CATIA V5 Flächenmodellierung (eBook)

Inhalt 6
Vorwort 10
1 Einführung 12
1.1 Die Arbeitsumgebungen von CATIA V5 12
1.2 Wozu werden „Flächen“ benötigt? 15
1.3 Wie entstehen Volumenmodelle über Flächen? 16
1.4 Wie das Buch durchgearbeitet werden sollte 18
1.5 Struktur der Konstruktionsübungen 20
2 Grundlagen 22
2.1 Modularer Aufbau von CATIA V5 22
2.2 Favoritenauswahl 23
2.3 Öffnen einer neuen Arbeitsumgebung 25
2.4 Laden einer bereits existierenden Datei 29
2.5 Speichern und schließen einer Datei 29
2.6 Die Benutzeroberfläche 30
2.7 Benutzeroberfläche anpassen 31
2.8 Navigation im Modellbereich 33
2.9 Tastenbelegung und Kombinationen (Shortcuts) 34
2.10 Signalfarben 35
2.11 Begriff der parametrisch-assoziativen Modellierung 37
2.12 Der Umgang mit Datenschachteln 37
2.13 Steuergeometrien zur Modellsteuerung 40
2.14 Übergabe gesammelter Referenzelemente 40
2.15 Verwaltung mehrerer Ergebnisse 41
2.16 Messungen an Flächenmodellen 43
2.17 Grafikeigenschaften vergeben 45
3 Funktionen der Flächenerzeugung (Generative Shape Design) 48
3.1 Überblick 49
3.1.1 Modulübergreifend 49
3.1.2 In der Umgebung Flächenerzeugung (Generative Shape Design) 50
3.1.3 In der Umgebung Teilekonstruktion (Part Desig 52
3.1.3 In der Umgebung Teilekonstruktion (Part Design) 52
3.2 Funktionsbeschreibungen 52
3.2.1 Modulübergreifende Funktionen 52
3.2.1.1 Funktionsgruppe Standard (Standard) 52
3.2.1.2 Funktionsgruppe Ansicht (View) 53
3.2.1.3 Funktionsgruppe Auswählen (Select) 55
3.2.1.4 Funktionsgruppe Messung (Measure) 56
3.2.1.5 Funktionsgruppe Anmerkungen (Annotations) 57
3.2.1.6 Funktion Alles Aktualisieren (Update All) in der Funktionsgruppe Tools (Tools) 57
3.2.2 Funktionen der Flächenerzeugung (Generative Shape Design) 57
3.2.2.1 Funktionsgruppe Skizzierer (Sketcher) 57
3.2.2.2 Funktionsgruppe Drahtmodell (Wireframe) 58
3.2.2.3 Funktionsgruppe Flächen (Surfaces) 59
3.2.2.4 Funktionsgruppe Operationen (Operations) 60
3.2.2.5 Funktionsgruppe Analyse (Analysis) 61
3.2.2.6 Funktionsgruppe Auf Flächen basierende Komponenten (Surface-Based Features) 62
4 Anwendungsfälle 64
4.1 Gezielte Strukturierung der Konstruktion 65
4.2 Definition lokaler Achsensysteme 67
4.3 Funktionsgruppe Drahtmodell (Wireframe) 71
4.3.1 Unterfunktionsgruppe Punkte (Points) 71
4.3.1.1 Funktion Punkt (Point) 71
4.3.1.2 Funktion Wiederholung der Punkt- und Ebenenerzeugung (Points and Planes Repitition) 80
4.3.1.3 Funktion Äußerster Punkt (Extremum) 82
4.3.1.4 Funktion Äußerster Punkt in Polarkoordinaten (ExtremumPolar) 83
4.3.2 Unterfunktionsgruppe Linie-Achse (Line-Axis) 86
4.3.2.1 Funktion Linie (Line) 86
4.3.2.2 Funktion Achse (Axis) 95
4.3.2.3 Funktion Polylinie (Polyline) 98
4.3.3 Funktion Ebene (Plane) 99
4.3.4 Unterfunktionsgruppe Projekt-Komponente (Project-Component) 105
4.3.4.1 Funktion Projektion (Projection) 105
4.3.4.2 Funktion Kombinieren (Combine) 108
4.3.4.3 Funktion Reflexionslinie (ReflectLine) 110
4.3.5 Funktion Verschneidung (Intersection) 112
4.3.6 Unterfunktionsgruppe Offset2… (Offset) 115
4.3.6.1 Funktion Parallele Kurve (Parallel Curve) 115
4.3.6.2 Funktion 3D-Kurvenoffset (3D Curve Offset) 118
4.3.7 Unterfunktionsgruppe Kreis-Kegelschnitt (Circle-Conic) 120
4.3.7.1 Funktion Kreis (Circle) 120
4.3.7.2 Funktion Ecke (Corner) 126
4.3.7.3 Funktion Verbindungskurve (Connect Curve) 129
4.3.7.4 Funktion Kegelschnitt (Conic) 132
4.3.8 Unterfunktionsgruppe Kurven (Curves) 137
4.3.8.1 Funktion Spline (Spline) 137
4.3.8.2 Funktion Helix (Helix) 141
4.3.8.3 Funktion Spirale (Spiral) 145
4.3.8.4 Funktion Leitkurve (Spine) 147
4.4 Funktionsgruppe Flächen (Surfaces) 149
4.4.1 Unterfunktionsgruppe Extrudieren-Drehen (Extrude-Revolve) 149
4.4.1.1 Funktion Extrudieren (Extrude) 149
4.4.1.2 Funktion Drehen (Revolve) 151
4.4.1.3 Funktion Kugel (Sphere) 155
4.4.1.4 Funktion Zylinder (Cylinder) 157
4.4.2 Unterfunktionsgruppe Offset Var (OffsetVar) 158
4.4.2.1 Funktion Offset (Offset) 158
4.4.2.2 Funktion Variabler Offset (Variable Offset) 162
4.4.2.3 Funktion Ungenauer Offset (Rough Offset) 163
4.4.3 Funktion Füllen (Fill) 164
4.4.4 Funktion Fläche mit Mehrfachschnitten (Loft) 167
4.4.5 Funktion Übergang (Blend) 179
4.4.6 Unterfunktionsgruppe Translationen (Sweeps) 191
4.4.6.1 Funktion Translation (Sweep) 191
4.4.6.2 Funktion Anpassungsfähige Translation (Adaptive Sweep) 211
4.5 Funktionsgruppe Operationen (Operations) 213
4.5.1 Unterfunktionsgruppe Verbinden-Reparieren (Join-Heeling) 213
4.5.1.1 Funktion Zusammenfügen (Join) 213
4.5.1.2 Funktion Reparatur (Healing) 219
4.5.1.3 Funktion Kurvenglättung (Curve Smooth) 223
4.5.1.4 Funktion Trimmung von Fläche oder Kurve aufheben (Untrim) 226
4.5.1.5 Funktion Zerlegen (Disassemble) 230
4.5.2 Unterfunktionsgruppe Trimmen-Trennen (Trim-Split) 233
4.5.2.1 Funktion Trennen (Split) 233
4.5.2.2 Funktion Trimmen (Trim) 238
4.5.3 Unterfunktionsgruppe Ableitungen (Extracts) 243
4.5.3.1 Funktion Begrenzung (Boundary) 244
4.5.3.2 Funktion Ableiten (Extract) 245
4.5.3.3 Funktion Ableitung mehrerer Kanten (Multiple Edge Extract) 248
4.5.4 Unterfunktionsgruppe Verrundungen (Fillets) 249
4.5.4.1 Funktion Formverrundung (Shape Fillet) 250
4.5.4.2 Funktion Kantenverrundung (Edge Fillet) 255
4.5.4.3 Funktion Verrundung mit variablem Radius (Variable Fillet) 259
4.5.4.4 Funktion Verrundung zwischen zwei Teilflächen (Face-Face Fillet) 261
4.5.4.5 Funktion Verrundung aus drei Tangenten (Tritangent Fillet) 261
4.5.5 Unterfunktionsgruppe Transformationen (Transformations) 262
4.5.5.1 Funktion Verschieben (Translate) 262
4.5.5.2 Funktion Drehen (Rotate) 264
4.5.5.3 Funktion Symmetrie (Symmetry) 264
4.5.5.4 Funktion Skalieren (Scaling) 265
4.5.5.5 Funktion Affinität (Affinity) 265
4.5.5.6 Funktion Achse zu Achse (Axis To Axis) 266
4.5.6 Funktion Extrapolieren (Extrapolate) 267
4.5.7 Funktionen Richtung umkehren (Invert Orientation) und Nahe (Near) 268
4.5.8 Regel (Law) 269
4.6 Funktionsgruppe Analysen (Analysis) 270
4.6.1 Funktion Verbindungsüberprüfung (Connect Checker) 270
4.6.2 Funktion Kurvenverbindungsüberprüfung (Curve Connect Checker) 273
4.6.3 Funktion Auszugsschrägenanalyse für Komponenten (Feature Draft Analysis) 274
4.6.4 Funktion Flächenkrümmungsanalyse (Surfacic Curvature Analysis) 276
4.6.5 Funktion Krümmungsanalyse mit Stacheln (Porcupine Analysis) 280
4.6.6 Funktion Aufbereitung anwenden (Apply Dress-up) 281
4.6.7 Funktion Aufbereitung entfernen (Remove Dress-up) 281
4.6.8 Funktion Geometrieinformation (Geometric Information) 281
5 Übungen 282
5.1 Übung 1: „standarddokument_origin.CATPart“ 282
5.2 Übung 2: Gleichseitige Pyramide 287
5.4 Beispiel 4: Korkenzieher 299
5.5 Beispiel 5: Haartrocknergehäuse 306
5.6 Beispiel 6: Kegelräder, spiralverzahnt (Hybrid Modeling) 312
5.7 Beispiel 7: Zugkettenhaken 317
5.8 Eigenständiges Üben 323
6 Hinweise und Tipps 324
6.1 Hinweise 324
6.2 Tipps 328
Index 332

1 Einführung (S. 11)

Dieses Buch richtet sich in erster Linie an Studenten, Studierende und Konstrukteure, welche die dreidimensionale Flächenerzeugung (Generative Shape Design) mit CATIA V5 ohne Vorkenntnisse zu diesem wichtigen Teilgebiet der rechnergestützten Konstruktion neu erlernen wollen. Es ist insbesondere als Grundlagenwerk zur Flächenerzeugung (Generative Shape Design) zu verstehen, das eine solide Basis für fortgeschrittene Modellierungstechniken schaffen soll. Aber auch erfahrene Anwender, die mit anderen CAD-Systemen vertraut sind, werden neue Konstruktionsmethodiken kennenlernen.

Auch wenn die Flächenerzeugung (Generative Shape Design) als eigenständiges Modul genutzt werden kann, sind Kenntnisse aus der Teilekonstruktion (Part Design) sehr hilfreich, um die „Denkweise" des Programms zu verstehen. Die Erzeugung volumenbehafteter Körper in der Teilekonstruktion (Part Design) bringt grundsätzlich den besten Einstieg in die rechnergestützte Konstruktion mit CATIA V5. Das Vorgehen bei der Erzeugung oder Bearbeitung von Modellen ist aber in allen Arbeitsumgebungen ähnlich. Nur die Werkzeuge bzw. die Bearbeitungsmöglichkeiten ändern sich. Ein Funktionsaufruf entspricht dem Anwählen einer Schaltfläche und öffnet in der Regel eine Eingabemaske. Hier können die entsprechenden Parameter angepasst und Referenzen übergeben werden. Im Gegensatz zur Teilekonstruktion (Part Design) sind die Funktionen der Flächenerzeugung (Generative Shape Design) meist deutlich komplexer. Dies wird schon in den Dialogfenstern zu den Funktionen mit vielen Einstellungsmöglichkeiten deutlich. Entsprechend anspruchsvoll ist die Aufgabe, sich mit allen wichtigen Elementen, die das Modul bietet, auseinanderzusetzen. Mit diesem Buch werden Ihnen alle notwendigen Grundlagen zur Flächenkonstruktion anhand zahlreicher Übungen Schritt für Schritt beigebracht.

1.1 Die Arbeitsumgebungen von CATIA V5

Eine anfängliche „Spielerei", Modelle dreidimensional auf dem PC darzustellen, hat sich im Laufe der Jahre zu einer effektiven Möglichkeit weiterentwickelt, Informationen in digitaler Form in die Produktentwicklung zu integrieren. Viele Schritte des PLM (Product Lifecycle Management) können heute mit Rechnern beschleunigt und verbessert werden, wodurch die rechnerintegrierte Produktentwicklung aus der Prozesskette kaum mehr wegzudenken ist. CATIA V5 bietet seit seiner Einführung 1999 die Möglichkeit, die Entstehungsgeschichte eines Produktes von der Konzeptphase bis hin zur Fertigung virtuell zu simulieren, zu analysieren und zu überwachen. Durch die Vielzahl an Untersuchungs- und Prüfungsmöglichkeiten innerhalb des Programmpaketes können konstruktive Fehler schon in einem frühen Entwicklungsstadium erkannt und vermieden werden.