Solid Edge ST9 für Fortgeschrittene kurz und bündig

Solid Edge ST9 für Fortgeschrittene kurz und bündig

Michael Schabacker Sándor Vajna Herausgeber Solid Edge ST9 für Fortgeschrittene kurz und bündig

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 978-3-658-18509-1 DOI 10.1007/978-3-658-18510-7 ISBN 978-3-658-18510-7 (ebook) Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar. Springer Vieweg Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH 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. Der Verlag bleibt im Hinblick auf geografische Zuordnungen und Gebietsbezeichnungen in veröffentlichten Karten und Institutionsadressen neutral. 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-Str. 46, 65189 Wiesbaden, Germany

V Vorwort Am Lehrstuhl für Maschinenbauinformatik der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg werden Studierende seit über zwanzig Jahren an führenden 3D-CAx- Systemen ausgebildet. Nachdem bereits in der sechsten Auflage des Solid Edge ST7-kurz und bündig-buches für Einsteiger die Inhalte zur Blechteil- und Freiformmodellierung herausgenommen wurden, kam schnell die Idee eines Buches für Fortgeschrittene auf. Da sich dieses Lehr- und Arbeitsbuch an Studierende und Ingenieure wendet, die bereits Erfahrungen mit der Modellierung in Solid Edge haben, wird daher als Einstieg eine Klausuraufgabe zur Wiederholung der Grundfertigkeiten aus dem Einsteigerbuch gewählt (Kapitel 1). Anschließend erfolgt die Blechteilmodellierung (Kapitel 2), in der zusätzlich ein selbstständiger Übungsteil eingearbeitet wurde, so dass diese Blechteile und weitere Bauteile sich zu einer Siloanlage in der Schweißbaugruppe zusammenbauen lassen und mit Schweißfeatures versehen werden (Kapitel 3). Danach erfolgt die Freiformmodellierung (Kapitel 4), die mit weiteren Übungen im Gegensatz zum damaligen Einsteigerbuch ST5 ergänzt wurde, in der Baugruppenumgebung die Rohrerstellung mit XpresRoute an der Siloanlage (Kapitel 5) und Kabelbaumerstellung mit Harness Design an einem Cinch- Kabel (Kapitel 6). Ein weiterer inhaltlicher Übungsblock betrifft die Parametrisierung von Einzelteilen (Kapitel 7), die die Basis zur Erstellung von Teilefamilien (Kapitel 8), Baugruppenfamilien (Kapitel 9) und User Defined Features (Kapitel 10) bildet. Für die konstruktionsbegleitende Simulation werden Anregungen zur Benutzung der FEM an der Siloanlage, einem einfachen Stab, Doppel-T-Träger und dünnwandigen Bauteilen gegeben (Kapitel 11). Die Anwendung des Moduls Explosion Rendern Animation mit der zuvor erstellten Siloanlage in der Baugruppenumgebung rundet das Fortgeschrittenen-Buch ab (Kapitel 12). Besonderer Dank der Autoren gilt Herrn Rick Boessenkool für die kreative Unterstützung und Aufbereitung des Manuskripts aus Übungsunterlagen sowie Herrn Thomas Zipsner, Frau Imke Zander und allen beteiligten Mitarbeitern des Verlags Springer Vieweg, Lektorat Maschinenbau für die konstruktive und freundliche Zusammenarbeit. Natürlich sind die Autoren dankbar für jede Anregung aus dem Kreis der Leser bezüglich Inhalt, Darstellung und Reihenfolge der Modellierung mit Solid Edge. Magdeburg, im Mai 2017 Dr.-Ing. Dipl.-Math. Michael Schabacker Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Sándor Vajna

VII Inhaltsverzeichnis 1 Einführung... 1 1.1 Grundlegende Begriffe... 1 1.2 Starten von Solid Edge für 3D-Modellierung... 2 1.3 Anwendungen in Solid Edge ST9... 2 1.4 Solid Edge-Benutzungsoberfläche... 4 1.5 Klausur: Modellieren der Spannrolle... 6 1.5.1 Modellieren der Grundplatte (17 Punkte)... 7 1.5.2 Modellieren des Lagerbocks (17 Punkte)... 7 1.5.3 Modellieren der Riemenscheibe (13 Punkte)... 7 1.5.4 Modellieren der Schraube (6 Punkte)... 8 1.5.5 Modellieren der Welle (3 Punkte)... 8 1.5.6 Zusammenbau (24 Punkte)... 8 1.5.7 Zeichnungserstellung Zusammenbau (19 Punkte)... 8 1.5.8 Technische Zeichnungen... 9 2 Blechteilmodellierung (Sheet Metal)... 16 2.1 Modellieren des Bolzens... 16 2.1.1 Modellieren des Bolzenkopfes... 17 2.1.2 Modellieren des Bolzenschafts... 17 2.1.3 Erstellen der Zeichnung... 17 2.2 Modellieren des Oberteils... 17 2.2.1 Einstellen der Teileigenschaften... 18 2.2.2 Modellieren der Lasche... 20 2.2.3 Modellieren einer Seite... 21 2.2.4 Einfügen der Bohrungen... 23 2.2.5 Spiegeln des Konturlappens... 23 2.2.6 Erstellen der Zeichnung... 24 2.3 Modellieren des Unterteils... 24 2.3.1 Einstellen der Teileigenschaften... 25 2.3.2 Modellieren der Lasche... 25 2.3.3 Modellieren einer Seite... 25 2.3.4 Fertigstellen des Teiles... 27 2.3.5 Erstellen der Zeichnung... 27 2.4 Zusammenbau der einzelnen Komponenten... 27 2.4.1 Einfügen des Unterteils... 27 2.4.2 Einfügen des Oberteils... 27 2.4.3 Einfügen des Bolzens... 28 2.4.4 Erstellen der Zusammenbauzeichnung... 28

VIII Inhaltsverzeichnis 2.5 Abwickeln des Unter- und Oberteils... 28 2.6 Basisbleche der Siloanlage... 29 2.7 Kontrollfragen... 33 3 Modellierung einer Schweißbaugruppe (Weldment)... 34 3.1 Einzelteile der Siloanlage... 34 3.2 Grundlagen einer Schweißnaht in Solid Edge... 35 3.3 Erstellen einer Schweißkonstruktion... 38 3.4 Erzeugen einer Fugennaht... 39 3.5 Erzeugen einer Kehlnaht... 40 3.6 Erzeugen einer unterbrochenen Schweißnaht... 41 3.7 Erzeugen einer umlaufenden Fugennaht... 41 3.8 Kontrollfragen... 44 4 Freiformmodellierung mit Splines... 45 4.1 Erzeugen eines Sattels mit Splines... 45 4.1.1 Generieren und Spiegeln der Tabellenkurven... 47 4.1.2 Generieren der Verbindungskurven (Eigenpunktkurven)... 48 4.1.3 Erzeugen der geführten Fläche... 50 4.1.4 Prüfen der Symmetrie... 51 4.1.5 Trimmen einer Fläche... 51 4.1.6 Spiegeln und Vernähen der Fläche... 52 4.1.7 Verstärken der Fläche... 53 4.1.8 Einfügen der Bohrungen und Verrunden der Kanten... 54 4.2 Modellieren eines Pokals... 54 4.2.1 Erzeugen von parallelen Ebenen und Skizzen... 55 4.2.2 Erzeugen einer geführten Ausprägung mit einer Leitkurve 56 4.2.3 Erzeugen einer geführten Ausprägung mit zwei Leitkurven 57 4.2.4 Erzeugen einer geführten Ausprägung ohne Leitkurven (Übergangsausprägung)... 59 4.3 Erzeugen einer Feder (Schraubenfläche)... 59 4.4 Zusammenbau einer Federbaugruppe... 61 4.4.1 Erstellen des Blechteils... 62 4.4.2 Einfügen des Blechteils... 63 4.4.3 Einfügen der Feder... 63 4.4.4 Einfügen des zweiten Blechteils... 65 4.5 Kontrollfragen... 65 5 Rohrerstellung (XpresRoute)... 66 5.1 Erstellen von Rohren mittels automatischer Rohrpfaderstellung... 66 5.2 Erstellen von Rohren mittels manueller Rohrpfaderstellung... 68 5.3 Erstellen der restlichen Rohre... 69 5.4 Kontrollfragen... 70

Inhaltsverzeichnis IX 6 Kabelbaumerstellung (Harness Design)... 71 6.1 Konstruktion der Cinch-Anschlüsse... 71 6.2 Erstellen eines Drahtes... 72 6.3 Erstellen eines Kabels... 74 6.4 Erstellen eines Bündels... 75 6.5 Kontrollfragen... 76 7 Parametrisierung von Einzelteilen... 77 7.1 Grundlegende Parametrisierung einer Hülse... 78 7.2 Parametrisierung einer Hülse mit Unterdrückungsvariable... 79 7.3 Verknüpfung von Parameter in einer Baugruppe... 80 7.4 Kontrollfragen... 82 8 Erstellung von Teilefamilien (Part Families)... 83 8.1 Parametrisieren des Silos... 83 8.2 Erzeugen und Ablegen von einzelnen Varianten... 84 8.3 Erstellen einer Zeichnung für eine Teilefamilie... 85 8.4 Kontrollfragen... 86 9 Erstellung von Baugruppenfamilien... 87 9.1 Erzeugen und Ablegen von einzelnen Varianten... 87 9.2 Kontrollfragen... 89 10 User Defined Features (UDF)... 90 10.1 Erstellen eines User Defined Features... 90 10.2 Verwenden des User Defined Features... 92 10.3 Kontrollfragen... 93 11 Konstruktionsbegleitende Simulation (FEM)... 94 11.1 Grundlagen... 94 11.2 Preprocessing in Solid Edge... 96 11.3 Postprocessing in Solid Edge... 98 11.4 Optimierung in Solid Edge... 100 11.5 FEM an einem Doppel-T-Träger... 102 11.5.1 Teilen von Flächen... 103 11.5.2 FEM-Analyse eines Doppel-T-Trägers... 105 11.6 FEM mit Schalenelemente... 107 11.7 Kontrollfragen... 110

X Inhaltsverzeichnis 12 Explosion Rendern Animation (ERA)... 111 12.1 Erstellen einer Explosionsansicht... 111 12.2 Rendern von Bilder mit KeyShot... 112 12.2.1 Benutzungsoberfläche von KeyShot... 113 12.2.2 Erstellen einer Szene in KeyShot... 113 12.3 Erstellen einer Animation... 116 12.4 Kontrollfragen... 118 Literaturverzeichnis... 119 Musterlösungen... 120 Lösungen zu Kontrollfragen in Kapitel 2... 120 Lösungen zu Kontrollfragen in Kapitel 3... 121 Lösungen zu Kontrollfragen in Kapitel 4... 122 Lösungen zu Kontrollfragen in Kapitel 5... 123 Lösungen zu Kontrollfragen in Kapitel 6... 123 Lösungen zu Kontrollfragen in Kapitel 7... 124 Lösungen zu Kontrollfragen in Kapitel 8... 124 Lösungen zu Kontrollfragen in Kapitel 9... 125 Lösungen zu Kontrollfragen in Kapitel 10... 126 Lösungen zu Kontrollfragen in Kapitel 11... 126 Lösungen zu Kontrollfragen in Kapitel 12... 127