CATIA V5 – kurz und bündig: Grundlagen für Einsteiger, 2. Auflage

Reinhard Ledderbogen

CATIA V5 – kurz und bündig Grundlagen für Einsteiger 2., überarbeitete und ergänzte Auflage Herausgegeben von Sándor Vajna

Studium Technik

Bibliografische Information der Deutschen Bibliothek Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliographie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar.

1. Auflage September 2003 2., überarbeitete und ergänzte Auflage Dezember 2005 Alle Rechte vorbehalten © Friedr. Vieweg & Sohn Verlag/GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2005 Lektorat: Thomas Zipsner Der Vieweg Verlag ist ein Unternehmen von Springer Science+Business Media. www.vieweg.de Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzulässig und strafbar. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Umschlaggestaltung: Ulrike Weigel, www.CorporateDesignGroup.de Techn. Redaktion: Hartmut Kühn von Burgsdorff, Wiesbaden Druck und buchbinderische Verarbeitung: Wilhelm & Adam, Heusenstamm Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier. Printed in Germany ISBN 978-3-528-13958-2

V

Vorwort Am Lehrstuhl für Maschinenbauinformatik der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg werden Studenten seit fast zehn Jahren an verschiedenen führenden 3DCAD/CAM-Systemen mit dem Ziel ausgebildet, Grundfertigkeiten in der Anwendung der CAD/CAM-Technologie zu erwerben, ohne sich dabei nur auf ein einziges System zu spezialisieren. Dazu bearbeiten die Studenten einen Kanon von Übungsbeispielen auf mindestens vier verschiedenen 3D-CAD/CAM-Systemen. Das vorliegende Buch nutzt die vielfältigen Erfahrungen, die während dieser Ausbildung gesammelt wurden. In ihm werden dem Leser die Grundlagen der parametrischen 3D-Modellierung mit dem CAD/CAM-System CATIA V5 vermittelt. Die vorgestellten Vorgehensweisen sind nur Beispiele, an denen die Möglichkeiten bei der Bedienung erläutert werden, die auch bei den in diesem Buch nicht behandelten Funktionen angewendet werden können. Der Fokus liegt auf einer kurzen, verständlichen Darstellung der grundlegenden Modellierungstechniken, beginnend mit einfachen Bauteilen. In den folgenden Kapiteln wird die Verknüpfung von Einzelteilen zu Baugruppen und die Ableitung technischer Zeichnungen behandelt. Den Abschluss des Buches bilden jeweils ein Kapitel zur Erzeugung und Bearbeitung von Freiformgeometrien und zum Einsatz der Parametrik. Durch den Aufbau des Textes in Tabellenform kann das Buch nicht nur als Schritt-fürSchritt-Anleitung, sondern auch als Referenz für die tägliche Arbeit mit dem System CATIA V5 genutzt werden. Das Buch wendet sich an Leser mit keiner oder geringer Erfahrung in der Anwendung von 3D-CAD/CAM-Systemen. Es soll das Selbststudium unterstützen und zu weiterer Beschäftigung mit der Software anregen. Besonderer Dank der Autoren gilt Herrn Thomas Zipsner und allen beteiligten Mitarbeitern des Vieweg-Verlages Lektorat Technik für die konstruktive und freundliche Zusammenarbeit. Die Autoren sind dankbar für jede Anregung aus dem Kreis der Leser bezüglich Inhalt und Reihenfolge der Modellierung mit CATIA V5. Magdeburg, im November 2005 Univ.-Prof. Dr.-Ing. Sándor Vajna Dipl.-Ing. Reinhard Ledderbogen

VI

Inhaltsverzeichnis

1

Einführung ....................................................................................................... 1.1 Grundlegende Begriffe .............................................................................. 1.2 Benutzungsoberfläche................................................................................ 1.3 Mausbelegung............................................................................................ 1.4 Selektieren von Elementen ........................................................................ 1.5 Umgebungen.............................................................................................. 1.6 Funktionsaufruf.......................................................................................... 1.7 Darstellung von Elementen........................................................................

1 1 2 3 3 3 4 4

2

Übung – Hülse im Rotationsprinzip ............................................................... 2.1 Konstruktion .............................................................................................. 2.2 3D Modellierung........................................................................................

6 6 8

3

Übung – Winkel ............................................................................................... 3.1 Volumenmodell ......................................................................................... 3.2 Flächenmodell............................................................................................ 3.3 Drahtkantenmodell.....................................................................................

10 11 13 15

4

Übung – Ventilteile .......................................................................................... 4.1 Welle.......................................................................................................... 4.2 Ventil ......................................................................................................... 4.3 Scheibe ...................................................................................................... 4.4 Hebel.......................................................................................................... 4.5 Gehäuse .....................................................................................................

20 20 22 23 25 26

5

Übung – Hülsenmodellierung mittels Flächen .............................................. 5.1 Aus einzelnen Flächenelementen aufgebautes Modell............................... 5.2 Als Rotationsfläche aus einem Sketch erzeugtes Modell...........................

30 30 31

6

Übung – Sattelmodellierung mit Hilfe von Punkten und Flächen ...............

32

7

Übung – Baugruppen ...................................................................................... 7.1 Laden der Einzelteile ................................................................................. 7.2 Bedingungen definieren .............................................................................

38 42 42

Inhaltsverzeichnis

VII

7.3 Teile im Baugruppenmodus erzeugen........................................................ 7.4 Auf Durchdringungen überprüfen.............................................................. 7.5 Unterbaugruppe erzeugen ..........................................................................

43 47 48

8

Übung – Zeichnungserstellung ....................................................................... 8.1 Generative Drafting (Zeichnungserstellung).............................................. 8.2 Standards ...................................................................................................

49 50 56

9

Übung – Stuhl .................................................................................................. 9.1 Rohrrahmen ............................................................................................... 9.1.1 Konstruktion des Rohrverlaufs:..................................................... 9.1.2 Erzeugen des Volumenkörpers:..................................................... 9.1.3 Erzeugen der Zusatzgeometrie: ..................................................... 9.2 Sitzfläche ................................................................................................... 9.3 Rückenlehne .............................................................................................. 9.4 Zusammenbau............................................................................................

58 58 59 61 62 69 74 77

10 Übung – Freiformflächen ................................................................................

80

11 Übung – Parametrik – Konstruktionstabellen .............................................. 11.1 Übung Parametrisierung eines Quaders ..................................................... 11.2 Übung Konstruktionstabellen für Unterlegscheibe ....................................

85 85 90

12 Übung – Konstruktion eines parametrischen Zahnrades ............................. 12.1 Zahnstangenprofil ...................................................................................... 12.2 Zahnprofil ..................................................................................................

96 96 97

13 Übung Kinematik ............................................................................................ 13.1 Ventilteile laden......................................................................................... 13.2 Teile Positionieren ..................................................................................... 13.3 Kinematische Bedingungen erzeugen ........................................................ 13.4 Kinematische Simulation ........................................................................... 13.5 Film erzeugen ............................................................................................

103 103 103 103 105 106

Sachwortverzeichnis ..............................................................................................

107

1.1 Grundlegende Begriffe

1

1 Einführung 1.1 Grundlegende Begriffe Button

Taste

Doppelklick

Zweifache Betätigung einer Maustaste

(Erläuterung)

Erläuterung einer Aktion zum besseren Verständnis

Fenster BENENNUNG

Windows-Fenster mit Nennung der Fensterüberschrift

freies Digitalisieren

Festlegen von Koordinaten durch Mausklick in den Grafikbereich

Funktion

Modellierungsfunktion (siehe Bildschirmaufteilung)

LMT

Linke Maustaste

MMT

Mittlere Maustaste

RMT

Rechte Maustaste

Schalter

Grafisches Feld zum Ein-/Ausschalten von Funktionalitäten

Selektieren

Auswählen eines Geometrieobjektes mit der Maus

Vorgabewert

Vorgegebener Wert, der verändert werden kann

<Wert>

Tastatureingabe eines Zahlenwertes

<WertX,WertY,WertZ>

Tastatureingabe des X-, Y-, und Z-Wertes, Trennung durch Komma