Professur Konstruktionslehre

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1 Professur Konstruktionslehre Prof. Dr. -Ing. E. Leidich / Dipl.- Ing. M. Curschmann / Dipl.- Ing. B. Fischer Lehrgebiet CAE-Systeme CATIA V5 CATIA V5 Grundkurs Gondelstütze Diese Anleitung stellt eine grundlegende Übersicht über die Arbeitsschritte zur Verfügung, die zur Lösung der Praktikumsaufgaben benötigt werden. Sie soll nur im Rahmen der Ausbildung an der Professur Konstruktionslehre der TU Chemnitz verwendet werden. 1

2 Inhaltsverzeichnis: 1 Analyse der Aufgabenstellung Festlegung der Ausgangslage Hilfsgeometrie Reihenfolge der Geometrieerzeugung 3 2 Solidmodellierung Hilfsgeometrie Erzeugen des Grundkörpers (Block) Erzeugen der Aussparung (Tasche) Erzeugen der Verrundung der U-Schenkel Erzeugen der Bohrung für die Gondelachse Erzeugen der Bohrungen In den Enden der Gondelstütze Erzeugen der Bohrungen in der Anlagefläche der Gondelstütze Erzeugen der Ausfraesung an der Unterseite des U 12 2

3 1 Analyse der Aufgabenstellung Die Gondelstütze ist ein in zwei Ebenen symmetrischer, U-förmiger Träger. Er wird auf einer Rippe der Nabe befestigt und trägt die Achse, an der die Gondel aufgehängt wird. Für die Modellierung der Gondelstütze sind daher zwei Maße besonders wichtig: Der Abstand von der Fläche, mit der die Gondelstütze auf der Rippe der Nabe aufliegt, zu der Mitte der Bohrungen, welche die Achse für die Gondel tragen. Die Innenbreite des U, denn da hinein muss die Gondel passen. Alle anderen Maße sind sekundär. Diese Überlegungen sollen in die Wahl des Nullpunktes einfließen. 1.1 Festlegung der Ausgangslage Unter Berücksichtigung der Symmetrie des Teiles Gondelstütze gibt es zwei sinnvolle Möglichkeiten für die Positionierung des Nullpunktes: die Mitte der Bohrungsachse, in welche später die Achse für die Gondel eingesetzt wird. Die Mitte der Fläche, an welcher später Nabe und Gondelstütze verbunden werden. Wir legen fest: Basisfläche für die Gondelstütze wird die Fläche, an der die Gondelstütze mit der Nabe verbunden wird. Sie soll auf der xy-ebene liegen. Damit haben wir eine Hauptebene als Anlagefläche. Die x-achse soll parallel zur Achse der Gondelachsen-Bohrungen verlaufen. Die xz- und yz-ebenen werden die Symmetrieebenen der Gondelstütze. 1.2 Hilfsgeometrie Mit einem geeigneten Skelett als Hilfsgeometrie ist es wesentlich einfacher, dieses Teil zu erzeugen. Hilfsgeometrie wird immer vor der eigentlichen Solidmodellierung erzeugt. Eingeführt werden: ein Punkt auf der z-achse, welcher den Abstand der Gondelachsen-Bohrungen von der xy-ebene festlegt. eine Linie durch diesen Punkt und senkrecht zur Symmetrieebene als Achse für die Gondelachsen-Bohrungen. zwei Hilfsebenen zur Platzierung einer Bohrung, die auf einer gekrümmten Oberfläche ansetzt. Diese gesamte Hilfsgeometrie kann über den Abstand des Punktes zur xy-ebene gesteuert werden. 1.3 Reihenfolge der Geometrieerzeugung positive Rohgeometrie negative Rohgeometrie ( Abzugskörper ) Bearbeitung (Bohrungen, Planfräsungen etc.). 3

4 2 Solidmodellierung 2.1 Hilfsgeometrie Alle Icons, die Sie benötigen, befinden sich in der Symbolleiste REFERENZELEMENTE. PUNKT LINIE EBENE Als Erstes erzeugen wir den Punkt im Raum, durch den die Achse für die Gondelachsen-Bohrungen verlaufen soll. Klicken Sie auf PUNKT, wählen Sie als Punkttyp: Auf Kurve, für Kurve: die z-achse des absoluten Achsensystems und für Länge: 142,5 mm. Bestätigen Sie mit OK. Benennen Sie diesen Punkt, z.b. als Mitte_Gondelachse : Auf den Punkt im Baum zeigen, mit der rechten Maustaste das Kontextmenü aufrufen, Eigenschaften auswählen und unter Komponenteneigenschaften den Namen eintragen (keine Leerzeichen und keine Sonderzeichen verwenden!) Durch diesen Punkt wird nun eine Linie erzeugt. Wählen Sie LINIE und dann als Linienart: Punkt- Richtung. Wählen Sie den Punkt Mitte_Gondelachse als Referenz, und als Richtung: die x-achse des absoluten Achsensystems. Aktivieren Sie den Schalter Gespiegelte Ausdehnung und stellen Sie eine Länge von 70 mm im Feld Ende: ein. Diese Linie dient später als Bezugsachse für die Bohrungen durch das Ende der Gondelstütze. Benennen Sie diese Linie mit Achse_Gondelachse 4

5 Erzeugen Sie eine Ebene mit dem Ebenentyp: Winkel/ rechtwinklig zu Ebene. Als Rotationsachse nutzen wir die Linie Achse_Gondelachse, als Referenz die xy- Ebene. Erstellen Sie nun eine neue Ebene unter einem Winkel von 50. Die nächste Ebene wird mit dem Typ: Offset von Ebene erzeugt. Das Offset soll 20 mm zur gerade erstellten Ebene betragen. Diese Ebene wird die spätere Startebene für die kleine Bohrung in den Lagerbohrungen für die Gondelachse. Vergeben Sie für diese Ebene den Namen Basis_Stiftbohrung. Denken Sie daran, Ihre Arbeit ab und zu abzuspeichern! 5

6 2.2 Erzeugen des Grundkörpers (Block) Wählen Sie die zx-ebene im Baum an und starten Sie den Skizzierer. Gemäß unserer Festlegung in 1.1 soll die xy-ebene die Anlagefläche und yz eine Symmetrieebene sein. Dementsprechend müssen wir das Profil skizzieren. Benutzen Sie dazu die Funktion Profil Zunächst legen wir die Symmetrien fest. Aktivieren Sie Bedingung und vermaßen Sie die beiden inneren Linien des U zueinander. Drücken Sie die rechte Maustaste und wählen Sie aus dem Kontextmenü Spiegelungsachse zulassen. Als letztes wählen Sie die V-Achse (nicht die z-achse!) als Spiegelungsachse. Wiederholen Sie das für die Außenlinien. Als ein Hauptmaß hatten wir die Innenseite des U erkannt. Vermaßen Sie daher die Innenseite des U (104 mm) und von dort aus die Breite des Profils (8mm). Die innere Unterseite des U wird von der H-Achse aus mit 3 mm vermaßt, die äußere Unterseite des U mit 2,5 mm (s. Ansicht Z). Nun verrunden Sie noch die Innenseiten 6

7 des U mit 11 mm (Funktion Ecke ). Verlassen Sie die Skizze. Benennen Sie die Skizze mit Kontur_Rohblock. Diese Skizze wird zu einem Block aufzogen, der zu beiden Seite der Skizzierebene ein Dicke von 7,5mm aufweisen soll. Stellen Sie als Länge: 7,5mm ein und aktivieren Sie den Schalter Gespiegelte Ausdehnung. Bestätigen Sie mit OK. Benennen Sie den Block mit Rohblock. 2.3 Erzeugen der Aussparung (Tasche) Öffnen Sie eine Skizze auf der zx- Ebene. Als erstes holen wir uns den Schnitt durch die Innenseite des U-Schenkels bei +x von Block Rohblock in unsere Skizze, damit wir die Kontur als Referenz verwenden können. Aktivieren Sie dazu die Funktion 3D-Elemente schneiden und wählen Sie die mit dem Handsymbol markierte Fläche auf dem Solid an. Sie erhalten eine gelbe Linie. Selektieren Sie diese gelbe Linie und schalten Sie diese mit dem Schalter Konstruktions-/Standardelement in den Konstruktionselemente-Status um. Die Linie wird jetzt gestrichelt dargestellt. Erzeugen Sie zwei weitere Schnitte (siehe Pfeile) durch Teilflächen des Blocks Rohkontur und setzen Sie auch diese in den Konstruktionselemente-Status. 7

8 Skizzieren Sie nun den Umriss der Aussparung. Achten Sie darauf, dass der Schalter Konstruktions-/Standardelement nicht mehr aktiv ist! Achten Sie beim Skizzieren auf die beschriebene Vorgehensweise: Vermaßt zur Linie Achse_Gondelachse. Damit ist immer der korrekte Abstand gewährleistet. Auf gleiche Höhe gesetzt (Kongruenzbedingung). Vermaßt zum Schnitt durch die 3D-Geometrie. Damit ist immer die korrekte Wandstärke gewährleistet. Symmetrie zur V-Achse. Zur H-Achse kongruent gesetzt. Damit ist immer die festgelegte Anlagefläche gewährleistet. Zu den Schnitten durch die 3D-Geometrie vermaßt.. Damit ist gewährleistet, dass die Konturskizze immer über die Geometrie hinaussteht. Benennen Sie die Skizze mit Kontur_Aussparung_Rohblock. 8

9 mit symmetrischer Ausdeh- Auf Basis dieser Skizze erstellen Sie eine Tasche nung (2 x 5mm) zur zx- Ebene. Benennen Sie die Tasche mit Aussparung_Rohblock 2.4 Erzeugen der Verrundung der U-Schenkel Nun werden die Enden der Gondelstütze verrundet. Dazu öffnen Sie die Funktion VERRUNDUNG AUS DREI TANGENTEN. Selektieren Sie die beiden Flächen eines U-Schenkels zwischen denen die Verrundung entstehen soll (Zu verrundende Teilflächen ) und dann die dazwischen liegende Fläche ( Zu entfernende Teilfläche ). Die Funktion sorgt dafür, dass immer eine komplette Verrundung entsteht. Wiederholen Sie das für den anderen Schenkel. 9

10 2.5 Erzeugen der Bohrung für die Gondelachse Selektieren Sie den Punkt Mitte_Gondelachse. Öffnen Sie dann die Funktion BOH- RUNG. Platzieren Sie die Bohrung auf der markierten Fläche. Als Bohrungstyp wählen Sie Bis zum letzten und stellen den korrekten Durchmesser ein. Durch das Vorauswählen des Punktes entfällt die Positionierung, da der Punkt als Bohrungsmittelpunkt verwendet wird. Bestätigen Sie mit OK und benennen Sie die Bohrung mit Bohrung.Gondelachse. 2.6 Erzeugen der Bohrungen In den Enden der Gondelstütze Diese Bohrungen können wir nicht auf einer planaren Fläche ansetzen. Dafür nutzen Sie die am Anfang erzeugte Ebene Basis_Stiftbohrung als Platzierungsfläche. Kontrollieren Sie als erstes, ob diese Ebene die korrekte Lage für das Erstellen der Bohrungen aufweist und korrigieren Sie gegebenenfalls. Rufen Sie die Funktion BOHRUNG auf und selektieren Sie die Ebene Basis_Stiftbohrung. Wenn Ihre Bohrung kein Material trifft, meldet CATIA einen Fehler in Objektdefinition. Da wir die Bohrung noch positionieren müssen, können wir diese Fehlermeldung ignorieren (klicken Sie OK). Danach erhalten Sie das Fenster Bohrungsdefinition. Die Einstellungen entsprechen der letzten erzeugten Bohrung. 10

11 Um weitere Fehlermeldungen zu vermeiden positionieren Sie die Bohrung grob mit Hilfe der grünen Pfeile vor. Stellen Sie danach den korrekten Durchmesser ein. Sie können das mit dem Schalter Voranzeige überprüfen. Um einen festen Bezug für die Vermassung der Bohrung zu erhalten, holen wir die Skizze Kontur_Rohblock in den sichtbaren Bereich (Im Baum darauf zeigen rechte Maustaste drücken VERDE- CKEN/ANZEIGEN auswählen). Wechseln Sie jetzt in die Positionierungsskizze und vermaßen Sie den Punkt auf die Skizze Kontur_Rohblock und setzen eine Kongruenzbedingung zu der Linie Achse_Gondelachse. Tragen Sie das richtige Maß ein und verlassen Sie den Sketcher. Wiederholen Sie das für den anderen Schenkel. Benennen Sie die Bohrungen mit Bohrung.Gondelachse_Fix_+x bzw. Bohrung.Gondelachse_Fix_-x, je nachdem, auf welcher Seite der yz-ebene sie sich befinden. 2.7 Erzeugen der Bohrungen in der Anlagefläche der Gondelstütze Rufen Sie die Funktion BOHRUNG auf und selektieren Sie die xy-ebene. Die Bohrung wird mit dem Ursprung als Bezugspunkt erzeugt. Drehen Sie die Richtung der Bohrung ggf. um (orangefarbenen Pfeil anwählen oder Schalter Umkehren in der Dialogbox verwenden). Als Bohrungstyp wählen Sie Bis zum letzten und stellen den korrekten Durchmesser ein. Um die Bohrung nun zu positionieren, wechseln Sie in die Positionierungsskizze und bemaßen den Ansatzpunkt mit 30 mm zur Skizze Kontur_Rohblock und setzen ihn kongruent zur zx-ebene (ggf. Vorpositionieren mit den grünen Pfeilen). Wiederholen Sie das für die zweite Bohrung (oder spiegeln Sie die Bohrung an der yz-ebene). Benennen Sie die Bohrungen mit Bohrung.Anlageflaeche_+x bzw. Bohrung. Anlageflaeche _-x, je nachdem, auf welcher Seite der yz-ebene sie sich befinden. 11

12 2.8 Erzeugen der Ausfraesung an der Unterseite des U Als Skizzierebene wählen Sie die yz- Ebene. Legen Sie einen 3D-Schnitt durch die beiden Flächen und setzen Sie die Schnittlinien (gelb) in den Konstruktionselemente- Status (vgl. 2.3). Rufen Sie jetzt die Funktion DREIPUNKT- KREIS auf. Selektieren Sie als Startpunkt den äußeren Punkt der ersten gelben Schnittlinie. Selektieren Sie als zweiten Punkt den äußeren Punkt der zweiten Schnittlinie. Achten Sie darauf, dass die Kongruenzbedingungen zu diesen Punkten gesetzt werden! Springen Sie dann mit der TAB-Taste in das Feld R: der Skizziertools, geben dort den Wert 20 ein und beenden den Kreisbogen in der richtigen Lage durch einen linken Mausklick. 12

13 Verlassen Sie den Sketcher, benennen Sie die Skizze mit Kontur_Ausfraesung_Unterseite und erzeugen Sie eine Tasche mit dieser Skizze. Schalten Sie mit dem Schalter Mehr die Optionen für die zweite Begrenzung der Tasche hinzu und vergeben Sie für beide Begrenzungen bei Typ: Bis zum letzten. Bestätigen Sie mit OK. Benennen Sie die Tasche mit Ausfraesung_Unterseite. Setzen Sie die Skizze Kontur_Rohblock jetzt wieder in den unsichtbaren Bereich. 13