Lehrveranstaltung Darstellende Geometrie I SS 2011 CAD. I. Arbeiten mit Catia

Transkript

1 I. Arbeiten mit Catia Wir verwenden das -Paket Catia in der Version V5, Release 20. Die Grafik unten zeigt eine Übersicht der Benutzeroberfläche des Part Design Packages dieses Programmes. Sketcher Block (Extrusionskörper) Welle (Rotationskörper) Rippe (Zugkörper) Hilfen: Löschen, Esc-Taste (= Abbruch) Maustastenbelegung: Schieben: Mittlere Maustaste gedrückt halten und ziehen Zoomen: Mittlere Maustaste gedrückt halten, links klicken und ziehen Schwenken: Mittlere und linke Maustasten gedrückt halten und ziehen Strukturbaum: Zugriff auf und Übersicht von bereits generierten Objekten Skizzierebenen: Jede Ebene kann mithilfe des Sketchers zur Skizzierebene gemacht werden, in der die für die Erzeugung von Körpern notwendigen Profile und Achsen eingetragen werden. Seite 1 von 5

2 II. Modellieren von einfachen Körpern Beispiel Tetraeder : Erzeugung eines Blocks, hier Würfel, mittels eines Quadrats in einer Skizzierebene (xy-ebene) Raster/Fang Exit Sketcher Bemassung Nach der Erzeugung des Würfels werden von diesem 4 entsprechende Pyramiden abgetrennt um das Tetraeder zu erhalten. Trennen Beispiel Meiselspitze Erzeugung eines Blocks nach beiden Seiten aus einer Skizze in der yz-ebene. Die Form der Spitze entsteht durch trennen mit Ebenen, die in der Ausführung des Befehls erzeugt werden müssen ( on the fly ). Dazu können neben der Koordinateneingabe von einzelnen Punkten auch schon vorher im Sketcher Hilfskonstruktionen entwickelt werden, um die Schnittebenen einfacher zu definieren. Seite 2 von 5

3 Beispiel Torus mit Villarceau-Kreisen : Erzeugung einer Welle, hier Torus: Ein Kreis (Meridiankreis) rotiert um eine Achse in seiner Trägerebene. Anschließend wird mittels einer Doppeltangentialebene eine Hälfte des Torus abgetrennt. Die Schnittkurve der Doppeltangentialebene mit dem Torus besteht erstaunlicherweise aus zwei Kreisen (Villarceau-Kreise). Umkehraufgabe: Gegeben seien Villarceau-Kreise. Wie lässt sich der Ausgangstorus eruieren? Modellieren Sie diesen! Beispiel Inbusschlüssel 5mm : Zuerst werden die für den Inbusschlüssel notwendigen Profile erzeugt. Die Profilkurve ist ein regelmäßiges Sechseck, die Zentralkurve (Pfad) besteht aus zwei Strecken sowie einem Viertelkreis. Mithilfe dieser Bestimmungsstücke kann nun der Schlüssel als Zugkörper (Rippe) modelliert werden. Seite 3 von 5

4 III. Räumliche Transformationen Räumliche Kongruenztransformationen, die im Part Design zur Verfügung stehen, sind Schieben, Drehen und die allgemeine Kongruenztransformation, der zwei entsprechende Koordinatensysteme zugrunde liegen. Diese Befehle sind in der rechten Toolbar zu finden. Zum Duplizieren markiert man die entsprechenden Bauteile und kopiert/fügt ein über die rechte Maustaste. Daneben gibt es noch allgemeine Transformationen wie Spiegeln, Skalieren, affines Skalieren sowie verschiedene Reihenanordnungen. Beispiel Abseilachter : Zuerst werden die beiden vollständigen Tori T 1 (Mittenkreisradius = 32, Meridiankreisradius = 6) T 2 (Mittenkreisradius = 20, Meridiankreisradius = 6) erzeugt. Anschließend wird ein neuer Körper und dort der 3. Torus T 3 (Mittenkreisradius = 38, Meridiankreisradius = 6) eingefügt. Um diesen an die richtige Stelle (tangential an die anderen Tori) zu verschieben, ist eine Hilfskonstruktion von Vorteil. (Sketcher) Nun wird T 3 angepasst (Trennen) und der verbleibende Teil einmal gespiegelt, um den vollständigen Abseilachter zu erhalten. IV. Modellieren mit Booleschen Operationen Um mit den bekannten Booleschen Operationen arbeiten zu können, müssen die entsprechenden Teile unabhängig voneinander generiert werden. Die Abhängigkeiten der einzelnen Konstruktionsschritte sind im Strukturbaum ersichtlich, der das Protokoll über die einzelnen Arbeitsschritte und deren Abhängigkeiten führt. Beispiel Standardmutter : Nach Erzeugung eines Sechskantprismas (Block) und der Gewindebohrung werden vom Hauptkörper (MUTTER M14) unabhängig weitere Körper (hier: Kugel2) eingefügt. Auf die so erzeugten Körper können jetzt Boolesche Operationen angewandt werden. Wichtig ist es, den Strukturbaum übersichtlich zu halten. Beispielsweise durch geeignete Bezeichnungen der Teile bzw. der Konstruktionsschritte (re. Maustaste/Eigenschaften). Seite 4 von 5

5 IV. VERSCHIEDENE FEATURES Beispiel Speichenschlüssel 3.3mm : Der Bauteil besteht aus einem Schlüsselteil und dem Griff. Der Schlüsselteil wird mithilfe eines Blocks (Dm = 14mm) modelliert. Der Griff ist ein Zugkörper, dessen Profilkurve ein Kreis (Dm = 5.5mm) und dessen Zentralkurve eine 3d Splinekurve ist. Um eine 3d Splinekurve zu modellieren, muss Generative Shape Design (unter Flächen ) geladen werden. Die Kurve selbst benötigt 7 Punkte und im Anfangs- und im Endpunkt jeweils die Tangentenrichtung als Bestimmungsstück. Beispiel Rohrgabelung : Relativ einfach ist es, verschiedene Rohrelemente mit Catia zu erzeugen. Der Bauteil besteht einerseits aus einem geraden Rohrstück (Dm = 80mm), und einem Krümmer (Mittenkreisradius = 60mm, Dm = 70mm). Diese beiden Teile werden als Block bzw. als Welle ausgeführt. Um nun diese massiven Teile auszuhöhlen, verwendet man das Feature Schalenelement (shell). Man muss nur mehr die Wandstärke sowie die zu öffnenden Flächen angeben, um die Rohrverschneidung zu vervollständigen. Seite 5 von 5