WORK BOOK Gerhard Engelken SolidWorks 2010 Methodik der 3D-Konstruktion gigem Mit durchgän l Projektbeispie 2., aktualisierte Auflage
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Gerhard Engelken SolidWorks 2010 Methodik der 3D-Konstruktion
Inhalt Vorwort... 7 1 Einführung... 9 1.1 Das Unternehmen und die Software SolidWorks...9 1.2 Installationsvoraussetzungen...10 2 Grundlagen von SolidWorks... 11 2.1 Beginnen einer Arbeitssitzung...11 2.2 Öffnen einer neuen Datei...11 2.3 Öffnen einer bereits existierenden Datei...12 2.4 Speichern und Schließen einer Datei...12 2.5 Die Benutzeroberfläche...12 2.6 Die Online-Lehrbücher...16 2.7 Ausgewählte Symbolleisten...18 2.7.1 Symbolleiste Standard...18 2.7.2 Symbolleiste Ansicht...20 2.7.3 Symbolleiste Standardansichten...22 2.8 Anpassen der Symbolleisten...22 2.9 Tastenkombinationen...23 2.10 Belegung der Maustasten...25 2.11 Modellieren mit Features...25 2.12 Skizzenerstellung...28 2.13 SolidWorks-Hilfen...32 3 Konstruktionsbeispiel - Einzelteile... 33 3.1 Einführung in das Konstruktionsbeispiel...33 3.2 Zuganker...34 3.3 Zylinderrohr...39 3.4 Stangenmutter...41 3.5 Hülse...45 3.6 Zugankermutter...49 3.7 Anschlusskonsole...54 3.8 Kolbenstange...62 3.9 Drossel...66 3.10 Kolben...69 3.11 Boden...73 3.12 Deckel...86 4 Erstellen von Baugruppen...93 4.1 Vorgehensplan...93 4.2 Die Unterbaugruppe Hubelemente...96 4.3 Erstellen einer Explosionsdarstellung... 101 4.4 Die Baugruppen Zylinder und Zylinder kpl... 103 5 Erstellen von Zeichnungen... 105 5.1 Das Arbeiten mit Vorlagendateien... 105 5.2 Anschlusskonsole... 107 5.3 Deckel... 116 5.4 Zylinder... 121 6 Funktionen zum Evaluieren... 129 6.1 Messen... 129 6.2 Masseneigenschaften... 131 6.3 Querschnittseigenschaften... 135 6.4 Element prüfen... 136 6.5 Statistik... 136 6.6 Interferenzprüfung... 137 6.7 Gleichungen in einem Teildokument 138 6.8 Gleichungen in einem Baugruppendokument... 144 5
Inhalt 7 Konfigurationen...147 7.1 Variantenkonstruktion mit Konfigurationen... 147 7.2 Konfigurationen mit Tabellensteuerung... 151 8 Projekt Schweißkonsole...157 8.1 Werkzeuge der Symbolleiste Blech... 158 8.2 Modellieren eines Blechbiegeteils... 160 8.3 Erstellen der Zeichnung für das Konsolenblech... 165 8.4 Modellieren einer Schweißgruppe... 165 8.5 Konstruieren im Baugruppenzusammenhang... 172 8.6 Arbeiten mit der SolidWorks- Toolbox... 175 9 Schweißkonsole als Strukturbauteil..187 9.1 Das Erstellen einer 3D-Skizze... 188 9.2 Erstellen eines Strukturbauteils... 190 9.3 Komplettieren der Konstruktion... 192 10 Projekt Gusskonsole...195 10.1 Modellieren eines Gussrohteils... 195 10.2 Modellieren von Aussparungen am Gussrohteil... 204 10.3 Mechanische Bearbeitung am Gussrohteil... 207 10.4 Assembly Zylinder und Gusskonsole... 212 11 Bewegungsstudien...213 11.1 Einführung... 213 11.2 Die Werkzeuge des MotionManagers 214 11.3 Erstellen einer Bewegungssimulation218 11.4 Erstellen einer Basisbewegung... 222 12 Schnittstellen für den Datenaustausch... 225 12.1 Neutrale Datenformate für den Datenaustausch... 226 12.2 Direktschnittstellen... 228 12.3 Schnittstellen zu 3D-Geometriekernen... 228 12.4 Sonstige Schnittstellen... 229 12.5 Importieren von Datenmodellen für Kaufteile... 230 12.6 Download eines Kolbendichtrings von Simrit... 231 12.7 Download eines Kolbendichtrings über 3D ContentCentral... 236 12.8 Einbau eines Kolbendichtrings in die Baugruppe Hubelemente... 240 13 edrawings... 243 13.1 Allgemeines... 243 13.2 Aufbereiten von edrawings-dateien aus SolidWorks... 244 14 FE Analyse mit SolidWorks SimulationXpress... 251 14.1 SolidWorks SimulationXpress und SolidWorks Simulation... 251 14.2 Durchführen einer FE-Analyse für die Anschlusskonsole... 253 15 SolidWorks und Visual Basic... 269 15.1 Einleitung... 269 15.2 Aufzeichnen eines Makros... 270 15.3 Vorarbeiten für das Makro Schriftfeld... 274 15.4 Erstellen des Makros Schriftfeld... 278 Index... 291 6
Vorwort Das Arbeiten mit dem CAD-System SolidWorks ist wegen seiner hohen Benutzerfreundlichkeit relativ leicht erlernbar. SolidWorks wird daher gerade in der Ausbildung von Schülern und Studierenden gerne eingesetzt. Das vorliegende CAD- Praktikum auf der Basis von SolidWorks 2010 richtet sich daher vorwiegend an Schüler und Studierende, die ergänzend zu dem hervorragenden Online-Tutorial an einem durchgängigen Konstruktionsbeispiel den Umgang mit SolidWorks trainieren möchten, um die Konstruktionsübungen an Berufsschulen oder Hochschulen und Universitäten erfolgreich zu bewältigen. Ausgehend von einfachen Drehteilen über prismatische Teile zu komplexeren Einzelteilen, werden die unterschiedlichen Modelliermöglichkeiten geübt. Die erstellten Teile werden dann schrittweise zu einem Pneumatikzylinder zusammengebaut. Im folgenden Übungsteil wird die Ableitung einer technischen Zeichnung aus 3D- Modellen mit verschiedenen Ansichten, Schnitten und Teilschnitten erklärt. In diesem Zusammenhang wird auch das Arbeiten mit Vorlagendateien erläutert. Anschließend werden aufbauend auf dem Leitbeispiel verschiedene Spezialthemen vorgestellt, wie zum Beispiel das Arbeiten mit Konfigurationen, das Erstellen einer Schweißgruppe, das Erstellen eines Gussteils mit der Unterscheidung von Rohteil und bearbeitetem Teil, die physikalische Simulation, Schnittstellen und Teileimport, edrawings. die Durchführung einer FE-Analyse, und schließlich die Nutzung von Visual Basic zur Funktionserweiterung. Damit können auch Einsteiger und Anwender aus der Industrie einen Nutzen aus dem Buch ziehen. Es wird empfohlen, die Übungen direkt am Rechner durchzuführen. Bei intensivem Durcharbeiten der Übungen ist eine Bearbeitungszeit von ca. 40 Stunden einzuplanen. Folgende ehemalige Studierende des Studienbereichs Maschinenbau der Hochschule RheinMain am Studienort Rüsselsheim haben durch ihre Arbeiten zu diesem Buch beigetragen: Adrian Becker, Stefan Berlitz, Georg Gomolka, Wolfgang Schulz, Wolf Stahr. Hierfür an dieser Stelle herzlichen Dank. Ebenso danke ich Sieglinde Schärl und Stefanie König vom Hanser-Verlag, die das Entstehen dieses Buches gefördert und unterstützt haben. Mit diesem Praktikum sind natürlich noch nicht alle Modelliermöglichkeiten von SolidWorks angesprochen. Jedoch zeigt meine Erfahrung, dass die Benutzer nach Durcharbeitung dieser Unterlagen die Systemphilosophie dieses modernen 3D-CAD- Systems verstanden haben und fundierte Kenntnisse besitzen, um das System produktiv einzusetzen. 7
Vorwort Rückmeldungen, Kritik und Anregungen können Sie mir gerne per email zusenden (Gerhard.Engelken@hs-rm.de). Die Dateien zu den im Buch dargestellten Beispielen sowie zusätzliche Materialien (Zeichnungsrahmen, Blöcke) finden Sie auf der Downloadseite des Hanser-Verlags www.downloads.hanser.de. Ich hoffe, dass die vorliegende Praktikumsunterlage vielen Schülern und Studierenden, aber auch Fachkräften aus der Praxis den Einstieg in die dreidimensionale CAD-Modellierung erleichtern wird, und wünsche viel Spaß und Erfolg beim Durcharbeiten der Unterlagen. Rüsselsheim, April 2010 Gerhard Engelken 8