Solid Edge ST9 für Einsteiger - kurz und bündig

Transkript

1 Solid Edge ST9 für Einsteiger - kurz und bündig

2 Michael Schabacker Sándor Vajna Herausgeber Solid Edge ST9 für Einsteiger - kurz und bündig 7., überarbeitete und aktualisierte Auflage

3 Michael Schabacker Lehrstuhl für Maschinenbauinformatik Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Magdeburg, Deutschland Herausgeber Sándor Vajna Lehrstuhl für Maschinenbauinformatik Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Magdeburg, Deutschland ISBN DOI / ISBN (ebook) Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar. Springer Vieweg Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH 2005, 2007, 2008, 2010, 2013, 2015, 2017 Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung des Verlags. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Bearbeitungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Der Verlag, die Autoren und die Herausgeber gehen davon aus, dass die Angaben und Informationen in diesem Werk zum Zeitpunkt der Veröffentlichung vollständig und korrekt sind. Weder der Verlag noch die Autoren oder die Herausgeber übernehmen, ausdrücklich oder implizit, Gewähr für den Inhalt des Werkes, etwaige Fehler oder Äußerungen. Lektorat: Thomas Zipsner Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier. Springer Vieweg ist Teil von Springer Nature Die eingetragene Gesellschaft ist Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH Die Anschrift der Gesellschaft ist: Abraham-Lincoln-Strasse 46, Wiesbaden, Germany

4 V Vorwort Am Lehrstuhl für Maschinenbauinformatik der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg werden Studenten seit über zwanzig Jahren an führenden 3D-CAx- Systemen mit dem Ziel ausgebildet, Grundfertigkeiten in der Anwendung der CAx-Technologie zu erwerben, ohne sich dabei nur auf ein einziges System zu spezialisieren. Dazu nutzen die Studierenden die gleichen Übungsbeispiele auf mindestens vier verschiedenen 3D-CAx-Systemen, um die jeweiligen Vor- und Nachteile der einzelnen CAx-Systeme für spezifische Anwendungsgebiete kennenzulernen. Das vorliegende Buch nutzt die vielfältigen Erfahrungen, die während der Ausbildung in Solid Edge gesammelt wurden. Der Anspruch des Buches kurz & bündig kann nur eine Auswahl der grundlegenden Elemente von Solid Edge abbilden. Der Fokus liegt daher auf einer kurzen, verständlichen Darstellung der grundlegenden Modellierungstechniken, beginnend mit einfachen Bauteilen. Somit kann der Leser parallel zu den erläuterten Funktionen diese sofort praktisch anwenden und das Erlernte festigen. Im ersten Kapitel werden grundlegende Begriffe und Befehle für die Benutzung von Solid Edge ST9 dargestellt. In den folgenden beiden Kapiteln werden aus einfachen 2D-Konturen mit Hilfe des Extrusions- und Skizzier-Modus sowie einfachen geometrischen Formelementen (Features) wie z. B. Bohrungen, Fasen und Verrundungen 3D-Modelle erzeugt. Dazu wird im dritten Kapitel zunächst eine allgemeine Vorgehensweise zur 3D-CAD-Modellierung und deren Arbeitstechniken zur Volumenmodellierung dargestellt. Im vierten Kapitel werden Einzelteile einer Baugruppe modelliert, in denen einige vorher behandelte Formelemente und unterschiedliche Einstellungsmöglichkeiten (z. B. für Abmaße) vertieft sowie weitere geometrische Formelemente (z. B. Erzeugung assoziativer Kopien von Bohrungen) behandelt werden. Im fünften Kapitel werden die Einzelteile mit verschiedenen Beziehungstypen (z. B. An-/Aufsetzen von Flächen, planares Ausrichten von Flächen und Ebenen) zu einer Baugruppe verknüpft. Einen weiteren Schwerpunkt bildet das Ableiten von Geometrien, das sog. vor Ort erstellen, aus dem Zusammenbau. Dies wird gleich an zwei Beispielen geübt. Damit die Drehmotorensimulation gezeigt werden kann und vor Ort erstellte Bauteile sich bei der Motorensimulation auch mitdrehen, wird die Vorgehensweise dargestellt, dass ein vor Ort erstelltes Bauteil mit dem betreffenden Einzelteil in einer separaten Unterbaugruppe modelliert werden muss. Des Weiteren wird der Leser bei den Zusammenbauverknüpfungen sensibilisiert, welche Komponente mit welcher Komponente verbaut sein muss, dass z. B. die Motorfunktion später auch funktioniert.

5 VI Vorwort Im sechsten Kapitel wird die Ableitung technischer Zeichnungen behandelt. Im siebten Kapitel werden verschiedene spezielle Solid Edge-Funktionen (Erstellung von Wölbungen, Formschrägen, dünnwandige Bauteilen, Rippen, Versteifungsnetzen, Lüftungsgittern, Lippen und Befestigungsdomen) vorgestellt. Das bis zur fünften Auflage vorhandene siebte Kapitel zur Blechteilmodellierung und das neunte Kapitel zur Freiformmodellierung mit Splines werden zukünftig in einem separaten Fortgeschrittenen-Band behandelt. Das Buch wendet sich an Leser mit keiner oder geringer Erfahrung in der Anwendung von 3D-CAx-Systemen. Es soll das Selbststudium unterstützen und zu weiterer Beschäftigung mit Solid Edge anregen. In diesem Buch stehen die Vorgehensweisen und Basisfunktionalitäten der 3D-Modellierung im Vordergrund. Daher kann hier auf die Vorgehensweise mit Synchronous Technology eine von der Konstruktionshistorie unabhängige Feature-basierte Modellierung nicht eingegangen werden, da dies den Rahmen des Buches sprengen würde. Durch den Aufbau des Textes in Tabellenform und die zahlreichen Abbildungen ist dieses Buch sehr gut als Schritt-für-Schritt-Anleitung geeignet; es kann darüber hinaus auch als Referenz für die tägliche Arbeit mit dem System genutzt werden. Besonderer Dank der Autoren gilt Herrn Rick Boessenkool für die kreative Unterstützung und Überarbeitung des Manuskripts sowie Herrn Thomas Zipsner, Frau Imke Zander und allen beteiligten Mitarbeitern des Verlags Springer Vieweg, Lektorat Maschinenbau für die konstruktive und freundliche Zusammenarbeit. Ebenso herzlichen Dank an die Leser der 6. Auflage, deren zahlreiche Hinweise bei der Überarbeitung des Buches mit eingeflossen sind. Natürlich sind die Autoren auch weiterhin dankbar für jede Anregung aus dem Kreis der Leser bezüglich Inhalt, Darstellung und Reihenfolge der Modellierung mit Solid Edge. Magdeburg, im Oktober 2016 Dr.-Ing. Dipl.-Math. Michael Schabacker Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Sándor Vajna

6 VII Inhaltsverzeichnis 1 Einführung Grundlegende Begriffe Starten von Solid Edge für 3D-Modellierung Anwendungen in Solid Edge ST Solid Edge-Benutzungsoberfläche Mausbelegung Auswahl in 2D-Umgebungen Auswahl mittels QuickPick Anlegen neuer CAD-Dateien Öffnen bestehender CAD-Dateien Speichern der Dateien Bauteilinformationen Systemeinstellungen Manipulation der Bildschirmdarstellung Zoomfunktionen Verschieben des Bildausschnitts Dynamisches Drehen Um Teilfläche drehen Vorherige Ansicht anzeigen Teilfläche ansehen Navigationswürfel Modellansichten Schattieren Aktualisieren der Bildschirmdarstellung Einsatz eines 3D-Controllers (Spacemouse) Hilfsfunktionen für das Modellieren Löschen von Geometrieelementen Rückgängigmachen/Wiederherstellen von Aktionen Messen geometrischer Größen Ein-/Ausblenden von Objekten Unterdrücken/Freigeben von Formelementen Ändern von Elementeigenschaften Ändern der Hintergrundfarbe Auswahlmöglichkeiten in Solid Edge Hilfeindex Befehlssuche Vorstellung der Buttons zur Einzelteilmodellierung Kontrollfragen... 24

7 VIII Inhaltsverzeichnis 2 Modellierung in einem 3D-CAD-System Vorgehensweise zur 3D-CAD-Modellierung Arbeitstechniken zur Volumenmodellierung Erste Modellierungsschritte (Hülse als Extrusion) Modellieren des Solids als Extrusion Einfügen der Bohrungen (als Feature) Modellieren der 1. Fase Modellieren der 2. Fase Zuweisen fehlender Modelleigenschaften Kontrollfragen Volumenmodellierung im Skizzier-Modus Beispiel Hülse Skizzieren der Hülsenkontur Bemaßen und Parametrisieren der einzelnen Linien Rotieren der Skizze um Modellieren der beiden Fasen Modellieren der Nut als Ausschnitt Zuweisen fehlender Modelleigenschaften (siehe 2.3.5) Beispiel Winkel Skizzieren der L-Kontur des Winkels Extrudieren der L-Kontur des Winkels Einfügen der zwei Bohrungen Zuweisen fehlender Modelleigenschaften (siehe 2.3.5) Kontrollfragen Modellierung Modellieren des Hebels Erzeugen des ersten Auges Erzeugen des zweiten Auges Erzeugen des Mittelteiles Erzeugen der Bohrungen Zuweisen fehlender Modelleigenschaften Modellieren des Deckels Erzeugen der Musterbohrungen Zuweisen fehlender Modelleigenschaften Modellieren der Welle Erzeugen der Zylinder Modellieren des Ausschnittquaders Erzeugen der Bohrungen Zuweisen fehlender Modelleigenschaften... 61

8 Inhaltsverzeichnis IX 4.4 Modellieren der Ventilplatte Erzeugen des Zylinders Modellieren des Ausschnittquaders Erzeugen der Bohrungen Zuweisen fehlender Modelleigenschaften Modellieren des Gehäuses Erzeugen des waagerechten Zylinders Erzeugen des senkrechten Zylinders mittels Hilfsebenen Modellieren des Flansches Modellieren der Flanschbohrung Modellieren der Flanschverrundung Kopieren des Flansches als Kreismuster Spiegeln der Flansche auf die andere Seite des Zylinders Modellieren der großen Bohrung Modellieren der Bohrung für die Welle Modellieren der Bohrungen für den Deckel Kopieren der Bohrung als Kreismuster Modellieren der Gehäuseverrundung Zuweisen fehlender Modelleigenschaften Kontrollfragen Zusammenbau (Assemblies) Definitionen Erläuterungen zur anwendungsspezifischen Symbolleiste Erläuterung der Funktionen unter Anwendung der rechten Maustaste Erläuterung der verschiedenen Beziehungstypen Erläuterung der Symbole im Assembly PathFinder Zusammenbau des Drosselventils Einfügen des Gehäuses Einfügen der Welle Einfügen der Ventilplatte Einblenden Gehäuse/Ausblenden Ventilplatte und Welle Einfügen des Deckels Einblenden aller Teile und speichern Erstellen und Einfügen der Hebelunterbaugruppe Einfügen des Hebels Modellieren des Hebelaufsatzes (vor Ort erstellen) Einfügen der Hebelunterbaugruppe in das Drosselventil Modellieren eines Blindflansches Extrudieren aus Gehäuseumriss Einfügen der Bohrungen in den Blindflansch

9 X Inhaltsverzeichnis 5.9 Einfügen einer Schraubenunterbaugruppe Modellieren der Einzelteile Zusammenbau der Unterbaugruppe Platzieren der Unterbaugruppe im Drosselventil Einfügen von weiteren Schrauben als Muster Kollisionsanalyse Erstellen eines Motors Kontrollfragen Zeichnungserstellung (Drafting) Voreinstellungen im DRAFTING-Modus Erklärung wichtiger Buttons der Symbolleisten Einrichten des Zeichenblattes Erstellen der Zeichnung Einfügen einer Modellansicht Skalieren einer Ansicht Einfügen orthogonaler Ansichten Löschen von Ansichten Erstellen von Hilfsansichten Bewegen von Ansichten Kopieren von Ansichten Aktualisieren von Ansichten Ausrichten einer Ansicht Aufheben der Assoziativität einer Ansicht Erzeugen von Schnitten Erzeugen einer Schnittlinie Festlegen der Schnittrichtung Einfügen einer Schnittansicht Erzeugen einer Detailansicht Hinzufügen von Bemaßungen, Texten etc Einfügen von Mittelmarkierungen Einfügen eines Lochkreises Einfügen von Bemaßungen Einfügen von Bemaßungspräfixen Einfügen und Editieren von Text Automatisches Ausfüllen von Zeichnungsinformationen Editieren der Formatvorlage Erzeugen einer Stückliste Plotten der Zeichnung Kontrollfragen

10 Inhaltsverzeichnis XI 7 Spezielle Funktionen in Solid Edge Behandlung von Wölbungen und Formschrägen Wölbungen Formschrägen Dünnwandige Bauteile Weitere Funktionen Rippen Versteifungsnetze Lüftungsgitter Lippen Befestigungsdome Kontrollfragen Musterlösungen Lösungen zu Kontrollfragen in Kapitel Lösungen zu Kontrollfragen in Kapitel Lösungen zu Kontrollfragen in Kapitel Lösungen zu Kontrollfragen in Kapitel Lösungen zu Kontrollfragen in Kapitel Lösungen zu Kontrollfragen in Kapitel Lösungen zu Kontrollfragen in Kapitel Sachwortverzeichnis