Praxisbeispiele mit Solid Edge - Europa

Praxisbeispiele mit Solid Edge - Europa

EUROPA-FACHBUCHREIHE
für Metallberufe
Christian Urnau
Praxisbeispiele mit Solid Edge
1. Auflage
VERLAG EUROPA-LEHRMITTEL . Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG
Düsselberger Straße 23 . 42781 Haan-Gruiten
Europa-Nr.: 19002
Autor:
StR Dipl.-Ing. Christian Urnau, 66793 Saarwellingen
Der Autor unterrichtet am Berufsbildungszentrum in Dillingen/Saar im Berufsfeld Metall. Er ist Referent in der Lehrerfortbildung für CAD-Technik und Landesfachberater für Schule-Wirtschaft.
Verlagslektorat:
Dr. Astrid Grote-Wolff
Bildentwürfe:
StR Dipl.-Ing. Christian Urnau
Umschlaggestaltung:
Grafische Produktionen Jürgen Neumann, 97222 Rimpar
Unter der exklusiven Vertriebsadresse www.cad4academics.de können Schüler und Studenten, Schulen, Berufs- und
Hochschulen, Lehrwerkstätten und Berufsförderungswerke Einzel-, Schul- und Campuslizenzen online bestellen. Daneben können auch Unternehmen und Anwender über CAD4academics Mitarbeiterlizenzen für Trainingszwecke erwerben.
Die Adresse http://www.plmvim.de/ bietet Zugang zur Kommunikationsplattform für Anwender von UGS-Produkten
wie Solid Edge, NX-Unigraphics oder I-deas NX.
Zur Produktseite des Herstellers UGS gelangt man über http://www.ugsplm.de/produkte/solid_edge/.
Eine kostenfrei CAD-Bibliothek für Norm- und Zukaufteile ist z. B. über http://www.web2cad.de/ erreichbar.
Das vorliegende Buch wurde auf der Grundlage der neuen amtlichen Rechtschreibregeln erstellt.
1. Auflage 2007
Druck 5 4 3 2 1
Alle Drucke derselben Auflage sind parallel einsetzbar, da sie bis auf die Korrektur von Druckfehlern untereinander
unverändert bleiben.
ISBN 978-3-8085-1900-4
Alle Rechte vorbehalten. Das Werk ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der gesetzlich geregelten Fälle muss vom Verlag schriftlich genehmigt werden.
© 2007 by Verlag Europa-Lehrmittel, Nourney, Vollmer GmbH & Co KG., 42781 Haan-Gruiten
http://www.europa-lehrmittel.de
Satz: Christian Urnau, 66793 Saarwellingen
Druck: Media Print Informationstechnologie, 33100 Paderborn
Vorwort
Das vorliegende Lehrbuch „Praxisbeispiele mit Solid Edge” stellt anhand von Aufgaben aus dem Berufsfeld Metall die 3D-2D-CAD-Software Solid Edge exemplarisch vor. Das Buch kann an allgemeinbildenden Schulen im Fach
Technisches Zeichnen verwendet werden. An berufsbildenden Schulen eignet es sich für das Berufsvorbereitungsjahr, das Berufsgrundbildungsjahr, die Berufsfachschule und die Berufsschule, besonders für die Berufe Metallbauer,
Konstruktionsmechaniker, Industrie-, Werkzeug- und Zerspanungsmechaniker. In der Fachoberschule, in der Ausbildung zum Technischen Zeichner, Meister oder Techniker oder im beruflichen Gymnasium sind die „Praxisbeispiele
mit Solid Edge” für den CAD-Unterricht besonders zu empfehlen. Das Buch ist zudem zum Selbststudium geeignet,
es eignet sich für Mitarbeiterschulungen in Unternehmen und Studenten des Maschinenbaus bietet es eine leicht
verständliche, praxisorientierte Einführung in Solid Edge.
Solid Edge baut auf dem Betriebssystem Windows auf und bietet schnell erlernbare 3D-Technik. Das Erstellen von
Teilen oder Baugruppen im CAD-System orientiert sich dabei am realen Herstellungsprozess und schult insbesondere das räumliche Vorstellungsvermögen, eine Schlüsselqualifikation in technischen Berufen. Dadurch wird die Fähigkeit zum Lesen technischer Zeichnungen unterstützt und trainiert.
Der Leser erlernt nach einer kurzen Einführung in das Programm jeden Schritt am praktischen Beispiel. Dadurch ist
das Buch im lernfeldorientierten Unterricht gut einsetzbar, der Schüler kann im Selbststudium die Besonderheiten
der Software erschließen und diese Kenntnisse dann auf die zu bearbeitende Lernsituation übertragen.
In Kapitel 1 wird zunächst die Installation und die Grundstruktur von Solid Edge beschrieben. Kapitel 2 zeigt die
Herstellung des Einzelteils Stirnplatte, das im Kapitel 3 geändert wird. Im Kapitel 4 werden Normteile und die Stirnplatte zu einer Baugruppe Trägeranschluss zusammengefügt, die dann im Kapitel 5 geändert wird. Kapitel 6 zeigt
die Herstellung und Änderung einer Rohrecke aus Blechteilen mit ihrer Abwicklung. Im Kapitel 7 wird eine Welle als
Rotationsteil erzeugt, mit Hilfe von Femap-Express wird eine Spannungsanalyse an ihr durchgeführt. Kapitel 8 zeigt
schließlich weitere Konstruktionsbeispiele aus Schule und Betrieb, die mit Solid Edge erstellt wurden.
Mit einer akademischen Lizenz von Solid Edge, die auch für berufliche Schulen erhältlich ist (www.plmvim.de), dürfen
Lehrer und Schüler der betreffenden Bildungseinrichtung die Software auch auf dem privaten Rechner installieren.
Die Schulversion hat die volle Funktionalität einer Industrieversion, jedoch können Dateien aus einer Schulversion
nicht mit einer Industrieversion von Solid Edge gelesen werden. Außerdem wird beim Ausdruck einer Zeichnung ein
Wasserzeichen als Hinweis auf die akademische Version mitgedruckt.
Das Buch führt versionsübergreifend in die Arbeit mit Solid Edge ein. Es ist für die Versionen 12 bis 19 und weitere
bestens geeignet. Die Versionen haben eine fast identische Benutzeroberfläche, sie unterscheiden sich in dem umfangreichen Angebot von Anwendungen: Ab Version 14 ist erstmals Flächenmodelierung möglich, Version 15 bringt
die Normteilbibliothek Standart Parts mit einigen Beispielen. In Version 17 stehen umfangreiche Normteile und ab
Version 18 das FEM-Programm Femap-Express zur Verfügung. Für die aktuelle Version 19 wird es ein CAM-Modul
geben. Hinweise auf Unterschiede zwischen den Versionen werden, falls notwendig, in der Beschreibung direkt an
der betreffenden Stelle gegeben.
Ein besonderer Dank gilt den beteiligten Kollegen und den Unternehmen Arne Peters, Noskowiak und ISAP, der Ford
Aus- und Weiterbildung, der Dillinger Hütte, UGS und AH CadFans, nicht zuletzt aber auch den Schülerinnen und
Schülern sowie der Familie des Autors.
Hinweise und Vorschläge der Leser, die zur Verbesserung und Weiterentwicklung des Buches beitragen, nehmen Autor und Verlag dankbar entgegen (info@europa-lehrmittel.de).
Frühjahr 2007
Autor und Verlag
4
Inhalt
Inhalt
1 Einführung........................................................................................................................................ 6
1.1
Programmaufbau ...................................................................................................................................................6
1.2
Hilfen zu Solid Edge ...............................................................................................................................................7
1.3
Systemvoraussetzungen .......................................................................................................................................7
1.4
Installation...............................................................................................................................................................8
2 Stirnplatte für Trägeranschluss herstellen................................................................................. 12
2.1
Rezept zur Vorgehensweise ................................................................................................................................13
2.2
Einzelteil Stirnplatte im Modul Part erstellen....................................................................................................14
2.2.1
In 4 Schritten zum 3D-Teil ..............................................................................................................................14
2.2.2
Ansichten im 3D-Raum steuern.....................................................................................................................19
2.2.3
Erzeugen der Bohrungen in der Stirnplatte (4-Schritte)..............................................................................21
2.3
Zeichnungsableitungen im Modul Draft............................................................................................................26
2.3.1
Neue Datei öffnen............................................................................................................................................26
2.3.2
Zeichnungsansichten ableiten .......................................................................................................................28
2.3.3
Schnittdarstellung erzeugen ..........................................................................................................................31
2.4
Bemaßung, Beschriftung, Masseermittlung und Ausdruck ............................................................................32
2.4.1
Zeichenblatt anpassen ....................................................................................................................................32
2.4.2
Mittellinien und Mittelmarkierungen ............................................................................................................33
2.4.3
Bemaßungen abrufen, ändern und erstellen ...............................................................................................34
2.4.4
Beschriftung der Zeichnung...........................................................................................................................36
2.4.5
Masseermittlung der Stirnplatte....................................................................................................................37
2.4.6
Zeichnungsausdruck .......................................................................................................................................38
2.5
Individuelle Vorlagendatei (Zeichenblatt) erstellen..........................................................................................39
3 Stirnplatte ändern (3D-2D-Assoziativität) .................................................................................. 40
3.1
Änderung der Stirnplattendicke..........................................................................................................................41
3.2
Auswirkungen der Änderung in den Zeichnungsableitungen ........................................................................42
3.3
Änderung der Bohrungsdurchmesser ...............................................................................................................43
4 Trägeranschluss aus Platte und Normteilen herstellen ........................................................... 44
4.1
Normteile generieren und speichern .................................................................................................................46
4.1.1
Erzeugen der Stütze IPB 200 x 500 mit Standard Parts (Normteilbibliothek) ...........................................47
4.1.2
Erzeugen des Trägers IPE 200 x 300 mit Standard Parts ............................................................................48
4.1.3
Erzeugen von Schraube M20 x 80, Scheibe 21 und Mutter M8 .................................................................49
Inhalt
4.2
5
Zusammenbau des Trägeranschlusses .............................................................................................................50
4.2.1
IPE-Träger an Stirnplatte ansetzen und verschweißen ...............................................................................51
4.2.2
Baugruppe Träger-Stirnplatte an Stütze ansetzen.......................................................................................58
4.2.3
Montage einer Schraube, Scheibe und Mutter (Befestigungseinheit) ......................................................63
4.2.4
Bemustern der Befestigungseinheit für alle 6 Bohrungen .........................................................................66
4.3
Zeichnungsableitungen, Visualisierung und Infos ...........................................................................................67
4.3.1
Explosionsdarstellung und Flugbahn erzeugen ..........................................................................................68
4.3.2
Gesamtzeichnung mit Stückliste ableiten ....................................................................................................69
4.3.3
Schnittansichten, Explosionsdarstellung und Einzelheit erstellen ............................................................73
5 Trägeranschluss ändern ............................................................................................................... 79
5.1
Ersetzen der Schrauben und Kollisionsanalyse................................................................................................79
5.1.1
Ermittlung der neuen Schraubenlänge.........................................................................................................79
5.1.2
Weitere Schrauben aus Normteilbibliothek Standard Parts erzeugen......................................................79
5.1.3
Einbau neuer Schrauben mit Kollisionsanalyse ..........................................................................................81
5.2
Träger mit Platte tiefer montieren ......................................................................................................................82
5.3
Stirnplattendicke in der Baugruppe variieren ...................................................................................................85
5.4
Zeichnungsansichten aktualisieren ....................................................................................................................86
6 Herstellen einer Rohrecke aus Blechteilen................................................................................. 89
6.1
Biegeteil mit Abwicklung modellieren ...............................................................................................................90
6.2
Zeichnungsansichten mit wahrer Größe und Abwicklung..............................................................................94
6.2.1
Ansichten mit wahrer Größe erstellen..........................................................................................................95
6.2.2
Erzeugen der Mantelabwicklung als Zeichnung ..........................................................................................96
6.3
Zusammenbau der Blechteile zur Rohrecke......................................................................................................97
6.3.1
Zusammenbau mittels Spiegelung ...............................................................................................................97
6.3.2
Zusammenbau mit den Beziehungen An-/Aufsetzen und Verbinden .......................................................98
6.4
Änderung der Rohrecke und ihre Assoziativitäten .........................................................................................100
6.4.1
Rohrecke mit 90°-Winkel ausführen ............................................................................................................100
6.4.2
Rohrwandstärke ändern und Lochblech verwenden ................................................................................102
7 Herstellung und Belastungssimulation einer Welle................................................................ 106
7.1
Wellenkonstruktion mit Absätzen und Rundungen........................................................................................106
7.2
FEM-Spannungsanalyse bei unterschiedlicher Wellenform .........................................................................109
8 Weitere Konstruktionsbeispiele mit Solid Edge...................................................................... 113
Sachwortverzeichnis........................................................................................................................ 119
6
1 Einführung
1 Einführung
1.1
Programmaufbau
Solid Edge ist ein 3D-2D-CAD (Computer-Aided Design)-System für den Einsatz im Maschinenbau. Nach der Modellierung von Teilen und Baugruppen (3D) lassen sich davon automatisch Zeichnungen (2D) ableiten. Dabei ist das
Grundprinzip der Software, dass man 3D-Teile oder Baugruppen erstellt oder bearbeitet, von denen dann Zeichnungen abgeleitet werden. Demnach ist das System einseitig von 3D nach 2D assoziativ. Da die Software speziell
für Windows geschrieben wurde, ist es möglich sie in Büroanwendungen zu integrieren. Der Datenaustausch über
die Windows-Zwischenablage oder die Verknüpfung mit einer Tabellenkalkulation ist z. B. möglich. Solid Edge ist
intuitiv bedienbar und deshalb schnell zu erlernen. Man kann ganz einfache Teile oder große Baugruppen mit vielen
Tausend Einzelteilen im System erzeugen und handhaben.
Die Software Solid Edge besteht aus den vier Modulen (Programmteilen) Part, Sheet Metal, Assembly und Draft, die
durch unterschiedliche Dokumenttypen mit verschiedenen Dateiendungen gekennzeichnet sind. In den Programmteilen ist eine Vielzahl von Anwendungen integriert. Einzelteile aus Part oder Sheet Metal können im Modul Assembly zu einer Baugruppe gefügt werden. Von Einzelteilen und Baugruppen können Zeichnungen im Draft abgeleitet werden (s. Bild unten). Änderungen in Part, Sheet Metal und Assembly werden in den Zeichnungsableitungen
in Draft automatisch übernommen, d. h. die Zeichnungen sind assoziativ zu den 3D-Teilen.
Solid Edge
mit Schnittstellen zu Catia, AutoCad usw.
Volumenkörper (Part)
Blechteil (Sheet Metal)
Dateiendung: .par
Dateiendung: .psm
Flächen (V14...) und FEM (V18...)
Flächen, FEM und Abwicklungen
Baugruppe (Assembly)
Dateiendung: .asm
Normteile (Standard Parts V17...) und Explosionsdarstellung
Flugbahn (Virtual Studio) und Bewegungssimulation (Motion)
Schweißen (Weldement) und Rohrleitungen (XpressRoute)
Kabelbaumkonstruktion (V18...) und Bewegungssimulation in der Baugruppe (V19...)
Zeichnung (Draft)
Dateiendung: .dft
Einzelteile oder Baugruppen, generiert oder selbst gezeichnet
1 Einführung
1.2
7
Hilfen zu Solid Edge
Die zur Verfügung stehende Hilfen zur schnellen Einarbeitung oder auch zum besseren Kennenlernen der Software
sind sehr vielfältig. Hier eine Auflistung zum Überblick:
¾
Auf der CD-DVD die Dateien sesetup.pdf (Installation, Konfiguration und Lizenzierung) und GettingStarted.pdf (Handbuch zur Einführung in Solid Edge mit Anleitung zur Erstellung eines Teils, Baugruppe und
Zeichnung) sind direkt ohne Installation der Software verfügbar.
¾
Die Datei readme.txt im Programmverzeichnis von Solid Edge gibt nach dessen Installation ausführliche
Informationen zu Installation, Konfiguration und Systemvoraussetzungen.
¾
Der Lernmodus für neue Benutzer ist am Startbildschirm aktivierbar. Darin werden zusätzliche Informationen zum aktuellen Arbeitsablauf in Solid Edge angezeigt. Die Befehlsnamen auf den Schaltflächen der
Symbolleiste werden dargestellt werden. Der Befehlsassistent, der Befehle verdeutlicht und den
SmartStep-Arbeitsablauf erklärt, ist aktiviert. Die Befehlssuche ist hilfreich beim Umstieg von anderen Systemen. Außerdem sind beim Öffnen von Baugruppen alle Vorkommnisse (Einzelteile) aktiv geschaltet. Bei
kleinen Baugruppen vereinfacht dies die Arbeit mit der gesamten Baugruppe.
¾
Lernprogramme sind am Startbildschirm oder über den Menüpunkt Fragezeichen jederzeit aufrufbar. Das
Part-Lernprogramm Einführung zum Modellieren von Teilen ist für neue Benutzer sehr empfehlenswert.
Bei allen Lernprogrammen arbeitet man direkt in der Solid Edge-Software und wird parallel mit Erklärungen darin geführt.
¾
Menüpunkt Fragezeichen bietet Zugang zu den Hilfethemen, der Kontexthilfe, zu Infos zu neuen Funktionen
der betreffenden Version oder zur Hilfe für AutoCad-Benutzer.
1.3
Systemvoraussetzungen
Solid Edge ist eine für das Betriebssystem Windows entwickelte Software. Bis zur Version 12 lief Solid Edge unter
dem Betriebssystem Windows 98. Bis zur Version 18 wird Windows 2000 unterstützt, ab der Version 19 wird Windows XP vorausgesetzt. Außerdem muss der Internet Explorer 6.0 (oder besser) von Microsoft auf dem Rechner
installiert sein. Die Hardwarevoraussetzung ist von der Größe der zu bearbeitenden Baugruppen abhängig. Die
Erzeugung von Einzelteilen und kleinen Baugruppen ist mit heutigen Windows-Standardrechnern möglich. Für die
Version 19 macht der Hersteller UGS folgende Angaben, die in der Datei sesetup.pdf auf der Solid Edge CD/DVD,
bzw. in der Datei readme.txt im Programmverzeichnis von Solid Edge nach erfolgter Installation auf der Festplatte,
zu finden sind:
Mindestkonfiguration
• Intel Pentium, Intel Xeon, AMD Athlon oder AMD Opteron
• Windows XP, bzw. Windows Vista
• 512 MB Arbeitsspeicher (RAM)
• 1,3 GB Speicherplatz für die Installation (V19PLUS: 4,5 GB)
• Mindestauflösung: 1.024x768, 65.000 Farben
• CD/DVD-Laufwerk (lokal oder im Netz) für die Installation
Empfohlene Konfiguration
• Intel Xeon oder AMD Opteron Prozessor
• 1 GB RAM oder mehr
• Farbtiefe True Color (32-Bit) oder 16 Millionen Farben (24-Bit)
• Bildschirmauflösung 1280x1024
Empfohlene Grafikkarten
Solid Edge kann mit allen Grafiktreibern ausgeführt werden, die Windows XP unterstützen. Für eine optimale Leistung wird empfohlen, eine leistungsfähige Grafikkarte zu verwenden, die für CAD-Anwendungen vorgesehen ist.
Eine
Liste
der
zur
Verwendung
mit
Solid
Edge
empfohlenen
Grafikkarten
kann
unter:
http://www.solidedge.com/graphics/default.htm aufgerufen werden.
8
1.4
1 Einführung
Installation
Zur Installation von Solid Edge ist die Programm-CD/DVD ins Laufwerk des Rechners einzulegen. Sollte noch eine
Vorgängerversion von Solid Edge auf dem Rechner installiert sein, erscheint eine Meldung auf dem Bildschirm,
dass diese zuerst entfernt werden muss. Die Deinstallation einer älteren Version erfolgt über die Softwareumgebung in der Systemsteuerung von Windows.
Im Regelfall kann nur eine Version von Solid Edge auf dem PC installiert sein.
Nach dem Start des Setup-Programms erscheint folgendes Bild:
Zur Installation den Button „Solid Edge“ klicken. Einige Zeit danach (Windows-Installer wird automatisch gestartet
und ausgeführt) erscheint folgende Eingabemaske:
Nach dem Eingeben der Daten und Angabe des Pfades für die Lizenzdatei (alternativ bei Akademic-Classic-Version
der 12-stellige Lizenzcode) den Button „Installieren“ betätigen. Der Installationsassistent kopiert dann automatisch
alle erforderlichen Dateien von der CD/DVD auf die Festplatte und entfernt anschließend die Sicherungsdateien.
Danach erscheint ein Fenster, das zeigt, dass die Installation erfolgreich war. In diesem Fenster ist noch der Button
„Fertigstellen“ anzuklicken, dann erscheint wieder der Startbildschirm des Setup-Programms (s. Bild oben).
An dieser Stelle könnte schon nach Entfernen der DVD Solid Edge gestartet und angewendet werden, jedoch ohne
ein Normteil direkt im System zur Verfügung zu haben. Deshalb wird hier empfohlen, zuerst die kostenlosen Normteile zu installieren. Sie sind zwar in ihrer Zahl stark begrenzt, bieten aber die Möglichkeit, die grundsätzliche Arbeitsweise damit kennen zu lernen. Man erspart sich durch das Einbauen fertiger Teile, die man sonst erst im System modellieren müsste, eine Menge Arbeit.
1 Einführung
9
Zum Installieren der Normteile den Button „Andere Solid Edge Produkte“ betätigen. Es folgen weitere Installationsschritte: Standard Parts Æ Standard Parts - Kostenloser Inhalt Æ Setup Administrator Datenbank wird gestartet (s.
folgendes Bild):
Nach einem Klick auf die Schaltfläche Weiter wird einige Zeit danach die erfolgreiche Installation des Standard Part
Administrator in einem neuen Fenster bestätigt. Dort ist der Button „Fertigstellen“ zu betätigen. Später in der Programmanwendung zeigt sich die kostenlose Normteilbibliothek dann mit folgender visueller Übersicht:
Bei der Solid Edge Plus Version können weiterhin die Normteilbibliotheken Maschinery und Piping Library in verschiedenen Normen wie DIN oder ANSI installiert werden. Der Installationsvorgang nimmt je nach Rechner einige
Zeit in Anspruch.
Um die Normteile in Solid Edge nutzen zu können, muss noch eine Datenbank erzeugt werden: Dies erfolgt über
Start Æ Programme Æ Solid Edge V18 Æ Standard Parts Æ Konfigurationsassistent (s. Bild auf nächster Seite)
folgen Æ später Teile hinzufügen (Standard Part Pfad beachten). Bei Netzwerkinstallationen ist Solid Edge auf jedem Arbeitsplatz zu installieren, die Normteile sind nur auf dem Server zu implementieren.
10
1 Einführung
Die Erstellung der Datenbank nimmt je nach Rechner relativ viel Zeit in Anspruch (z. B. 50 min).
Nach erfolgreicher Installation wird nun Solid Edge gestartet. Während der Programminitialisierung zeigt sich folgendes Bild:
1 Einführung
11
Ist der Startvorgang von Solid Edge abgeschlossen, erscheint ab der Version 17 folgender Startbildschirm:
Die Lizenzierung erfolgte bereits bei der Installation durch die Pfadangabe zur Lizenzdatei, sonst würde der Lizenzassistent hier beim erstmaligen Programmaufruf gestartet. Bei jedem Starten von Solid Edge wird ein neuer Tipp
eingeblendet. Der Startbildschirm ist immer verfügbar. Man kann offene Solid Edge-Dokumente jederzeit reduzieren, um auf Favoriten, Befehle, Lernprogramme, Tipps und die Option Lernmodus zuzugreifen. Der Lernmodus ist
nach der Installation aktiv und wird aus Gründen der Übersichtlichkeit bei den nachfolgenden Erklärungen durch
Klick auf die Schaltfläche deaktiviert (s. Bild oben). Lässt man den Lernmodus aktiviert, so werden Befehlsnamen
auf den Schaltflächen der Symbolleiste, ein Befehlsassistent und Befehlstipps eingeblendet, die nicht in den folgenden Abbildungen angezeigt werden.
Solid Edge enthält, gemäß seinen Programmteilen, vier separate
Dokumenttypen: Volumenkörper/Teile (.par), Blechteile (.psm),
Baugruppen (.asm) und Zeichnungen (.dft). Der Zugang zu den
Programmteilen (Modulen) von Solid Edge erfolgt über die vier
verschiedenen Dokumenttypen. Nach ihnen richtet sich die Softwareumgebung, in der man arbeitet. Im folgenden Kapitel wird
zuerst ein Volumenkörper (Einzelteil) erzeugt und deshalb wird
hier die Schaltfläche Volumenkörper im Feld Erstellen des Startbildschirmes (s. Bild oben) betätigt. Bei schon geöffnetem Dokument ist dies über den Menüpunkt Datei Æ Neu Æ normal.par
möglich. In beiden Fällen wird damit ein neues Dokument erstellt
und man befindet sich in der entsprechenden Arbeitsumgebung
zum Erstellen von Einzelteilen.
Zur Vereinfachung wird die Symbolleiste Flächenmodellierung
ausgeblendet und es wird gezeigt, wie die Hintergrundfarbe der
Anzeige auf weiß geschaltet werden kann.
¾
Part ist geöffnet Æ Klick rechte Maustaste auf Symbolleise Æ Kontextmenü Æ Flächenmodellierung klicken Æ
diese Symbolleiste (s. Bild rechts) wird ausgeblendet.
¾
Menü Æ Extras Æ Optionen (s. Bild rechts) Æ Farben Æ
Hintergrund Æ weiß auswählen (alternativ wird hier
auch Standard benutzt).
12
2 Stirnplatte für Trägeranschluss herstellen
2 Stirnplatte für Trägeranschluss herstellen
Im Berufsfeld Metall werden oft Einzelteile für den Einbau in Baugruppen angefertigt, wie z. B. die Stirnplatte für
einen Trägeranschluss (s. Bild). Grundlage für die Herstellung von Werkstücken sind Fertigungszeichnungen als 2DAnsichten mit Maßen und sonstigen Bearbeitungsangaben. Mit einem modernen 3D-CAD-System lässt sich diese
Herstellung vorab am PC dreidimensional bewerkstelligen. Da in einem 3D-System die Geometrie der Teile vollständig gespeichert ist, lassen sich vor der realen Herstellung in der Werkstatt Einbausituationen oder die Variationen von Teilen am Rechner simulieren. Erst dann erfolgt ihre Herstellung. Dadurch werden Fehler frühzeitig erkannt
und Kosten eingespart.
In diesem Kapitel wird anhand des folgenden Beispiels die Herstellung und Änderung eines einfachen Teils, der
Stirnplatte für einen Trägeranschluss, mit dem Programmmodul Part (3D) exemplarisch und ausführlich gezeigt.
Danach erfolgen die Zeichnungsableitungen (Vorderansicht, Draufsicht usw.) mit Hilfe des Zeichnungsansichtsassistenten und die Fertigstellung der Zeichnung bis zum Ausdruck im Modul Draft (2D). Außerdem wird die Masse
des Teils aus Stahl abgerufen und zu Beginn ein „Rezept“ (s. nächste Seite) für das grundsätzliche Vorgehen zur
Erzeugung von 3D-Teilen und deren Ansichten angegeben. Der Leser wird nach dem Durcharbeiten dieses Kapitels
in der Lage sein, einfache Teile dreidimensional zu erstellen und zu ändern, Ansichten davon abzuleiten und als
Fertigungszeichnung zu drucken.
Stirnplatte
110
180
O 22
t = 16
270
340
Die obigen Explosionsdarstellung des Trägeranschlusses und die Fertigungszeichnung der Stirnplatte wurden mit
Solid Edge erstellt, dann in die Textverarbeitung importiert und beschriftet. Die Stirnplatte ist als einziges Teil nicht
genormt und somit nicht aus einer Normteilbibliothek abrufbar. Man muss die Stirnplatte selbst am Rechner erzeugen, um sie dann später beim Zusammenbau der Einzelteile im Modul „Assembly“ von Solid Edge verwenden zu
können.
2 Stirnplatte für Trägeranschluss herstellen
13
Im folgenden Kapitel wird die Erzeugung der Stirnplatte, der Einfachheit wegen zunächst ohne die Bohrungen, in 4
Schritten gezeigt. Dann wird demonstriert, wie die Stirnplatte zur Darstellung bestimmter Ansichten beliebig im 3DRaum gedreht werden kann. Diese Ansichtssteuerungen sollten „spielerisch“ geübt werden. Zuletzt werden die 6
Bohrungen der Stirnplatte in 4 Schritten mit dem Formelement „Ausschnitt“ erzeugt.
2.1
Rezept zur Vorgehensweise
Das folgende „Rezept“ dient als Orientierungshilfe im Umgang mit der Software. Es empfiehlt sich besonders am
Anfang diese Übersicht als Hilfe zu benutzen, denn es werden die Kernpunkte zu Einzelteilerstellung, Zeichnungsableitung und Ausdruck in chronologischer Abfolge genannt. Nach einiger Übung sind diese Schritte verinnerlicht und
typische Anfängerfehler werden nicht mehr gemacht.
Rezept: 3D-Teil Æ Zeichnungsableitungen Æ Ausdruck
1.
Solid Edge (SE) Part starten (ab V17: SE-Start Æ Erstellen Æ Volumenkörper) oder Datei Æ
Neu Æ normal.par.
2.
Einzelteil erstellen (Befehle: Ausprägung
, Ausschnitt
...; Löschen im Auswahlmodus
durch Markieren und Entf-Taste).
3.
Im 3D-Raum anzeigen (Strg + i = Grundposition; Umschalt + rechte Maustaste = Drehen
im Raum; Strg + rechte Maustaste = Zoomen; Strg + Umschalt + rechte Maustaste = Verschieben).
4.
Erstelltes 3D-Teil speichern unter... (Dateiendung: .par).
5.
Datei Æ Neu Æ normal.dft (Zeichenblatt).
6.
Datei Æ Blatt einrichten Æ Hintergrund Æ A4 quer Æ OK Æ Einpassen
(Zeichenblatt
bildschirmfüllend).
starten (hier keine neue Datei öffnen!).
7.
Zeichnungsansichts-Assistent
8.
Modell wählen Æ Weiter Æ Benutzerdefiniert Æ Vorderansicht wählen Æ Schließen Æ
weiteres Layout: Seitenansicht, Draufsicht, Isometrie anklicken Æ Fertig stellen.
9.
Maßstab auswählen, erst dann Æ Klick aufs Zeichenblatt Æ Ansichtsberechnungen und
Anzeige.
10.
Datei speichern unter... (Name wie in Part, jedoch mit Endung .dft) und Drucken (Datei Æ
Drucken).
14
2.2
2 Stirnplatte für Trägeranschluss herstellen
Einzelteil Stirnplatte im Modul Part erstellen
Zum Erzeugen von 3D-Einzelteilen wird, wie in Kapitel 1 gezeigt, das Programmmodul Part von Solid Edge gestartet. Nun erfolgt „rezeptartig“ (in 4 Schritten) die Erklärung für die Herstellung der Stirnplatte.
2.2.1
In 4 Schritten zum 3D-Teil
Man wählt zunächst ein Formelement, hier Ausprägung
, dann eine Ebene zum Bezug (Referenzebene), zeichnet
das Profil (hier ein Rechteck) und bestimmt dann das Abmaß für die Ausdehnung im Raum.
1. Schritt: Formelement wählen
Direkt nach dem Start von Solid Edge Part ist das Formelement Ausprägung
in der Formelementleiste aktiv.
Ansonsten ist der Button Ausprägung zuerst mit der linken Maustaste einfach anzuklicken (ab Version 17 ist der
aktiv). Ab Version 19 wird zusätzlich ein 3D-Koordinatensystem im Zeichenbereich eingeblenAuswahl-Button
det. Die Symbolleiste „Flächenmodellierung“ ist zur Vereinfachung (wie in Kap. 1 gezeigt) deaktiviert worden. Die
Bildschirmanzeige ist wie folgt:
Erklärungen in der Statuszeile beachten!
Ausprägung
Formelementleiste
Referenzebenen
im 3D-Raum
Edge Bar
Symbole der Edge Bar (ab
V 17 oben angezeigt)
Formelemente zum Entfernen von Volumenteilen, wie z. B. der Befehl „Ausschnitt“, sind zur Zeit nicht aktiv, da
noch kein Volumen (Material) vorhanden ist.
Nicht sinnvolle Befehle werden vom Programm automatisch deaktiviert und abgeblendet.
2 Stirnplatte für Trägeranschluss herstellen
15
2. Schritt: Ebene wählen (Referenzebene)
Eine entsprechende Aufforderung erscheint in der Statusleiste. Nach dem Anklicken einer zunächst beliebigen Referenzebene dreht die Anzeige in die Projektion der Ebene = Profilebene (s. Bild unten). Die Leiste „Zeichnen“ wird
automatisch an der Stelle angezeigt, wo zuvor noch die Formelementleiste war. Der Befehl Linie
stellt.
ist voreinge-
Formatierungsleiste ist automatisch angepasst worden
Vor V17
„Fertig
stellen“
Befehl „Linie“ in der
Symbolleiste: Zeichnen
Projektion der Referenzebenen als Achsenkreuz
Symbolleiste: Formelemente
und Beziehungen (erst ab V17)
Je nach Befehlsauswahl in der senkrechten Leiste „Zeichnen“ (oben ist der Befehl „Linie“ ausgewählt), sind in der
Formatierungsleiste alle Variationsmöglichkeiten zu diesem Befehl angezeigt. Deshalb ist es oft hilfreich, während
der Befehlsabarbeitung die Möglichkeiten in der Formatierungsleiste zu beachten, ggf. einfach auszuprobieren.
Möglichkeiten eines Befehles oben in der Formatierungsleiste beachten!
Die Bildschirmanzeige der Arbeitsoberfläche hat durch das Anwählen einer Ebene innerhalb des Befehles „Ausprägung“ von der dreidimensionalen Raumdarstellung zu der Projektionsdarstellung gewechselt. Man befindet sich
nach diesem Anzeigewechsel sozusagen in der klassischen zweidimensionalen Darstellung. Das kann z. B. eine
Draufsicht auf die drei senkrecht zueinander stehenden Raumebenen sein. Dann werden die Referenzebenen in der
Projektion als Achsenkreuz angezeigt. Genau auf eine dieser Ebenen wird im folgenden 3. Schritt ein Profil gezeichnet, das dann im 4. Schritt in den Raum ausgedehnt (extrudiert) wird.
16
2 Stirnplatte für Trägeranschluss herstellen
3. Schritt: Profil zeichnen
Zunächst ist ein beliebiges Rechteck mit dem Befehl „Linie“
zu zeichnen. Der Befehl Rechteck wird später verwendet. Neben den Anweisungen in der Statuszeile sind die Beziehungsanzeigen neben dem Cursor beim Zeichnen
von Profilen eine gute Hilfe. Hier sind folgende Beziehungssymbole beim Zeichnen der horizontalen und vertikalen
Linien, sowie beim Schließen der Kontur zu beachten:
horizontal
Ersten Punkt der Linie durch
Klick angeben, Maus bewegen
und bei Anzeige von „Horizontal-Symbol“ den Endpunkt der
Linie durch Klick angeben.
vertikal
Endpunkt
Diese Aufforderung erscheint wieder
in der Statuszeile. Vertikale Linie
durch Klick positionieren.
Endpunkt der 2. Horizontalen durch
Bewegen mit der Maus genau unter
den Startpunkt der 1. Horizontalen
anklicken (Ausrichtungsanzeige durch
gestrichelte Linie senkrecht). Dann
vertikal bis zum Startpunkt und bei
Anzeige des Endpunktsymbols klicken.
Ist die Kontur (Profil) nicht geschlossen, kommt es zu einer Fehlermeldung. Daher auf das Endpunktsymbol achten!
Ist eine Linie falsch gezeichnet, so kann man sie, wie in Windows üblich, durch Markieren mit der Maus und anschließendes Betätigen der Entfernen-Taste (Entf) auf der Tastatur wieder löschen. In Solid Edge ist zum Markieren
erforderlich. Das Symbol befindet sich in der senkrechten Leiste ganz oben. Es ist entweder
der Auswahlmodus
anzuklicken oder man verlässt einen Befehl durch Drücken der ESC-Taste und befindet sich sofort im Auswahlmodus. Nach eventuellen Fehlerkorrekturen ist das Profil der Stirnplatte nun als Skizze im Part-Befehl erstellt, die Bemaßung der Rechteckseiten wird mit dem Befehl „Smart Dimension“
durchgeführt.
(ElementbemaSmart Dimension
ßung) ist hier ausgewählt und die senkrechte Linie ist angeklickt, die Maus wurde nach links bewegt und wartet auf den
Klick zur Position der Maßangabe. Dann
kann in der Formatierungsleiste der Zahlenwert eingegeben werden (s. Bild).
2 Stirnplatte für Trägeranschluss herstellen
17
Die Länge der senkrechten Linie (hier 180 mm) kann nach dem Anklicken der Maßposition durch Zahlenangabe in
der Formatierungsleiste, die sich wie folgt geändert hat, eingegeben und mit der Return-Taste bestätigt werden.
Einpassen
Maßzahl
und Variabel-Schalter
Angepasste
Formatierungsleiste
Die Geometrie wird entsprechend der Zahleneingabe auf 180 mm Höhe angepasst, wobei der Variabel-Schalter
aktiv sein muss (Grundeinstellung). Allerdings muss dann wegen der Größe des Maßes die Anzeige des Bildwieder ermöglicht werden. Dies ist auch innerhalb eines
schirms durch Anklicken des Buttons „Einpassen“
Befehls möglich. Für die Breite der Stirnplatte wird das Maß 340 im Befehl Smart Dimension nach Anklicken der
Horizontalen und Positionieren der Maßzahl eingegeben. Zuletzt ist die Bildschirmanzeige wieder einzupassen und
ist wie folgt dargestellt.
Die Geometrie ist an dieser
Stelle durch einfaches Ändern
der Maße anpassbar.
Das dargestellte Profilfenster
muss durch Klicken auf den
Button „Fertig stellen“ verlassen werden, um danach im 4.
Schritt die Dicke der Platte
angeben zu können. Hierbei
kann es zu Fehlermeldungen
bezüglich des Profils kommen.
Dann müssen zuerst fehlerhafte Linien oder Elemente gelöscht werden, um das Profilfenster verlassen zu können.
Besonders in diesem Fall ist
das Löschen von Elementen
besonders wichtig.
Löschen von Elementen erfolgt durch Markieren von ein oder mehreren Elementen im Auswahlmodus
entweder mit der linken Maustaste oder durch Ziehen eines Rahmens und anschließendes Drücken der Entf-Taste auf der Tastatur!
18
2 Stirnplatte für Trägeranschluss herstellen
4. Schritt: Abmaß bestimmen (Dicke)
Nach Betätigen des Buttons „Zurück“ („Fertig stellen“ vor V17) im vorherigen 3. Schritt dreht die Anzeige wieder in
die Isometrie als Drahtgitterdarstellung (s. Bild unten links). Durch Mausbewegung erkennt man die mögliche
Extrusion im Raum. Die Dicke der Platte wird als Abmaß (hier 16 mm) in der Box „Abstand“ eingegeben und mit
der Return-Taste bestätigt. Die Geometrie wird bis auf die Seitenbestimmung fixiert. Die gewünschte Seite der
Extrusion (oben oder unten) ist anzuklicken und dann der Button „Fertig stellen“ zu betätigen um weiter zu gelangen. Die Drahtgitteranzeige wird zur Volumendarstellung der Platte (s. Bild unten rechts).
Die Buttons „Fertig stellen“ und „Zurück“ haben in Solid Edge eine entscheidende Bedeutung:
Man gelangt damit in der Befehlsabarbeitung weiter.
Plattendicke
Drahtgitteranzeige vor Seitenauswahl
Volumenanzeige nach Auswahl der Seite
Die Stirnplatte liegt nun als 3D-Teil vor. Vor dem Verlassen des Fensters über den Button „Fertig stellen“ können
Maße durch Anwahl und Eingabe von Maßzahlen einfach geändert werden. Die daraus folgenden Geometrieänderungen sind unmittelbar im 3D-Bereich zu erkennen. Dies ist zur Visualisierung der Teile und zur möglichen Variantenbildung besonders hilfreich. Das fertige 3D-Teil wird über das Menü „Datei“ gespeichert (speichern unter...).
Sollen danach Maßänderungen erfolgen, muss durch Anklicken des entsprechenden Formelementes (hier Ausprägung) in der EdgeBar oder in der Anzeige mit der rechten Maustaste und über „Profil bearbeiten“ die Stelle erreicht
werden, an der wieder Änderungen vorgenommen werden können. Dies wird im Kapitel 2.4 näher erläutert. Zu
Übungszwecken ist es sinnvoll, die Platte zu löschen (Markieren im Auswahlmodus und Entf-Taste betätigen) und
wieder zu erstellen. Dazu sind hier noch einmal die 4 Schritte als „Kurzrezept“ zusammengefasst.
3D-Teil in 4 Schritten erstellen (Kurzrezept)
1.
Formelement wählen (z. B. Ausprägung
)
2.
Ebene wählen (Bezug des Profils)
3.
Profil zeichnen und bemaßen (z. B. mit Befehl Linie
4.
Abmaß (Dicke) bestimmen und Datei speichern!
und Smart Dimension
)
2 Stirnplatte für Trägeranschluss herstellen
2.2.2
19
Ansichten im 3D-Raum steuern
Ist ein Teil dreidimensional erstellt, kann es mit Hilfe von wenigen Klicks oder einigen wichtigen Tastenkombinationen von allen Seiten betrachtet und beliebig im Raum gedreht werden. Die folgende Tabelle zeigt wichtige Tastenkombinationen zur schnellen Ansichtssteuerung.
Ansichtssteuerungen
Tastenkombinationen
Mausbewegung bei gedrückter Umschalttaste
Beliebiges Drehen im Raum
und rechter Maustaste (rechte Maus + Umschalt)
Grundposition des Teils (Isometrie)
STRG-Taste + I
Teil vergrößern und verkleinern
Rechte Maus + STRG
Teil beliebig verschieben
Rechte Maus + STRG + Umschalt
In Solid Edge gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, Ansichten von Teilen darzustellen. In der unten abgebildeten
Leiste (Teil der Hauptsymbolleiste zur Ansichtssteuerung) sind wichtige Anzeigeoptionen markiert, die sich in der
Praxis als effektive Werkzeuge erwiesen haben:
Sichtbare und verdeckte
Kanten
Ausschnittvergrößerung
Schattiert mit sichtbaren
Kanten
Einpassen (das Teil wird bildschirmfüllend
angezeigt)
Der Schalter „Einpassen“
wird oft benötigt. Werkstücke werden entweder zu klein oder nur noch teilweise abgebildet. Mit einem Klick auf diesen Button ist dann alles Gezeichnete auf dem Bildschirmfenster zu sehen. Dies ist
z. B. auch wichtig, um Zeichenelemente zu finden, die zum Löschen markiert werden müssen.
Anzeige der Stirnplatte vor dem Einpassen
Anzeige der Stirnplatte nach dem Einpassen
20
2 Stirnplatte für Trägeranschluss herstellen
Die Funktion Ausschnittvergrößerung
eignet sich gut zur Visualisierung von Teilbereichen in Werkstücken, also
zur Vergrößerung eines Details. Man könnte sie auch Zoom-Funktion nennen.
Stirnplatte in kompletter Darstellung (STRG + I)
Stirnplatte nach Ausschnittvergrößerung
zur Kantendarstellung
empfiehlt sich, wenn der innere BeDas Umschalten von schattierter Darstellung
reich eines Werkstückes, z. B. zur Vorstellungshilfe oder zur Identifizierung von Kanten sichtbar gemacht werden
muss.
Schattierte Darstellung mit Kanten und ohne Kanten
Kantendarstellung
Benannte Ansichten
ermöglicht z. B. die schnelle Projektion von Vorderansicht, Seitenansicht oder Draufsicht
im 3D-Bereich. Hier lassen sich auch eigene, definierte Ansichten speichern.
Benannte Ansicht: „Vorne“ und danach eingepasst
Bei den obigen Darstellungen sind die Referenzebenen ausgeblendet worden. Dies erfolgt durch Anklicken der
rechten Maustaste auf dem Zeichenbereich, Wahl des Menüpunktes Alle ausblenden und dann Referenzebenen
anklicken. Wieder einblenden lassen sie sich über den Menüpunkt „Alle einblenden“.
Durch Betätigen der Pfeiltasten wird die Anzeige eines Teils jeweils um einen bestimmten Winkel weiter gedreht.
Lässt man also eine der vier Pfeiltasten der Tastatur dauernd gedrückt, so bewegt sich das angezeigte Teil um eine
bestimmte Achse in Dauerdrehung. Dies ist eine gute Hilfe zur räumlichen Vorstellung des Werkstückes zum Beispiel bei Präsentationen.