Pro-ENGINEER Wildfire 3.0 für Fortgeschrittene - kurz und bündig : Grundlagen mit Übungen

117 Pages·2008·2.516 MB·German

by  Steffen Clement, Konstantin Kittel

Steffen Clement
Konstantin Kittel
Sándor Vajna (Hrsg.)
Pro/ENGINEER Wildfire 3.0
für Fortgeschrittene
–kurz und bündig
Aus dem Programm
Konstruktion
Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 für Einsteiger
–kurz und bündig
von S. Clement und K. Kittel
UNIGRAPHICS-Praktikum mit NX5
von G. Engelken und W. Wagner
AutoCAD Zeichenkurs
von H.-G. Harnisch
FEM
von B. Klein
Leichtbau-Konstruktion
von B. Klein
CATIA V5-Praktikum
herausgegeben von P. Köhler
Konstruieren, Gestalten, Entwerfen
von U.Kurz, H. Hintzen und H. Laufenberg
Technisches Zeichnen
von S. Labischund C. Weber
CATIA V5 – kurz und bündig
von R. Ledderbogen
CATIA V5-Grundkurs für Maschinenbauer
von R. List
Solid Edge - kurz und bündig
von M. Schabacker
vieweg
Steffen Clement
Konstantin Kittel
Pro/ENGINEER Wildfire
3.0 für Fortgeschrittene
– kurz und bündig
Grundlagen mit Übungen
Herausgegeben von Sándor Vajna
Studium Technik
Bibliografische Information Der Deutschen Nationalbibliothek
Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der
Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet
über <http://dnb.d-nb.de> abrufbar.
1. Auflage 2008
Alle Rechte vorbehalten
©Friedr.Vieweg & Sohn Verlag | GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2008
Lektorat:Thomas Zipsner
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gen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeiche-
rung und Verarbeitung in elektronischen Systemen.
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Umschlaggestaltung: Ulrike Weigel, www.CorporateDesignGroup.de
Druck und buchbinderische Verarbeitung: Wilhelm & Adam, Heußenstamm
Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier.
Printed in Germany
ISBN 978-3-8348-0184-5
V
Vorwort
Am Lehrstuhl für Maschinenbauinformatik der Otto-von-Guericke-Universität
Magdeburg werden seit 1994 Studenten an den wichtigsten CAD/CAM-Systemen
mit dem Ziel ausgebildet, Grundfertigkeiten in der Anwendung der CAD/CAM-
Technologie insgesamt zu erwerben. Diese Grundfertigkeiten können die Studen-
ten in Übungen zu weiterführenden Vorlesungen (beispielsweise Produktmodellie-
rung und Wissensbasierte Produktentwicklung) um komplexe Funktionalitäten und
Modellierungstechniken vertiefen.
Aufbauend auf den Grundlagen der parametrischen und featurebasierten 3D-
Modellierung vermittelt das vorliegende Buch dem Leser weiterführende praxisrele-
vante Anwendungen des CAD/CAM-Systems Pro/ENGINEER Wildfire 3. Der Fo-
kus liegt dabei auf einer kurzen und verständlichen Darstellung dieser Anwendungen.
Das Buch beginnt mit zwei umfangreicheren Beispielen zur Flächenmodellie-
rung, welche die Möglichkeiten dieser Modellierungsart aufzeigen. Die weiteren
Kapitel beschäftigen sich mit dem wissensbasierten Konstruieren von Baugrup-
pen und Einzelteilen. Den Abschluss bilden Kapitel über Animation und dyna-
mische Analyse von Baugruppen sowie zur FE-Berechnung mit dem Modul
Pro/MECHANICA.
Die ausgewählten Beispiele geben dem Leser einen vertiefenden Überblick über
die Anwendung von Pro/ENGINEER Wildfire 3 in der Produktentwicklung. Die
Beispiele Computermaus, Salz-/Pfefferstreuer, Extruderschnecke und der verein-
fachte animierte Motor zeigen die unterschiedlichen Vorgehensweisen und An-
wendungsbereiche von Pro/ENGINEER Wildfire 3. Dabei wurde der Detailgrad
der Beispiele dem Wissensstand der Anwender angepasst.
Das Buch wendet sich an Leser mit Grundlagenwissen in der Anwendung von
CAD/CAM-Systemen. Es unterstützt das Selbststudium und regt zur weiteren ver-
tieften Beschäftigung mit Pro/ENGINEER Wildfire 3 an. Durch den Aufbau des
Textes in Tabellenform eignet sich das Buch auch als Referenz für die tägliche
Arbeit mit Pro/ENGINEER Wildfire 3.
Die Autoren danken Herrn cand. inf. Alexander Blankenburg für seine Unterstüt-
zung bei der Erstellung des Manuskripts. Sie sind auch dankbar für jede Anregung
aus dem Kreis der Leser bezüglich Inhalt und Reihenfolge der Modellierung mit
Pro/ENGINEER Wildfire 3. Ein besonderer Dank geht an Herrn Thomas Zipsner
sowie allen beteiligten Mitarbeitern des Vieweg Verlags für die engagierte und
sachkundige Zusammenarbeit bei der Erstellung des Buches.
Magdeburg, im September 2007 Dr.-Ing. Steffen Clement
Dipl.-Ing. Konstantin Kittel
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Sandor Vajna
VII
Inhaltsverzeichnis
1 Allgemeine Einführung ............................................................................ 1
1.1 Grundlegende Begriffe ..................................................................... 2
1.2 Menü HILFE und Online-Hilfen ...................................................... 3
1.3 Protokollierung in der Trail-Datei .................................................... 3
1.4 Übersichtliche Modellstruktur erstellen ........................................... 4
1.5 Hinweis ............................................................................................. 4
2 Flächenmodellierung: Extruderschnecke ............................................... 5
2.1 Neue Datei erzeugen ......................................................................... 5
2.2 Zusätzliche Folie erzeugen ............................................................... 6
2.3 Hilfsgeometrien modellieren ............................................................ 6
2.4 Schneckengeometrie erzeugen .......................................................... 8
2.4.1 Hilfsgeometrie ausblenden .................................................... 10
2.4.2 Spirale mit Innenfläche verschmelzen ................................... 11
2.5 Schneckengeometrie vervollständigen ............................................. 12
2.6 Verrundungen erzeugen .................................................................... 16
2.7 Lagerung erzeugen ........................................................................... 18
2.8 Eckenradius erzeugen ....................................................................... 20
3 Computermaus .......................................................................................... 21
3.1 Grundfläche erzeugen ....................................................................... 21
3.2 Seitenfläche erzeugen ....................................................................... 22
3.3 Deckfläche erzeugen ......................................................................... 24
3.4 Daumenaussparung erzeugen ........................................................... 26
3.5 Volumenmodell erzeugen ................................................................. 28
3.6 Verrundungen anbringen .................................................................. 29
3.7 Tasten modellieren .......................................................................... 32
4 Zylinderschraube ...................................................................................... 36
4.1 Schraube modellieren ....................................................................... 36
4.2 Parameter festlegen ........................................................................... 39
4.3 Familientabelle erzeugen .................................................................. 40
4.4 Varianten öffnen ............................................................................... 42
5 Salzstreuer ................................................................................................. 43
5.1 Pfefferstreuer modellieren ................................................................ 44
5.2 Salzstreuer ableiten ........................................................................... 47
5.3 Pfefferstreuer modellieren und parametrisieren ............................... 49
5.4 Salzstreuerboden ableiten ................................................................. 49
5.5 Unterbaugruppen erzeugen ............................................................... 50
VIII Inhaltsverzeichnis
5.6 Hauptbaugruppe erzeugen ................................................................ 51
5.7 Beziehungen erstellen ....................................................................... 52
6 Welle .......................................................................................................... 59
6.1 Welle erzeugen.................................................................................. 60
6.2 Parameter festlegen ........................................................................... 62
6.3 Beziehungen definieren .................................................................... 64
6.4 Eingabewerte ändern ........................................................................ 69
7 Bewegungssimulation ............................................................................... 70
7.1 Einzelteile modellieren ..................................................................... 71
7.1.1 Motorblock ............................................................................ 71
7.1.2 Kurbelwelle ........................................................................... 72
7.1.3 Kolben ................................................................................... 73
7.1.4 Pleuel ..................................................................................... 75
7.2 Einzelteile zusammenbauen .............................................................. 76
7.2.1 Motorblock einbauen ............................................................. 77
7.2.2 Kurbelwelle einbauen ............................................................ 78
7.2.3 Kolben einbauen .................................................................... 79
7.2.4 Pleuel einbauen ..................................................................... 80
7.3 Antrieb definieren ............................................................................. 82
7.4 Analysen durchführen ...................................................................... 84
7.4.1 Bewegungssimulation durchführen ....................................... 84
7.4.2 Kollisionsprüfung durchführen ............................................. 85
7.4.3 Kennwerte berechnen ............................................................ 87
8 FE-Berechnung mit Pro/MECHANICA ................................................. 93
8.1 Pre-Processing .................................................................................. 94
8.2 Berechnung ....................................................................................... 100
8.3 Post-Processing ................................................................................. 103
Literaturverzeichnis ....................................................................................... 108
Sachwortverzeichnis ....................................................................................... 109
1
1 Allgemeine Einleitung
Pro/ENGINEER ist ein CAD/CAM-System, dass in der Produktentwicklung ein-
gesetzt wird. Das vorliegende Buch ist eine Fortsetzung des Buches
Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 für Einsteiger und beschäftigt sich mit folgenden
Themengebieten:
(cid:120) Entwicklung von 3D-Bauteilen durch komplexe Flächenmodellierung
(cid:120) Einblick in das Arbeiten mit Familientabellen und Parametrisierung
(cid:120) parametrische Konstruktion in Bauteilen und Baugruppen unter anderem mit
Hilfe von Pro/PROGRAM
(cid:120) Bewegungsanimation mit Hilfe des Werkzeugs Mechanism Design und
(cid:120) Anwendung der FEM-Analyse mit Pro/Mechanica.
Das CAD/CAM-System Pro/ENGINEER bietet verschiedene Möglichkeiten, den
Produktenwickler bei der täglichen Arbeit zu unterstützen. Das vorliegende Buch
zeigt bei der Anwendung von Pro/ENGINEER die Arbeitsweise in den Phasen
Entwerfen, Ausarbeiten und Detaillieren des Konstruktionsprozesses. Durch die
Verknüpfung der Bauteilerstellung mit der Parametrik, Bewegungsanalyse und
FEM-Analyse besteht die Chance, eine Baugruppe oder ein Bauteil komplett in ein
und demselben System zu konzipieren und später zu detaillieren. Dabei werden
auch Schleifen und Iterationen zwischen den einzelnen Prozessschritten unterstützt
und gefördert. Für eine vollständige Dokumentation der Arbeiten mit der zugehö-
rigen Nachvollziehbarkeit steht dem Anwender meist ein PDM-System (Product
Data Management) zur Verfügung. Auf die Anwendung von PDM-Systemen wird
in diesem Buch nicht eingegangen. Bei der Erstellung der Bauteile und Baugrup-
pen werden bewährte Elemente von Pro/ENGINEER verwendet:
(cid:120) die direkte Manipulierbarkeit der Elemente (Feature) inklusive einer Überprü-
fung auf Konsistenz und Erzeugbarkeit der geänderten Elemente
(cid:120) die Möglichkeit des Aufbringens technologischer Informationen an den Ele-
menten (z. B. Bearbeitungsvorgaben, geometrische Toleranzen)
(cid:120) die Baumstruktur mit der Möglichkeit, direkt auf erzeugte Elemente zuzugrei-
fen
(cid:120) die Möglichkeit des regelbasierenden (wissensbasierenden) Konstruierens
durch die Integration von Abhängigkeiten und Beziehungen zwischen einzel-
nen Parametern, Bauteilen und Baugruppen.
2 1 Allgemeine Einleitung
1.1 Grundlegende Begriffe
Begriff Erläuterung
Doppelklick zweifache Betätigung einer Maustaste
Eingabezeile Eingabe der Werte in der Konstruktionswerkzeugleiste
LMB (Left Mouse Button), Linke Maustaste
MMB (Middle Mouse Button), Mittlere Maustaste
RMB (Right Mouse Button), Rechte Maustaste
Button beschriftetes Feld zum Ein-/Ausschalten von Funktionalitäten
Icon graphisches Feld zum Ein-/Ausschalten von Funktionalitäten
Selektieren Auswählen eines Geometrieobjektes mit der Maus
DTM [Datum Plane] Bezugsebene zur Platzierung der Skizzen
Zur besseren Übersichtlichkeit der im Buch beschriebenen praktischen Beispiele
wurden verschiedene Formatvorlagen verwendet. Die folgende Tabelle zeigt und
erläutert die im Buch verwendeten Konventionen:
Konvention Erläuterung Beispiel
(...) Hinweis oder Erläuterung einer Aktion (mehrere Elemente
zum besseren Verständnis mit STRG+LMB
wählen)
Fett Windows-Fenster mit Nennung der Referenzen
Fensterüberschrift
GROSSBUCH- Symbolleisten, Bereiche der Programm- MENUELEISTE,
STABEN oberfläche, Menüpunkte... ARBEITSFENS-
TER
Kursiv Funktionen, Drop-Down Menüs Speichern, Extrudie-
Iconbezeichnung (Schaltfläche) ren-Tool
(cid:198) Aktionen, die vom Programm automa- (cid:198) Skizzieransicht
tisch ausgeführt werden wird geöffnet
(cid:159) Abfolgen von Aktionen, die nacheinan- DATEI(cid:159)Öffnen
der ausgeführt werden
<Wert> Tastatureingabe eines Zahlenwertes <120>
<Name> Eingabe der Zeichenkette „Name“ <yes>
1.3 Protokollierung in der Trail-Datei 3
1.2 Menü HILFE und Online-Hilfen
Die wichtigsten Befehle im Menü HILFE:
Hilfe Center Öffnen der Pro/ENGINEER-Hilfe
Was ist das? kontextbezogene Hilfe
Menü Mapper bietet die Möglichkeit, Inhalte von Befehlen zu Vorgänger-
versionen von Pro/ENGINEER darzustellen bspw.
Wird der Cursor über ein Icon bewegt, so erscheint eine einzeilige Kurzinformati-
on zum jeweiligen Befehl in schwarzer Schrift auf gelben Grund. Um eine aus-
führliche Information zu den entsprechenden Menüpunkten zu erhalten, bietet die
Online-Hilfe gute Möglichkeiten, Probleme selbständig zu lösen. Zum Vermeiden
von Wartezeiten bei einer späteren Nutzung der Online-Hilfe, sollte man den
Browser offen lassen.
1.3 Protokollierung in der Trail-Datei
Die Trail-Datei, die von Pro/ENGINEER automatisch erzeugt wird, enthält die
Dokumentation aller durchgeführten Arbeitsschritte. Diese Datei kann nach even-
tuellen Systemausfällen zur Modellierung herangezogen werden. Es ist jedoch dar-
auf zu achten, dass veraltete Trail-Dateien gelöscht werden. Durch das Löschen
dieser Daten wird Speicherplatz freigegeben. Daher bietet es sich außerdem an, die
Trail-Dateien in einem separaten Verzeichnis zu speichern.
(cid:120) Anlegen eines Ordners, z. B. trail.
Öffnen der Konfigurationsdatei: MENUELEISTE (cid:159) TOOLS (cid:159)Optionen(cid:198)
Konfigurationsdatei wird geöffnet
Falls die Option „trail_dir“ bereits vor-
handen ist:
(cid:120) im Eingabefeld „Wert“ den Pfad
zum gewünschten Ordner angeben
Falls die Option „trail_dir“ noch nicht
vorhanden ist:
(cid:120) im Eingabefeld „Option“
<trail_dir> eingeben
(cid:159)(cid:3)im Eingabefeld „Wert“ den Pfad
zum gewünschten Ordner angeben
(cid:159)(cid:3)LMB Button Hinzuf/Löschen