Einstieg in CATIA V5

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1 Einstieg in CATIA V5 Konstruktion in Übungen und Beispielen von Rudolf W. Rembold 1. Auflage Hanser München 2003 Verlag C.H. Beck im Internet: ISBN Zu Inhaltsverzeichnis schnell und portofrei erhältlich bei beck-shop.de DIE FACHBUCHHANDLUNG

2 CARL HANSER VERLAG Rudolf W. Rembold Einstieg in CATIA V5 Konstruktion in Übungen und Beispielen

3 Was ist ein Einzelteil? Übung Eckplatte Übung Eckplatte Eine Viereckplatte 60/40/15 mm mit vier Bohrungen D=8 mm wird konstruiert. Die Bohrungsmittelpunkte sollen jeweils 10 mm Randabstand haben. Die Platte wird als ebenes Profil skizziert und durch senkrechtes Verziehen mit der Funktion Block zum Körper. Die Durchgangsbohrungen (ohne Gewinde) entstehen mit der Funktion Bohrung. Für mehrere Bohrungen wird ein Muster verwendet. Das Viereck soll in der Größe variabel sein und einen Eckwinkel kleiner 90 Grad haben können. Mit Start > Mechanische Konstruktion > Teilekonstruktion (Part Design) kann funktionsorientiert begonnen werden. Es wird automatisch die dazu passende Teiledatei geöffnet. Den Teilenamen Part1 am Kopf des Strukturbaums mit Kontextmenü > Eigenschaften > Produkt > Teilenummer umbenennen in Eckplatte. Ein Körper wird durch ein beliebiges geschlossenes Profil (meist in einer Skizzenebene liegend) aufgebaut. Der Körper entsteht durch Verziehen in den Raum. Das Profil wird ausschließlich aus sich selbst heraus beschrieben. Koordinaten und deren Achsen sind nur Hilfsmittel und insofern willkürlich. Beispielsweise wird im Fahrzeugbau bisher alle Geometrie durch gemeinsame Koordinaten beschrieben, die sich auf die vordere Achsmitte beziehen. Soll aber das Hinterrad an die Hinterachse angebaut werden, ist sicher nicht die entsprechende Koordinate hilfreich, sondern die Schraubenlöcher an der Hinterradaufhängung selbst. Das Beschreiben der Teilegestalt und deren Verwendung in der Maschine wird daher besser durch die Teilegeometrie selbst und den Flächenkontakt der Teile untereinander festgelegt. Und genau darauf hin ist das CAD-Programm ausgelegt. Daher kann für das Ausgangsprofil jede beliebige Ebene zum Skizzieren gewählt werden und das Profil selbst beliebig zum Achsensystem liegen. Beliebige Ebene (beispielsweise eine Hauptebene) am Geometrieelement oder im Strukturbaum selektieren (linke Maustaste). Skizzierer Geometrische Bedingungen Bemaßungsbedingungen Aus der Funktionsumgebung Teilekonstruktion in die Umgebung Skizzierer wechseln. Geometrische Bedingungen und Maße werden jetzt selbst festgelegt. Damit diese auch dauerhaft erhalten bleiben, müssen in der Funktionsgruppe Skizziertools die Symbole Geometrische Bedingungen und Bemaßungsbedingungen aktiv sein (orange). 58

4 Übung Eckplatte Der Umriss wird mit der Maus annähernd maßstäblich in einem Zug skizziert. Das geschlossene Profil besteht aus vier Geraden, die parallel und zuerst rechtwinklig zueinander liegen. Dies wird grob skizziert und dann mit Regeln und Maßen genau festgelegt. Das Symbol Profil selektieren. Folgende Skizze mit Hilfe der Maus als fortlaufenden Polygonzug zeichnen. (ca. 40x60 mm mit Hilfe des Rasters). Der erste Punkt liegt beliebig (Mausklick), der zweite Punkt um circa 40 mm entfernt (Mausklick). Weitere Punkte liegen entsprechend relativ dazu. Den letzten Punkt bewusst neben den ersten legen und den Linienzug mit Doppelklick beenden. Profil Wenn die grobe Skizze ein genaues Rechteck werden soll, müssen explizite geometrische Bedingungen festgelegt werden. Zuvor hat das Programm durch implizite Bedingungen Linie mit Linie verbunden, was nicht mehr geändert werden kann. Durch Ziehen mit der Maus soll die Formstabilität der Skizze immer wieder überprüft werden. Es kann ein Eckpunkt oder eine Linie bewegt werden, jeweils mit unterschiedlichem Ergebnis. Ändert sich die Form, sind zu wenige geometrische Bedingungen gesetzt. Es dürfen nur höchstens so viele Bedingungen festgelegt werden wie geometrische Freiheitsgrade bestehen. Zusätzliche, widersprechende Bedingungen führen zu Fehlern. Die Geometrie wird dann violett dargestellt. Falsche Bedingungen sollten direkt gelöscht werden. Um objektorientiert aber numerisch stabil zu bleiben, wird in der Nähe, aber bewusst neben die Achsen skizziert. Ein guter Ort für die Achsen ist unten links am Schirm. Geometrische Bedingungen festlegen: Das Profil muß geschlossen sein, die Seiten stehen aufeinander senkrecht und sind parallel. Diese geometrischen Bedingungen liefert die Funktion Im Dialogfenster definierte Bedingungen. Anfangspunkt selektieren (er wird orange hervorgehoben), Strg-Taste gedrückt halten, Endpunkt selektieren und Strg-Taste loslassen, Symbolfunktion Im Dialogfenster definierte Bedingungen aktivieren und die Bedingung Kongruenz im eingeblendeten Fenster auswählen. Das Profil wird geschlossen. Linke Linie und rechte Linie selektieren und mit der Bedingung Parallelität aneinander ausrichten, ebenso das andere Kantenpaar. Jetzt ist das Polygon ein Parallelogramm. Im Dialogfenster def. Bedingungen 59

5 Was ist ein Einzelteil? Bei der Funktion Im Dialogfenster definierte Bedingungen müssen alle geometrischen Objekte, die die gewünschte Bedingung definieren, vor dem Aufruf der Funktion aktiviert werden. Die einzelnen Elemente werden in der von der Funktion erwarteten Reihenfolge mit gedrückt gehaltener Strg-Taste zusammengefasst und anschließend der Funktion übergeben (Objekt > Funktion). Viele Funktionen können auf diese Weise benutzt werden, indem zuerst die Objekte zusammengefasst und dann gemeinsam der Funktion übergeben werden. Dies empfiehlt sich besonders, wenn die Funktion mehrere Elemente als Gruppe gemeinsam bearbeiten soll. Alternativ kann auch eine andere Verfahrensweise verwendet werden. Es wird zuerst die Funktion ausgewählt und danach werden die dafür benötigten geometrischen Elemente nacheinander aktiviert (Funktion > Objekt). Dabei unterstützt die Dialogzeile am unteren Bildschirmrand. Der unmittelbar nächste mögliche Arbeitsschritt wird dort vorgeschlagen. Bei dieser oben genannten Funktion ist dies allerdings nicht möglich. Geometrische Bedingungen löschen: Falls Fehler passiert sind, kann das zu löschende Element (beispielsweise das Symbol der Bedingung) selektiert und mit Bearbeiten > Löschen oder mit der Entf-Taste gelöscht werden. Skizze bemaßen: Der Querschnitt misst 40/60mm. Die Bemaßung liefert die Funktion Bedingung. Bedingung Entsprechend der ersten Variante nacheinander die linke Linie und die zweite gegenüberliegende Linie selektieren (Strg-Taste). Die Funktion Bedingung auswählen. Das Maß hängt an der Maus und wird am gewünschten Platz durch Mausklick abgelegt. Das gefundene Maß entspricht der aktuellen Zeichnung. Durch Doppelklick auf die Maßzahl das Fenster Bedingungsdefinition einblenden. Das Maß wird der Zeichnungsgröße entsprechend angegeben. Das Planmaß überschreibt den vorgeschlagenen Wert. Die Skizze passt sich automatisch an. Entsprechend der alternativen Variante zuerst die Funktion Bedingung aktivieren. Nacheinander die untere Linie und die zweite gegenüberliegende obere Linie selektieren. Bei der ersten Linie wird sofort die gefundene Länge vermaßt und erst bei der zweiten Geraden auf Abstandsmaß umgeschaltet. Das Maß wieder ablegen und richtig stellen. 60

6 Übung Eckplatte Die zu bemaßende untere Linie zusammen mit der zweiten rechts liegenden Linie selektieren und die Funktion Bedingung auswählen. Den aktuellen Winkel auf 90 Grad ändern. Es wird empfohlen, möglichst fertigungsgerecht zu bemaßen. Daher ist es sinnvoll, sich nicht auf die Eckpunkte oder auf die Länge einer Kante, sondern auf die Linien als Kanten der Seitenflächen zu beziehen. Durch Ziehen mit der Maus kann die Maßstabilität der Skizze überprüft werden. Ändert sich die Größe, sind zu wenige Maße vergeben. Bei Überbemaßung erscheinen die betroffenen Maße und die entsprechenden Linien und Punkte der Kontur in violetter Farbe. Die Überbemaßung sofort korrigieren. Skizze prüfen und im Achsensystem festlegen: Die Skizze ist fertig konstruiert, wenn der Umriss mit Regeln in sich formstabil festgelegt ist. Zusätzlich kann die erste Skizze eines Bauteils im Achsensystem fixiert werden. Den Umriss an Eckpunkten und Kanten (mit linker Maustaste) hin- und herbewegen. Bleibt der Umriss form- und maßstabil, ist er richtig beschrieben. Zwei Translationen und eine Verdrehung relativ zu den Achsen sind jetzt noch frei. Dazu kann beispielsweise der linke untere Eckpunkt in der Funktion Im Dialogfenster definierte Bedingungen mit Fixieren unverschieblich im Achsensystem festgepinnt werden. Jetzt ist das Rechteck noch drehbar. Zusätzlich kann die an den Punkt anschließende untere Gerade ebenfalls mit Im Dialogfenster definierte Bedingungen und Fixieren im Achsensystem festgelegt werden. Das Rechteck ist jetzt in der Skizzenebene unbeweglich, und die Kontur wird zum Zeichen dafür grün. Alternativ kann selbstverständlich auf die Achsen ausgerichtet werden. Ein Eckpunkt wird mit dem Achsnullpunkt in der Funktion Im Dialogfenster definierte Bedingungen mit Kongruenz zusammengelegt. Gleichermaßen wird eine Gerade kongruent zu einer Achse definiert. Die Skizze beenden mit Umgebung verlassen. Das Profil erscheint im Raum in der Umgebung Teilekonstruktion. Im Dialogfenster def. Bedingungen Alternative Umgebung verlassen 61

7 Was ist ein Einzelteil? Das beschriebene Vorgehen wird grundlegend empfohlen und sollte bei jeder Profilskizze angewendet werden. Zuerst wird ungefähr maßstäblich skizziert. Dann wird die Form mit geometrischen Bedingungen zwischen den Elementen der Profilgeometrie selbst festgelegt und auf Formstabilität visuell geprüft. Danach werden die noch freien Abmessungen auf schon bestehende Nachbargeometrie ausgerichtet. Die jetzt noch freien Größen werden abschließend vermaßt. Nun ist das Profil eindeutig festgelegt. Beim Arbeiten in der Grobplanungsphase kann sogar auf Maße zu Anfang verzichtet werden, um variabel zu bleiben. Die erste Skizze eines Bauteils ist jetzt noch als starrer Umriss in der Skizzenebene frei verschieblich. Aus numerischen Gründen sollte der Umriss daher mit geometrischen Bedingungen im System der gelben Achsen festgelegt werden, möglichst in der Nähe des Ursprungs. Ist der Umriss unverschieblich, wird er grün hervorgehoben. Damit bleibt die Skizze eine selbständige Einheit. Wird auf die weißen Hauptebenen des Bauteilachsensystems bezogen, ist die Skizze absolut fixiert. Die Skizze kann nicht mehr an neue Umgebungen angepasst werden. Soll das Teil später auch zur 2D-Konstruktionszeichnung benutzt werden und in einer bestimmten Lage positioniert sein, kann der Umriss in einen gewünschten Winkel zu den Achsen (0, 30,...Grad) gedreht werden. Dies kann auch noch später verändert werden. Körper in der Umgebung Teilekonstruktion erstellen: Block Das Funktionssymbol Block auswählen und die gewünschte Skizze als Profil aktivieren. Die Blockausrichtung wird mit Pfeil angezeigt und ein Definitionsdialog eingeblendet. Der Block beginnt auf der Skizzenebene und erstreckt sich als Erste Begrenzung mit dem Typ Bemaßung in der Länge 15 mm von der Skizzenebene aus. 62