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E-Book

Konstruieren mit CAD

Das Komplettpaket für 3D Modellieren im Maschinenbau

AutorHarald Vogel
VerlagCarl Hanser Fachbuchverlag
Erscheinungsjahr2011
Seitenanzahl322 Seiten
ISBN9783446428362
CD zum Buch1
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis31,99 EUR

Wer die dreidimensionale Konstruktion im Maschinenbau erlernen will, braucht Software - die aber ist nicht billig. Das vorliegende Werk löst dieses Problem mit einem Komplettangebot: Das MCAD-Programm KOMPAS-3D V12 liegt auf DVD bei, Sie können es ein halbes Jahr lang unentgeltlich nutzen! Dieser Lehrgang behandelt die Methodik des parametrisch-historienbasierten Volumenmodellierens im Maschinenbau, das Mechanical CAD oder kurz MCAD. Wie alle großen MCAD-Hersteller folgt auch KOMPAS-3D V12 dieser Methode - und das bedeutet: Nach Abschluss dieses Lehrgangs sind Sie in der Lage, sich kurzfristig jedes Programm dieses Genres anzueignen, ganz gleich ob Pro/Engineer, Inventor oder Alibre. Zunächst lernen Sie, den Zweck und den geometrischen Aufbau einer vorgelegten Konstruktion zu analysieren. Aus diesen Erkenntnissen erstellen Sie dann den Konstruktionsfahrplan, der Sie mit Hilfe des Programms zur zweckmäßigen MCAD-Konstruktion führt. Neben den Grundlagen lernen Sie aber auch alltägliche Vorgaben wie Dimensionierung, Material und Fertigungsverfahren in Ihre Praxis zu integrieren. Sie erstellen Bauteile, Varianten, Baugruppen und Animationen, bauen effizient Norm- und Zukaufteile aus Online-Katalogen in Ihre Konstruktion ein und erstellen 2D-Zeichnungen und Stücklisten. Am Ende steht die Kaufberatung mit (Soft-)Warenkunde, die Ihnen noch einmal die wesentlichen Fragen für Ihren Händler in den Mund legt. Trotzdem ist dieses Buch keine Konstruktionslehre im akademischen Sinne - es schlägt vielmehr die Brücke zwischen Konstruktionstheorie und Software-Praxis: Sie werden imstande sein, eine technische Zeichnung, eine Punktwolke oder auch eine physische Vorlage in ein parametrisches MCAD-Modell umzusetzen. Auf der DVD liegen sämtliche Beispiele in jeweils mehreren Baustadien vor, Sie können also auch mitten in den Text einsteigen, um Einzelfragen zu klären.

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Leseprobe

2 Extrusion: Alles was recht ist (S. 41-42)

Der Unterschied zwischen CAD und MCAD

Glauben Sie’s oder glauben Sie’s nicht: Abgesehen vom Freiflächenmodellieren beruht jedes noch so komplizierte 3D-Modell auf einem simplen Grundkörper, der Basis. Mit ihr eng verbunden ist die Skizze. Zeichnen ist demnach nicht nur die Grundlage des CAD, sondern auch des MCAD – unter verschärften Bedingungen zwar, aber auch mit ganz anderen Mitteln.

Nach der Vorschau auf künftige Ereignisse möchte ich Ihr Augenmerk nun auf die Details lenken. Die Skizze ist die Grundlage des 3D-Modellierens, das haben Sie gesehen. Doch Skizze und Körper gehören zusammen. Deshalb studieren wir in diesem und den folgenden drei Kapiteln die Grundlagen des Skizzierens zusammen mit den Grundlagen des Modellierens.

2.1 Skizze und Basis


Die einfachsten Körper, die wir kennen, sind Quader, Zylinder, Pyramide, Kegel, Kugel und Torus. Sie werden als Primitive bezeichnet, denn mit ihnen können Sie den Großteil aller Volumenkörper-Modelle aufbauen. Demgegenüber stehen die vier Grundmethoden der Modellierung: Extrusion, Rotation, Pfadaustragung und Ausformung. Als grobe Richtschnur können Sie die passende Methode für Ihr Bauteil wie folgt ermitteln:

- Die Extrusion wenden Sie auf alle orthogonalen Spat- und prismatischen Körper an, also Quader, Zylinder, Profile wie etwa T-Träger und alle Bauteile, die einen konstanten Querschnitt über eine geradlinige Strecke aufweisen, die senkrecht auf diesem Querschnitt steht. Wie die Zahnpasta, die aus der Tube kommt.

- Mit der Rotation modellieren Sie rotationssymmetrische Bauteile, also Wellen, Zylinder, Ellipsoide wie die Kugel sowie den Torus. Dabei können die Bauteile entlang der Rotationsachse beliebig wechselnde Querschnitte aufweisen.

- Die Pfadaustragung oder Pfadextrusion nutzen Sie, um einen konstanten Querschnitt über eine beliebig geneigte und gekrümmte Bahn zu extrudieren. Dies trifft auf nicht orthogonale Spate zu, aber auch auf Kabel, Rohre und Schläuche, auf Gewinde, bestimmte Verzahnungen und Querschnitte, die ein Objekt umlaufen, z. B. die Gummidichtung einer Autotür. Auch den Torus kann man so verstehen.

- Die Ausformung kommt zur Not ganz ohne Pfad aus. Sie kann allein durch die Form mindestens zweier beliebig geneigter Querschnitte definiert werden, denn letztere bestimmen zugleich den Verlauf der Erhebung. Sie kann auf die Primitive Kegel und Pyramide angewandt werden. Diese allgemeinste aller Modelliermethoden ist zugleich die am schwierigsten zu handhabende. Doch fangen wir wie versprochen mit dem Skizzieren an. 

Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Vorwort6
Gebrauchsanleitung8
Nomenklatur9
Die Deutsche Fassung9
Die DVD10
Danksagung10
Inhaltsverzeichnis12
1 Vorschau auf kommende Ereignisse18
1.1 Bevor es losgeht …18
1.2 Fangen wir mit einem Zylinder an20
1.2.1 3D, vom mathematischen Standpunkt21
1.2.2 Navigation in 3D22
1.2.3 Wie gesagt: zuerst die Skizze23
1.2.4 Anatomie eines Zylinders26
1.2.5 Nie vergessen: Das Speichern28
1.2.6 Die Ansichtsmodi28
1.2.7 Parametrieren der Skizze29
1.2.8 Features benennen31
1.3 Fernsteuern mit Parametern – Canapé in 3D32
1.3.1 Variablen (um)benennen34
1.3.2 Bauen wir eine Schraube34
1.3.3 Den Ursprung verschieben37
1.3.4 Ein System der Benennung38
1.4 Unsere Modellierwerkzeuge38
1.4.1 Brot und Butter: Der Volumenkörper38
1.4.2 Künstlerische Freiheit: Die Oberfläche38
1.4.3 Letzte Rettung: Die Raumkurve39
Teil I: Aller Anfang ist die Basis40
2 Extrusion: Alles was recht ist42
2.1 Skizze und Basis42
2.1.1 Zeichnung oder Skizze?43
2.1.2 Grundrezept: Aufbau und Definition einer Skizze43
2.2 Die Methode der Extrusion48
2.2.1 Festlegen durch gleiche Längen49
2.2.2 Die virtuelle Batch-Datei50
2.2.3 Kommunikation zwischen Skizze und Feature50
2.2.4 Festlegen durch Symmetrie53
2.2.5 Festlegen durch Ausrichtung53
2.2.6 Hilfsgeometrie definieren54
2.2.7 Nichts, was das Auge sieht58
2.2.8 Skizzenbeziehungen konfigurieren63
2.2.9 Layer in 3D64
2.2.10 Die Reihenfolge der Festlegung69
3 Rotation: Alles was rund ist74
3.1 Rotierte Primitive74
3.1.1 Der Zylinder74
3.1.2 Achtung, Achsen-und-Ebenen-Salat!76
3.1.3 Der Kegel76
3.1.4 Der Torus78
3.2 Verschiedene Arten, Zylinder zu drehen80
3.3 Die einzige Art, eine Kugel zu drehen82
3.4.1 Arbeiten mit Zeichenraster85
3.4.2 Die Skizze, exakt86
3.4.3 Bemaßungen: Von klein nach groß87
3.4.4 Anders überlegt: Skizzen modifizieren91
3.4.5 Skizzenobjekte haben Vergangenheit92
4 Austragung: Alles was krumm ist98
4.1 Das Einmaleins der Austragung98
4.2 Der Torus als Austragung104
4.3 Thema mit Variation105
5 Ausformung: Alles was krumm und schief ist108
5.1 Gewundene Keile108
5.2 Der Rest der Primitive112
5.3 Skizzen einfügen, Hierarchien ändern113
5.4 Der schiefe Kegel114
5.5 Bestandsaufnahme115
6 Die Skizzen-Bibliothek116
6.1 Eine neue Symbolleiste116
6.2 Parametrische Polygone117
6.3 Eine Kugel-Vorlage: Beziehungen im Freistil119
6.4 Die Würfelaugen-Vorlage: Fragmente in Fragmenten119
6.5 Eine Schablone zum Fräsen121
Teil II: Das Teil als Ganzes124
7 Kombiniere: Mengenlehre in 3D126
7.1 Differenz: Der Würfel im Würfel127
7.1.1 Der Extrudierte Schnitt127
7.1.2 3D-Muster129
7.1.3 Die Liste der Gelöschten131
7.1.4 Feinheiten beim Schneiden133
7.2 Differenzen und Summen: Die Inbusschraube135
7.2.1 Der Subtrahend als solcher135
7.2.2 Boole’sche Differenz139
7.2.3 Und nun: Die drei kleinen Schaltflächen141
7.2.4 Hierarchien, sichtbar gemacht143
7.3 Intersektion: Der Rundwürfel144
7.3.1 Bauteilsätze: Toggle Booleans!145
7.3.2 Augen-Salat: Räumliche Orientierung148
7.4 Design Intent: Bauteile fürs Getriebe156
7.4.1 Die Lagerdeckel156
7.4.2 Schnitt-Muster161
7.4.3 Vorbereiten des Schneckenrades166
8 Starker Tobak!168
8.1 Spaltkeil, zweiter Teil168
8.1.1 Probleme, fasenweise170
8.1.2 Schneiden mit Oberflächen171
8.2 Externe Referenzen und Varianten173
8.2.1 Die Deckel: Externe Maße174
8.2.2 Die Dichtung: Externe Modelle175
8.2.3 Variantenkonstruktion mit externen Tabellen178
8.2.4 Skizzen in Fragmente kopieren179
8.2.5 Excel-Gehexe181
8.3 Passfedernuten für die Wellen182
9 Der längste Pfad186
9.1 Computergestützte Diagnose187
9.2 Externe Variable als Referenz187
9.3 Bauteile als Externe Referenz188
9.4 Zeichnen in der 3D-Ansicht189
9.4.1 Ansichten definieren189
9.4.2 Vorarbeit für die korrekte Orientierung190
9.5 Der lange Pfad der Ausarbeitung193
9.6 Probelauf199
9.7 Premiere200
9.8 Was die Freien nicht können202
9.9 Steuern durch externe Geometrie202
10 Experimente mit f(x)204
10.1 Die Körper des Philosophen204
10.2 Der Kubus205
10.3 Das Tetraeder206
10.4 Das Oktaeder209
10.5 Das Dodekaeder211
10.6 Das Ikosaeder216
11 Modellieren mit Oberflächen222
11.1 Kaum abzubilden: Das Oloid223
11.2 Konstruieren mit Raumkurven: Die Schneckenwelle228
11.2.1 Modellieren über Bande228
11.2.2 Rot-O-Matic: Die beliebige, parametrische Helix229
11.2.3 Ein Wort an die Designer234
Teil III: Volumenkörper, synchronisiert236
12 Teile und beherrsche!238
12.1 Top-Down: Der Konstruktions-Fahrplan239
12.1.1 Das Konzept239
12.1.2 Die Skelett-Skizzen240
12.1.3 Bezeichner in 3D241
12.1.4 Die erste Erhebung244
12.2 Das Modell an sich247
13 Negatives denken, Positives bauen252
13.1 Am Sch(n)eideweg: Freie Sicht aufs Unsichtbare253
13.2 Die Basis des Nichts254
13.3 Die Innenseite der Schneckenlagerung255
13.4 Die Dichtfläche256
13.5 Die Ösen257
13.6 Die Bohrung der Schneckenwelle258
13.7 Der Aufsatz für den Druckausgleich259
13.8 Ein guter Schnitt260
13.9 Die Lagerbuchsen für das Schneckenrad261
14 Bohren, feilen, Gewinde schneiden264
14.1 Verrundungen265
14.2 Bohrungen und Gewinde269
14.2.1 Das Gewinde des Ölstopfens269
14.2.2 Die Durchgangsbohrungen270
14.2.3 Die Gewinde im Unterteil271
14.2.4 Die Gewindebohrung für Schauglas und Ablassschraube272
14.2.5 Die Gewinde für die Lagerdeckel273
14.2.6 Top-Down, Late Change274
14.2.7 Die Durchgangsbohrungen im Fuß275
15 Alles zusammen?278
15.1 Die Einkaufsliste279
15.2 Die Beseitigung von Freiheitsgraden279
15.3 Eine späte Änderung283
15.4 Das Rezept: Baueinheiten286
15.4.1 Bauteilbearbeitung im Baugruppenkontext286
15.4.2 Skizzenbearbeitung im Baugruppenkontext286
15.4.3 Die Unterbaugruppe des Schneckenrades288
15.4.4 Definieren der Getriebe-Übersetzung291
15.4.5 Bauteile im Baugruppenkontext erstellen291
15.4.6 Materialeigenschaften definieren295
15.4.7 Letzte Fasen299
15.4.8 Die Verschraubungen300
15.4.9 Baugruppen im Baugruppenkontext erstellen303
15.5 Ein harter Kampf305
Programmatischer Epilog306
Installation und Aktivierung306
Kompas-3D von Hand einrichten309
Anwenderprofile313
3DConnexion und die Hauptansichten314
Stichwortverzeichnis318
Unbenannt1

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