blocks öffnet sich und die Funktion verlangt nun ein Profil (Skizze) welche als Block ausgeführt werden soll. Hier wird die zuvor erzeugte Skizze selektiert. Das kann im Strukturbaum oder direkt an der Geometrie erfolgen. Weiteres wird im Dialogfenster eine Länge von 25mm festgelegt.

20 Hinweis: Über die Option Richtung umkehren im Dialogfenster, kann die Ausrichtung des Blockes definiert werden. Ausgangsbasis ist dabei immer die Ebene der Skizze. Durch das Bestätigen der Eingaben mit OK wird der Volumenkörper erzeugt. Im Strukturbaum wird nun der Block mit der darunter referenzierenden Skizze dargestellt.

21 Referenzpunkte erzeugen An dieser Stelle werden zwei Punkte als Referenz für die folgenden Bohrungen definiert. Dazu wird die Funktion Punkt selektiert und jeweils zwei Punkte wie folgt erzeugt. Es ist jeder Punkt einzeln zu erzeugen. Nach dem es sich bei einem Punkt um ein geometrisches Element und kein Volumenmodell handelt, wird das geometrische Set mit der rechten Maustaste wieder mit Objekt in Bearbeitung aktiviert. Hinweis: Es ist wichtig immer das entsprechende geometrische Set oder den entsprechenden Körper in Bearbeitung zu setzen um die Elemente an der gewünschten Stelle im Strukturbaum abzulegen, damit die Struktur übersichtlich bleibt. Die Punkte werden mit folgenden Koordinaten erstellt. Bohrung 1 Bohrung 2

22 Bohrung erzeugen Den Hauptkörper in Bearbeitung setzen. Mit Hilfe der beiden Punkte werden jetzt zwei Bohrungen erzeugt. Die Funktion Bohrung wird selektiert, anschließend einer der Punkte und die xy-ebene als Referenzebene für die Bohrung. Erst nach der Definition dieser beiden Elemente, öffnet sich das Dialogfenster Bohrungsdefinition. Im Dialogfenster wird ein Sackloch mit einem Durchmesser von 10mm und eine Bohrtiefe mit 30mm definiert. Das Dialogfenster wird mit OK geschlossen. Die zweite Bohrung wird bis auf den Typ und die Dimensionen identisch erstellt. Im Dialogfenster wird die Registerkarte Typ selektiert und der Typ Planeingesenkt ausgewählt. Die Einsenkung wird mit einem Durchmesser von 15mm und einer Tiefe von 5mm definiert. Die Bohrung hat einen Durchmesser von 8mm und eine Tiefe von 30mm. Registerkarten Bohrtyp

23 Registerkarte Typ Nach der Fertigstellung der beiden Bohrungen, sollte das Bauteil wie in der folgenden Abbildung dargestellt, aussehen. Nach dem das gesamte Bauteil symmetrisch aufgebaut ist, werden die restlichen beiden Bohrungen mit der Funktion Spiegeln erzeugt.

24 Die Funktion Spiegeln wird selektiert. Im Anschluss ist das zu spiegelnde Element (in diesem Fall Bohrung 1) im Strukturbaum zu selektieren. Das Dialogfenster Definition der Spiegelung wird geöffnet und ein Spiegelungselement abgefragt. Hier wird das Element um welches die Bohrung gespiegelt werden soll, definiert. Das ist in diesem Fall die yz-ebene. Mit OK wird die Bohrungsgeometrie gespiegelt. Der gleiche Vorgang ist mit der zweiten Bohrung zu wiederholen. Im Strukturbaum wird an Stelle der Bohrung ein Symmetrieelement dargestellt.

25 Kantenabrundungen Im nächsten Schritt werden die Kanten abgerundet. Dazu wird die Funktion Kantenverrundung selektiert. Danach müssen die abzurundenden Kanten durch Selektieren ausgewählt werden. In diesem Fall werden die vier äußeren Kanten des rechteckigen Blockes selektiert. Im Dialogfenster Definition der Kantenverrundung wird ein Radius mit 8mm definiert. Die Eingaben werden mit OK bestätigt.

26 In weiterer Folge wird an zwei Bohrungen eine Fase erzeugt. Zum Öffnen des Dialogfensters wird die Funktion Fase selektiert. Im Dialogfenster wird der Modus Länge1/Winkel ausgewählt. Die Fasenlänge beträgt 0,5mm und der Winkel 45. Als abzuschrägende Elemente werden die beiden Bohrungskanten (d=10mm) selektiert.

27 Das Dialogfenster kann anschließend mit OK geschlossen werden Skizze erstellen Mit der Funktion Positionierte Skizze und der Selektion der xy-ebene wird in den Skizzenmodus gewechselt. Für die Skizze wird nun eine Hilfsskizze benötigt. Damit die Geometrie als Hilfsskizze dargestellt wird, muss aus der Funktionsbox Skizziertools die Funktion Konstruktion-/Standardelement ausgewählt werden. Im Anschluss wird jetzt die zu Beginn konstruierte Rechteckskizze als Hilfsgeometrie projiziert. Die Funktion 3D-Element projizieren ist zu selektieren und darauffolgend die Skizze Deckel im Strukturbaum zu wählen. Das Ergebnis ist eine gelb strichlierte Projektion der rechteckigen Skizze. Diese Projektion ist assoziativ zur selektierten Skizze. Das heißt, wenn die Rechteckskizze verändert wird, ändert sich auch die Projektion. Die Folgende Skizze für die Dichtnut, wird auf die Projektion referenziert. Die nächste Geometrie ist keine Hilfsgeometrie und deshalb muss die Funktion Konstruktion- /Standardelement ein weiteres Mal zum Deaktivieren selektiert werden. Anschließend wird mit der Funktion Zentriertes Rechteck ein weiteres Rechteck skizziert, dass innerhalb der projizierten Skizze liegt.

28 Bedingungen erzeugen Als weiteren Konstruktionsschritt werden jetzt Bedingungen (Bemaßung) zwischen der neuen Skizze und der Projektion definiert. Dazu ist die Funktion Bedingung zu selektieren. Anschließend müssen jene Linien selektiert werden, die zueinander bemaßt werden sollen. Mit einem Doppelklick auf das Maß, kann der Wert im Dialogfenster Bedingungsdefinition auf 2,5mm definiert werden. Der Gleiche Vorgang wird ein weiteres Mal wiederholt. Durch die symmetrische Rechteckausführung werden diese Definitionen auf die anderen zwei Seiten übertragen. Am Ende soll das neue Rechteck an allen vier Seiten um 2,5mm kleiner sein, als die Projektion. Die Ecken des Rechteckes werden mit der Funktion Ecke und einem Radius von 6mm abgerundet.

29 Der Skizziermodus wird mit Umgebung verlassen beendet. Mit der Funktion Tasche wird die Nut erzeugt. Im Dialogfenster Definition der Tasche wird als Profil die Nutskizze ausgewählt. Durch das Selektieren der Option Dick erweitert sich das Dialogfenster. Mit Aufmaß 1 (= 1mm) und Aufmaß 2 (= 1mm) wird im Dialogfenster eine gesamte Nutbreite von zwei Millimeter definiert. Jetzt muss die Tasche in der Tiefe noch begrenzt werden. Dazu wird im Dialogfenster bei Erste Begrenzung eine Tiefe von 25mm und bei Zweite Begrenzung eine Tiefe von minus 23mm definiert. Das ergibt schlussendlich eine Nuttiefe von 2mm. Das Dialogfenster wird mit OK beendet. Hinweis: Wird im Dialogfenster Definition der Tasche die Option Dick nicht ausgewählt, gibt es nicht die Möglichkeit mit Aufmaß 1 und Aufmaß 2 ein dickes Profil zu definieren. In so einem Fall würde dann die gesamte rechteckige Skizze, wie in der unteren Abbildung, ausgeschnitten werden.

30 3.1.2 Kontrolle - Deckel Am Ende dieses Übungsbeispiels sollte der Strukturbaum und der Deckel folgendermaßen aussehen. Strukturbaum Geometrie

31 3.2 Übung 2- Platte Ziel:

32 Skizzengeometrie Spiegeln und Trimmen Erstellen von einfachen Skizzen für das Volumenmodell Ausführung von Bohrungen und Kantenabrundungen Kreisgeometrie in der Skizze erzeugen Zylindrisches Langloch konstruieren Konstruieren Bauteil anlegen Über das Menü Start > Part Design wird das neue Bauteil "Platte" erzeugt. Skizze erstellen Im Part Design wird in den Skizziermodus mit der Funktion Positionierte Skizze gewechselt. Die Skizze wird auf der xy-ebene erstellt. Mit der Funktion Kreis werden zwei Kreise mit einem Durchmesser von 50mm und einem mit 150mm erzeugt.

33 Anschließend wird mit der Funktion Linie eine Linie vom kleinen zum großen Kreis erzeugt. Dabei wird die Linie und der kleine Kreis mit betätigter Strg-Taste selektiert und im Anschluss die Funktion Im Dialogfenster definierte Bedingungen ausgewählt. Mit der Option Tangentenstetigkeit wird die Linie tangential zum kleinen Kreis ausgerichtet. Als weiterer Vorgang wird die tangentiale Linie mit einem Winkel von 60 zur horizontalen Kreismittellinie bemaßt. Die Bemaßung erfolgt mit der der Funktion Bedingung. Nach dem Auswählen der Funktion, wird die horizontale Ebene und die Linie selektiert. Eine Winkelbemaßung wird erzeugt. Mit einem Doppelklick auf die Bemaßung kann der gewünschte Winkel von 60 definiert werden.

34 Im nächsten Schritt wird die tangierende Linie gespiegelt. Dazu muss die Funktion Spiegeln ausgewählt werden. Anschließend muss das zu spiegelnde Element (tangierende Linie) und die Symmetrieebene (yz-ebene) selektiert werden. Weiteres müssen danach die verschiedenen geometrischen Elemente miteinander getrimmt werden. Dazu wird die Funktion Trimmen selektiert. Danach werden immer zwei Elemente (Kreis und Linie) ausgewählt. Dabei ist es wichtig jene Geometrie zu selektieren die übrigbleiben soll. In diesem Fall wird also der kurze Kreisbogen und die tangierende Linie selektiert. Zeitgleich dazu werden die beiden Elemente getrimmt. Der gleiche Vorgang wird an den restlichen geometrischen Elementen wiederholt, bis die Skizze der unteren Abbildung entspricht.

35 Bevor die Skizzenumgebung verlassen wird, kann die Skizze auf Geschlossenheit überprüft werden. Wird eine Trimmung nicht sauber durchgeführt kann es dazu führen, dass die Skizze geöffnet ist und dadurch kein Volumenkörper (zum Beispiel Block) erzeugt werden kann. Die Analyse wird mit der Funktion Skizzieranalyse ausgeführt. Dabei öffnet sich ein Dialogfenster mit dem Resultat. Unter Status wird das Ergebnis der Analyse dargestellt. Nach der Überprüfung auf Geschlossenheit wird die Umgebung verlassen. Volumenkörper erzeugen Der Hauptkörper wird über die rechte Maustaste > Objekt in Bearbeitung aktiv gesetzt. Mit der Funktion Block wird jetzt aus der Skizze ein Volumenkörper mit einer Länge von 10mm erzeugt. Dazu werden die Parameter im Dialogfenster definiert.

36 Die Eingaben werden mit OK bestätigt. Abrundung Im nächsten Schritt werden jetzt die beiden äußeren Kanten mit der Funktion Kantenverrundung und einem definierten Radius von 10mm abgerundet.

37 Bohrung Weiteres wird in der Platte eine Bohrung mit einem Durchmesser von 30mm benötigt. Diese wird mit der Funktion Bohrung und dem anschließenden definieren des Mittelpunktes und der Bohrungsebene erstellt. Im Dialogfenster Bohrung wird als Bohrtyp Bis zum letzten definiert. Eingaben mit OK bestätigen.

38 Langloch In der Platte wird jetzt ein Langloch erzeugt. Dazu ist das geometrische Set in Bearbeitung zu setzen. Es wird in den Skizzenmodus auf der xy-ebene gewechselt. Anschließend wird die Funktion zylindrisches Langloch selektiert. Die Definition der Geometrie erfolgt folgendermaßen: 1. Mittelpunkt definieren (in diesem Fall Bohrungsmittelpunkt) 2. Größe (Radius) des Kreises definiert 3. Startpunkt des Langloches 4. Endpunkt des Langloches 5. Breite des Langloches

39 Bemaßung Durch einen Doppelklick auf die grüne Radius Bemaßung des Langloches, wird die Breite mit 12mm (R=6mm) definiert. Mit der Funktion Bedingung kann jetzt die Mittellinie mit einem Radius von 60mm definiert werden. Im nächsten Schritt wird mit gedrückter Stgr-Taste der Starpunkt, Endpunkt und als Symmetrieebene die yz-ebene selektiert. Anschließend wird die Funktion Im Dialogfenster definierte Bedingung ausgewählt. Im Dialogfenster Bedingungsdefinition wird die Option Symmetrie selektiert. Dies bedeutet, dass das Langloch jetzt symmetrisch zur yz-ebene ausgerichtet wird. Als letzte Definition muss der Lochabstand definiert werden. Das erfolgt über die Funktion Bedingung und der Selektion des Start- und Endpunktes. Danach wird ein Maß von 75mm definiert.

40 Jetzt ist die Skizze fertig und der Skizziermodus kann beendet werden. Ausschnitt (Tasche) erzeugen Der Hauptkörper wird in Bearbeitung gesetzt. Weiteres ist die Funktion Tasche zu selektieren. Im Dialogfenster Definition der Tasche wird als Profil-Auswahl die Langlochskizze selektiert. Als Begrenzungstyp wird Bis zum letzten ausgewählt. Das Dialogfenster wird mit OK geschlossen und die Tasche an der Geometrie umgesetzt.

41 3.2.2 Kontrolle - Platte Strukturbaum Geometrie 3.3 Übung 3 - Lagerbock Ziel dieser Übung ist es, die bislang kennen gelernten Funktionen selbständig und ohne detaillierte Beschreibung anzuwenden. Das erfolgt durch das Konstruieren eines

42 Lagebockes Konstruktion Lagerbock In dieser Übung ist der Lagerbock nur anhand der Abbildungen zu konstruieren. Die Bemaßungen und Proportionen können selbst definiert werden. Neues Bauteil Über das Menü Start > Part Design wird das neue Bauteil Lagerbock erzeugt. Block konstruieren Tasche erzeugen Kanten abrunden

43 Lagerbohrung 1 Lagerbohrung 2 Fasen erzeugen

44 Bohrung mit Planeinsenkung Kantenabrundung

45 3.3.2 Kontrolle - Lagebock An dieser Stelle ist das Beispiel fertig konstruiert. Zur Überprüfung wird der folgende Strukturbaum mit dem Strukturbaum ihrer umgesetzten Konstruktion verglichen. 3.4 Übung 4 - Hebel

46 In dieser Übung soll das bisher angeeignete Wissen weiter gefestigt werden. Dazu wird wieder nur anhand von Abbildungen die Übung selbstständig konstruiert und am Ende durch das Vergleichen des Strukturbaumes die Übung kontrolliert. Ziel: Ohne Detaillierte Beschreibung eine Konstrutkion (Hebel) umsetzen Die bislang beschriebenen Funktionen selbstständig anwenden Konstruktion Hebel Neues Bauteil Über das Menü Start > Part Design wird das neue Bauteil Hebel angelegt. Block erzeugen Bohrung konstruieren

47 Block erstellen Bohrung erzeugen

48 Block mit der Option Dick erstellen Vier Mal Kantenabrundung

49 Das Beispiel wird an dieser Stelle vorerst beendet. Eine Weiterführung und Fertigstellung folgt später Die richtige Strukturierung einer Konstruktion Bei der Konstruktion eines Bauteils in CATIA ist es immer von Vorteil sich Gedanken über den Aufbau zu machen. Das bedeutet also, wo beginne ich die Konstruktion, wo ist die Konstruktion fix und wo sollte sie durch den Entwicklungsprozess veränderbar oder erweiterbar sein, welche Elemente könnten parametrisiert werden, ist ein Skelett sinnvoll? Die Erfahrung zeigt, dass sich dieser Mehraufwand am Beginn einer Konstruktion, durch Zeitersparnis im Änderung- und Entwicklungsprozess lohnt. Eine der ersten Fragen am Beginn einer Konstruktion ist der Referenzpunkt. Wo liegt der Nullpunkt des Bauteils und wie werden die anderen Elemente dazu referenziert? Hinweis: Der Referenzpunkt (Nullpunkt) sollte immer dort liegen, wo die Wahrscheinlichkeit einer Änderung am geringsten ist. Ist ein Bauteil von Beginn an nicht sauber strukturiert, kann das bei Änderungen zu Problemen oder einer instabilen Struktur führen. Das bedeutet, dass bestimmte Elemente nicht mehr berechnet und dargestellt werden können. Es ist genauso möglich, dass durch eine Änderung Referenzen verloren gehen. Aus diesem Grund ist es sehr wichtig die folgenden Regeln immer einzuhalten.

50 Die richtige Referenz Es soll nie auf Kanten, Flächen, Punkten von Volumenkörper oder Operationen wie Fasen, Verrundung, usw. referenziert werden. Zum Beispiel wird in einer neuen Skizze die Geometrie auf eine Kanter von einer Fase referenziert. Aus der Skizze wird dann ein Block erzeugt. Was passiert nun, wenn die Fase nicht mehr benötigt wird? Richtig, auch der Block kann nicht weiter existieren, weil dessen Grundlage, die Skizze auf die Fasenkante referenziert. Die Konstruktion bricht wie ein Kartenhaus zusammen. Aus diesem Grund ist es sinnvoll geometrische Elemente wie Ebene, Punkt, Linie, usw. zu erzeugen, die auf den Nullpunkt oder eine andere eigenständige Geometrie referenzieren, aber nicht auf Flächen, Kanten, Punkte von Volumenkörper. Die Umsetzung solcher Referenzelemente wird in den nächsten Buchreihen weiter forciert. Welche Elemente wann erzeugen? Ein weiterer wichtiger Beitrag der zur Stabilität der Konstruktion beiträgt, ist die richtige Konstruktionsreihenfolge. Es ist zum Beispiel nicht optimal, wenn alle Blöcke und Taschen hintereinander in einer Konstruktion erzeugt werden und am Ende die ganzen Bohrungen, Fasen und Abrundungen. Für eine stabile Konstruktion ist es wichtig folgendes zu beachten: Abrundungen und Fasen werden im Strukturbaum gleich unterhalb der Volumenkörper wie zum Beispiel Block, Tasche, Bohrungen angeordnet. Eine negative Geometrie wie Tasche oder Bohrung wird gleich unterhalb einer positiven Geometrie wie Block oder Welle angeordnet. Hinweis: Jedes Element sollte so früh wie möglich im Konstruktionsbaum angeordnet sein. In der folgenden Tabelle ist ein vereinfachtes Beispiel für die oben beschriebene Methodik angeführt. Optimale Konstruktionsreihenfolge

51 1. Block (brauner Sechskant) 2. Abrundungen (blau) am Sechskant 3. Tasche (gelber Ausschnitt) 4. Innenkannte (orange) der Tasche abrunden 5. Fase (rot) an der Außenkante der Tasche 6. Zylinder-Block (violett) 7. Bohrung im Zylinder 8. Fase an der Außenkante der Bohrung

52 3.4.3 Fortführung Übung 4 - Hebel In diesem Teil wird jetzt das nachträgliche Einfügen von Elementen (wie zum Beispiel, Fase, Abrundungen, usw.) erläutert, um an der zuvor beschriebenen Methodik festzuhalten. Für den Abschluss des Beispiels, sollen an der großen Bohrung zwei Fasen konstruiert werden. Wie im vorigen Unterkapitel beschrieben, ist die Fase oder Abrundung direkt unter der Bohrung im Strukturbaum anzuordnen. Dazu wird im Strukturbaum die Bohrung mit der rechten Maustaste auf in Bearbeitung gesetzt. Das Element wird jetzt im Strukturbaum unterstrichen und die Geometrie bis zu diesem Punkt dargestellt. Anschließend kann die Fase erzeugt werden.

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54 4 Vorschau auf Band 2 Im zweiten Buchband wird sich alles um Rotationskörper drehen. In den Übungsbeispielen werden die Funktionen Welle, Nut, Rippe, Rille Volumenkörper- und entfernte Volumenkörper mit Mehrfachschnitten erläutert. Im Skizzenmodus werden weitere neue Funktionen gezeigt.

55 5 Funktionen und Operationen Für eine bessere Orientierung in der Arbeitsumgebung Part Degisn, werden in diesem Kapitel alle in diesem Buch beschriebenen Funktionen zusammengefasst. Es folgt eine Aufstellung mit Benennung und der symbolischen Abbildung. 5.1 Funktionen Part Design Umgebung Part Design Block Tasche Bohrung Kantenverrundung

56 Fase Punkt Skizze Positionierte Skizze Spiegeln 5.2 Funktionen aus dem Skizzenmodus Zentriertes Rechteck Bedingung Im Dialogfenster definierte Bedingungen

57 Umgebung verlassen Konstruktion-/Standardelement Element projizieren Ecke Kreis Linie Spiegeln Trimmen

58 Skizzieranalyse Zylindrisches Langloch

59 6 Arbeitsblätter - Lösungen Zum Überprüfen Ihres Wissensstandes gibt es in diesem Kapitel zwei Übungsblätter zum Durcharbeiten. Mit dem schriftlichen Ausarbeiten wird das Wissen gefestigt. Die Übungsblätter können zum Ausarbeiten von der Homepage gedownloadet werden. Die richtigen Lösungen werden auf den nächsten Seiten dargestellt. Für eine zielführende Durchführung zuerst die Übungblätter downloaden, ausarbeiten und anschließend mit den nächsten Seiten vergleichen. Arbeitsblatt 1 - Volumenkörper Was ist ein Volumenkörper? Ist das kleinste Element eines Volumenmodells Was ist eine Operation? Mit einer Operation kann der Volumenkörper detailliert werden. Zum Beispiel können Kanten abgerundet oder mit einer Fase versehen werden. Was ist ein Körper? Ein Körper besteht aus Volumenkörper und Operationen und bildet eine Klammer um diese Elemente. Welche Aussagen treffen zu?

60 Arbeitsblatt 2 - Volumenkörper Beschreibe den Unterschied zwischen einer gleitenden und einer positionierten Skizze. Gleitende Skizze Stützelement ist nur eine Ebene oder plane Fläche Positionierte Skizze Stützelement Ebene

61 Planare Fläche Zwei Linien Ursprung Punkt Linie Kurve Fläche Ausrichtung Punkt Linie Ebene Achse Was bedeutet die folgend eingefärbte Geometrie Element mit Freiheitsgrade Vollständig bemaßtes Element ohne Freiheitsgrade (fixiertes Element) Überbestimmtes Element

62 2016 Thomas Eibl Alle Rechte vorbehalten. ISBN: Herstellung und Verlag: BoD - Books on Demand, Norderstedt

63 Table of Contents Vorwort 3 1 Ziele 5 2 Arbeitsumgebung - Part Design Einstieg in die Arbeitsumgebung Favoriten einrichten Anwendung der Maus Volumenmodell 11 3 Übungen Übung 1 - Deckel Übung 2- Platte Übung 3 - Lagerbock Übung 4 - Hebel 31 4 Vorschau auf Band Funktionen und Operationen Funktionen Part Design Umgebung Funktionen aus dem Skizzenmodus 56 6 Arbeitsblätter - Lösungen 59 Arbeitsblatt 1 - Volumenkörper 59 Arbeitsblatt 2 - Volumenkörper 60 Impressum 62