CATIA V5 - kurz und bundig: Grundlagen fur Einsteiger

167 Pages·2012·8.879 MB·German

by  Stephan Hartmann, Andreas Wünsch (auth.), Sándor Vajna (eds.)

CATIA V5 – kurz und bündig
Aus dem Programm CAx-Technik
ProENGINEER Wildfire 4.0 für Einsteiger – kurz und bündig
von S. Clement und K. Kittel/herausgegeben von S. Vajna
ProENGINEER Wildfire 5.0 für Fortgeschrittene – kurz und bündig
von S. Clement und K. Kittel/ herausgegeben von S. Vajna
SolidWorks
von U. Emmerich
CAD-Praktikum mit NX5/NX6
von G. Engelken und W. Wagner
3D-CAD mit Inventor 2011
von W. Häger und D. Bauermeister
UNIGRAPHICS NX 7.5 – kurz und bündig
von G. Klette/ M. Nulsch/ herausgegeben von S. Vajna
ProENGINEER-Praktikum
herausgegeben von P. Köhler
CATIA V5 – Grundkurs für Maschinenbauer
von R. List
SolidEdge – kurz und bündig
von M. Schabacker/ herausgegeben von S. Vajna
SolidWorks – kurz und bündig
von M. Schabacker/herausgegeben von S. Vajna
Stephan Hartmann • Andreas Wünsch
Sándor Vajna (Hrsg.)
CATIA V5 – kurz und
bündig
Grundlagen für Einsteiger
4., überarbeitete und erweiterte Aufl. 2012
STUDIUM
Herausgeber
Prof. Dr.-Ing. Sándor Vajna
Otto-von-Guericke-
Universität Magdeburg
Magdeburg, Deutschland
Dipl.Ing. Stephan Hartmann Dipl.Ing. Andreas Wünsch
Otto-von-Guericke- Otto-von-Guericke-
Universität Magdeburg Universität Magdeburg
Magdeburg, Deutschland Magdeburg, Deutschland
Die beiden ersten Auflagen des Buches wurden von dem Autor Reinhard Ledderbogen
betreut.
ISBN 978-3-8348-1613-9 ISBN 978-3-8348-2139-3 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-8348-2139-3
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Lektorat: Thomas Zipsner | Imke Zander
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V

Vorwort
Am Lehrstuhl für Maschinenbauinformatik (LMI) der Otto-von-Guericke-Uni-
versität Magdeburg werden Studenten seit bald 20 Jahren an führenden 3D-CAx-
Systemen mit dem Ziel ausgebildet, Grundfertigkeiten in der Anwendung der
CAx-Technologie zu erwerben, ohne sich dabei nur auf ein einziges System zu
spezialisieren. Dazu bearbeiten die Studenten auf ihrem Weg zum Diplom-, Bache-
lor- oder Master-Abschluss eine große Anzahl von CAx-Übungsbeispielen allein
oder gemeinsam im Team auf mindestens vier verschiedenen 3D-CAx-Systemen.
Das vorliegende Buch nutzt die vielfältigen Erfahrungen, die während dieser Aus-
bildung gesammelt werden. Dem Leser werden die Grundlagen der parametrischen
3D-Modellierung mit den CAD-Funktionen des Systems CATIA V5 vermittelt.

Der Fokus des vorliegenden Buches liegt auf einer kurzen, verständlichen Darstel-
lung der grundlegenden Funktionalitäten von CATIA V5 R20, eingewoben in
praktische Übungsbeispiele. Somit kann der Leser, parallel zu den erläuterten
Funktionen, das Erlernte sofort praktisch anwenden und festigen.

Dabei können natürlich nicht alle Details behandelt werden. Es werden aber stets
Anregungen zum weiteren selbstständigen Ausprobieren gegeben, denn nichts ist
beim Lernen wichtiger, als das Sammeln eigener Erfahrungen.

Durch den Aufbau des Textes in Tabellenform kann das Buch nicht nur als Schritt-
für-Schritt-Anleitung, sondern auch als Referenz für die tägliche Arbeit mit dem
System CATIA V5 genutzt werden. Das ausführlich aufgearbeitete Sachwort-
verzeichnis am Ende des Buches wirkt dabei zusätzlich unterstützend.

Das Buch wendet sich an Leser mit keiner oder geringer Erfahrung in der Anwen-
dung von 3D-CAx-Systemen. Es soll das Selbststudium unterstützen und zu weite-
rer Beschäftigung mit der Software anregen.

Die Autoren sind dankbar für jede Anregung aus dem Kreis der Leser bezüglich
Inhalt und Reihenfolge der Modellierung. Weiterer Dank geht an Herrn Thomas
Zipsner sowie an alle beteiligten Mitarbeiter des Vieweg Verlags für die engagierte
und sachkundige Zusammenarbeit bei der Erstellung des Buches.

Magdeburg, im Dezember 2011 Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Sandor Vajna
Dipl.-Ing. Stephan Hartmann
Dipl.-Ing. Andreas Wünsch
VI

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung ................................................................................................... 1
1.1 Benutzungsoberfläche ......................................................................... 2
1.2 Datenverwaltung ................................................................................. 3
Neue Teiledatei anlegen ...................................................................... 3
Vorhandene Datei öffnen .................................................................... 4
Sichern ................................................................................................ 5
Dokumente erstmalig oder unter einem anderen Namen sichern ........ 5
Alle Sichern ........................................................................................ 5
Sicherungsverwaltung ......................................................................... 5
1.3 Umgebung ........................................................................................... 6
Anpassen der Umgebung (Module) .................................................... 7
Sprache ändern .................................................................................... 7
1.4 Tastatur- und Mausbelegung ............................................................... 7
1.5 Strukturbaum ...................................................................................... 8
Darstellung des Strukturbaumes ......................................................... 9
Strukturbaum erweitern ...................................................................... 9
1.6 Darstellung und Ansicht ..................................................................... 10
Konfigurieren des Grafikbereiches ..................................................... 10
Wiedergabemodus .............................................................................. 11
Sichtbarer und nicht sichtbarer Bereich .............................................. 12
Beleuchtung ........................................................................................ 13
Grafikeigenschaften ............................................................................ 13
2 Sketcher ...................................................................................................... 14
2.1 Einführung .......................................................................................... 14
Arbeiten in der Skizzenumgebung ...................................................... 14
Positionierte Skizze ............................................................................. 15
Skizziertools ....................................................................................... 15
Benutzerauswahlfilter ......................................................................... 16
2.2 Profilfunktionen .................................................................................. 16
Profil ................................................................................................... 17
Rechteck ............................................................................................. 17
Kreis .................................................................................................... 18
Punkt ................................................................................................... 18
Inhaltsverzeichnis VII

Linie .................................................................................................... 18
Spline .................................................................................................. 19
2.3 Profiloperationen ................................................................................ 19
2.4 Bedingungen und Bemaßungen .......................................................... 21
2.5 Erzeugen eines Schlüssellochprofils ................................................... 23
2.6 Erzeugen und Bearbeiten einer Profilkontur ....................................... 24
3 Konstruktion eines Getriebes .................................................................... 26
3.1 Erzeugen eines Wellendichtrings durch Extrusion ............................. 26
3.2 Erzeugen eines Wellendichtrings durch Rotation ............................... 30
3.3 Erzeugen einer Hülse durch Extrusion ................................................ 31
3.4 Anpassen der Hülse ............................................................................ 32
3.5 Erzeugen der Antriebswelle ................................................................ 33
3.6 Erzeugen der Abtriebswelle ................................................................ 36
3.7 Erzeugen des Rillenkugellagers .......................................................... 39
Hinterlegen/Erstellen einer Konstruktionstabelle ............................... 44
Verknüpfung mit einer vorhandenen Konstruktionstabelle ................ 45
3.8 Erzeugen eines teilparametrischen Zahnrades .................................... 46
Erzeugen einer Powercopy ................................................................. 56
3.9 Erzeugen des Gehäuses – Antriebsseite .............................................. 59
3.10 Erzeugen des Gehäuses – Abtriebsseite .............................................. 70
3.11 Anpassung von Teilevorlagen ............................................................. 87
Zahnrad 1 ............................................................................................ 87
Zahnrad 2 ............................................................................................ 90
Zahnrad 3 ............................................................................................ 91
Ritzelwelle .......................................................................................... 93
Erzeugen der Kugellager ..................................................................... 95
Erzeugen der Dichtung ....................................................................... 96
4 Drafting (Zeichnungserstellung) ............................................................... 97
4.1 Grundlagen ......................................................................................... 97
Öffnen einer Zeichnung ohne Teilevorlage ........................................ 97
Erstellen einer Zeichnung mit einem geöffnetem Teil ........................ 98
Erstellen von verschiedenen Einzelansichten ..................................... 99
Erstellen von Ansichten mit dem Assistenten ..................................... 100
Bearbeiten von Ansichten ................................................................... 101
Aufbereiten von Ansichten ................................................................. 102
Weitere Funktionen der Zeichnungserstellung ................................... 104
VIII Inhaltsverzeichnis

4.2 Zeichnungsableitung der Antriebswelle .............................................. 105
5 Assembly (Baugruppenerstellung) ........................................................... 108
5.1 Einfügen von Komponenten ............................................................... 108
5.2 Bewegen von Teilen und Komponenten ............................................. 109
5.3 Erstellen von Bedingungen ................................................................. 110
5.4 Aufbereiten von Baugruppen .............................................................. 111
5.5 Analysieren von Baugruppen .............................................................. 112
5.6 Baugruppenkomponenten ................................................................... 113
5.7 Erzeugen des Zusammenbaus ............................................................. 113
Zusammenbau der Unterbaugruppe „Antrieb“ ................................... 113
Modellieren eines Bauteils innerhalb des Zusammenbaus ................. 115
Zusammenbau der Unterbaugruppe „Gehäuse_Antrieb“ .................... 118
Zusammenbau der Unterbaugruppe „Gehäuse_Abtrieb“ .................... 122
Zusammenbau der Unterbaugruppe „Zwischenwelle“ ....................... 125
Zusammenbau der Unterbaugruppe „Abtriebswelle“ ......................... 126
Zusammenbau der gesamten Baugruppe „Getriebe“ .......................... 127
5.8 Baugruppenanalysen ........................................................................... 128
Produktstruktur aufrufen ..................................................................... 128
Stückliste erstellen .............................................................................. 128
Bedingungen analysieren .................................................................... 129
Baugruppenabhängigkeiten ................................................................. 129
Überschneidungsanalyse ..................................................................... 130
CATPart aus Produkt generieren ........................................................ 130
6 Photo Studio ............................................................................................... 131
6.1 Materialeigenschaften ......................................................................... 131
6.2 Umgebung ........................................................................................... 132
6.3 Lichtquellen ........................................................................................ 133
6.4 Kameras .............................................................................................. 136
6.5 Kataloge .............................................................................................. 137
7 Ausgewählte Funktionen ........................................................................... 138
7.1 Part Design .......................................................................................... 138
7.2 Generative Shape Design .................................................................... 145
Sachwortverzeichnis ........................................................................................ 156
1

1 Einleitung
CATIA V5 (Computer Aided Three-Dimensional Interactive Application) ist
ein leistungsfähiges CAx-System, das ursprünglich für den Flugzeugbau
entwickelt wurde und sich auch in der Automobilindustrie etabliert hat. Mit
CATIA V5 ist es möglich, dreidimensionale Draht-, Flächen- und Volu-
menmodelle zu entwickeln und aus diesen zweidimensionale Zeichnungen
abzuleiten oder zu erstellen.
Das Programm besteht aus 160 verschiedenen benutzerspezifischen Modulen
(Umgebungen), die dem Anwender neben der eigentlichen Konstruktion eine
Vielzahl weiterer Möglichkeiten, wie Kinematikuntersuchungen, FEM-
Berechnungen, NC-Programmierungen, wissensbasierte Konstruktionen oder
Visualisierungen bieten.
CATIA V5 wurde von Dassault Systèmes entwickelt. Das Unternehmen ko-
operiert mit dem französischen Flugzeughersteller Dassault Aviation und be-
schäftigt ca. 4000 Mitarbeiter. Die Produktpalette wird durch verschiedene
Produktdatenmanagementsysteme (PDM) wie Enovia – VPDM, – SmarTe-
am und –MatrixOne vervollständigt. Des Weiteren wird bei Dassault Systè-
mes das CAD-System Solid Works und der CAD-Modellierkern ACIS wei-
terentwickelt.
CATIA V5 wurde im Jahr 1999 von Dassault Systèmes als vollständig über-
arbeitete Version von CATIA V4 vorgestellt. Nicht nur die Benutzungsober-
fläche, sondern auch das Dateiformat wurde mit dem Hintergrund, ein voll-
ständig assoziatives Konstruieren zu ermöglichen, geändert. Im regelmäßi-
gen Abstand (ca. 6 Monate) erscheinen neue Releases des Systems. Das ak-
tuelle Release trägt die Bezeichnung R20, welches zurzeit auch am LMI
unterrichtet und in diesem Buch vorgestellt wird.
In der Industrie hat sich je nach der Unternehmensphilosophie eine jährliche
Neuerung mit geraden oder ungeraden Releases etabliert.
CATIA V5 ist grundsätzlich auf jedem Windows-Rechner (XP, Vista, Win-
dows 7) einsetzbar. Es wird jedoch empfohlen, ausschließlich zertifizierte
Systeme und lizenzierte Produkte zu verwenden. Grundsätzlich gilt die Emp-
fehlung, genügend Arbeitsspeicher (ab 1 GB) und eine leistungsfähige Gra-
fikkarte (mind. 128 MB Speicher) zur Verfügung zu stellen.
Um dem Nutzer die Handhabung des Buches zu erleichtern, werden die
Handlungsfolgen und zu manipulierenden Werte, fett hervorgehoben. Er-
gänzende Informationen werden kursiv, die Namen der jeweils verwendeten
Funktionen in KAPITÄLCHEN, dargestellt.
S. Vajna et al. (Hrsg.), CATIA V5 – kurz und bündig, DOI 10.1007/978-3-8348-2139-3_1,
© Vieweg+Teubner Verlag | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH 2012
2 1 Einleitung

1.1 Benutzungsoberfläche
Nach dem Start des Programms und dem Öffnen einer Datei präsentiert sich
die Benutzungsoberfläche von CATIA V5. Die Oberfläche ist durch die ver-
schiedenen Umgebungen (s. 1.3) und Symbolleisten vielseitig erweiter- und
anpassbar. Die folgende Abbildung zeigt die Benutzungsoberfläche in der
Umgebung PART DESIGN mit dem geöffneten Modell des Getriebegehäuses.
Auf die detaillierte Konstruktion des Gehäuses wird im weiteren Verlauf des
Buches eingegangen.
9
1
3
2
10
4
5
6
7
5
8

1 Titelleiste Enthält den Namen und die Spezifikation des aktiven

Dokuments.
2 Strukturbaum Enthält alle Informationen, wie z. B. Funktionen,

Parameter und deren Beziehungen zum Erstellen der
Geometrie in einer chronologischen Reihenfolge. Es
werden also Informationen zum strukturellen Aufbau
des geöffneten Modells bereitgestellt.
3 Kompass Dient zur Orientierung im Grafikbereich sowie zum

definierten Drehen oder Verschieben der Geometrie
oder Selektieren einzelner Flächen.
4 Symbolleisten Enthalten häufig verwendete Funktionen.

5 Funktionsleisten Enthalten die für diese Umgebung spezifischen An-

wendungen mit zugehörigen Symbolleisten.
6 Koordinatensystem Anzeige der Ausrichtung des Grafikbereichs.