Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 für Einsteiger – kurz und bündig: Grundlagen mit Übungen

151 Pages·2009·3.648 MB·German

by  Steffen Clement, Konstantin Kittel (auth.), Sándor Vajna (eds.)

Steffen Clement | Konstantin Kittel | Sándor Vajna (Hrsg.)
Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 für Einsteiger – kurz und bündig
Steffen Clement | Konstantin Kittel
Pro/ENGINEER
Wildfire 4.0 für Einsteiger –
kurz und bündig
Grundlagen mit Übungen
3., überarbeitete und aktualisierte Auflage
Herausgegeben von Sándor Vajna
STUDIUM
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Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über
<http://dnb.d-nb.de> abrufbar.
1. Auflage 2005
2.,aktualisierte und ergänzte Auflage 2006
3.,überarbeitete und aktualisierte Auflage 2009
Alle Rechte vorbehalten
© Vieweg+Teubner|GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden 2009
Lektorat: Thomas Zipsner | Imke Zander
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sondere für Vervielfältigungen, Über setzun gen, Mikro verfil mungen und die
Ein speiche rung und Ver ar beitung in elek tro nischen Syste men.
Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem
Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche
Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten
wären und daher von jedermann benutzt werden dürften.
Umschlaggestaltung: KünkelLopka Medienentwicklung, Heidelberg
Technische Redaktion: Stefan Kreickenbaum, Wiesbaden
Druck und buchbinderische Verarbeitung: MercedesDruck, Berlin
Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier.
Printed in Germany
ISBN 978-3-8348-0535-5
V
Vorwort
Am Lehrstuhl für Maschinenbauinformatik der Otto-von-Guericke-Universität
Magdeburg werden Studenten seit über vierzehn Jahren an verschiedenen führen-
den CAD/CAM-Systemen mit dem Ziel ausgebildet, Grundfertigkeiten in der An-
wendung der CAD/CAM-Technologie zu erwerben. Um die Spezialisierung auf
ein CAD/CAM-System zu vermeiden, bearbeiten die Studenten einen Kanon von
Übungsbeispielen auf mindestens vier verschiedenen CAD/CAM-Systemen. Die
Reihe „kurz und bündig“ nutzt die vielfältigen Erfahrungen aus dieser Ausbildung
und stellt die Erfahrungen einem breiten Publikum (Leserschaft) zur Verfügung.
Im vorliegenden Buch werden dem Leser die Grundlagen der parametrischen und
featurebasierten 3D-Modellierung mit dem CAD/CAM-System Pro/ENGINEER
Wildfire 4 vermittelt. Die dritte Auflage berücksichtigt dabei nicht nur die Ver-
änderungen in Pro/ENGINEER Wildfire 4, sondern nimmt auch Anregungen
aus dem Leserkreis auf. Neu ist das Beispiel „Kugelhahn“, welches das
Beispiel „Drosselventil“ ersetzt. Das Übungsbeispiel „Freischwinger“ wurde
für einen einfacheren Zusammenbau modifiziert. Es ist im Internet unter
www.viewegteubner.de/onlineplus zu finden.
Der Fokus liegt auf einer kurzen und verständlichen Darstellung der grundlegen-
den Modellierungstechniken, beginnend mit einfachen Bauteilen. In den weiteren
Kapiteln wird die Verknüpfung von Einzelteilen zu Baugruppen, die Ableitung
technischer Zeichnungen sowie die Erzeugung von Flächenmodellen behandelt.
Den Abschluss des Buches bildet ein Kapitel zur Blechteilerzeugung.
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
CAD/CAM-System Pro/ENGINEER Wildfire 4 genutzt werden.
Das Buch wendet sich an Leser mit keiner oder geringer Erfahrung in der Anwen-
dung von CAD/CAM-Systemen. Es soll das Selbststudium unterstützen und die
weitere Beschäftigung mit der Software anregen.
Die Autoren danken Herrn cand. mach. Bernd Neutschel für seine Unterstützung
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 4. Weiterer Dank geht an Herrn Thomas Zipsner sowie
an alle beteiligten Mitarbeiter des Verlags Vieweg+Teubner für die engagierte und
sachkundige Zusammenarbeit bei der Erstellung des Buches.

Magdeburg, im Januar 2009 Dr.-Ing. Steffen Clement
Dipl.-Ing. Konstantin Kittel
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Sándor Vajna
Inhaltsverzeichnis VII
Inhaltsverzeichnis
1 Allgemeine Einführung ............................................................................ 1
1.1 Grundlegende Begriffe ...................................................................... 2
1.2 Benutzungsoberfläche ........................................................................ 3
1.3 Menüleiste .......................................................................................... 3
1.4 SYSTEMLEISTE .............................................................................. 8
1.5 Navigationsbereich ............................................................................ 9
1.6 ARBEITSFENSTER ......................................................................... 10
1.7 MITTEILUNGSFENSTER ............................................................... 10
1.8 SCHALTPULT .................................................................................. 11
1.9 WERKZEUGKASTEN ..................................................................... 12
1.10 Individuelles Anpassen des Bildschirms ........................................... 12
1.11 Maussteuerung ................................................................................... 13
1.12 Dynamisches Mausmenü ................................................................... 14
1.13 Selektieren von Elementen ................................................................ 14
1.14 Datenverwaltung ................................................................................ 15
1.15 Hinweise und Tipps ........................................................................... 16
1.16 Skizziermodus .................................................................................... 18
1.17 Neuigkeiten in Wildfire 4.0 ............................................................... 22
2 Übung: Hülse ............................................................................................. 24
2.1 Modellierung Variante 1 .................................................................... 25
2.2 Modellierung Variante 2 .................................................................... 33
2.3 Modellierung Variante 3 .................................................................... 37
2.4 Kontrollfragen ................................................................................... 38
3 Übung: Kugelhahn ................................................................................... 39
3.1 Modellieren des Gehäuses ................................................................. 40
3.2 Modellieren des Anschlussstücks ...................................................... 58
3.3 Modellieren des Anschlussstücks (Weg 1) ........................................ 58
3.4 Modellieren des Anschlussstücks (Weg 2) ........................................ 66
3.5 Modellieren der Kugel ....................................................................... 66
3.6 Modellieren der Welle ....................................................................... 73
3.7 Modellieren des Hebels ..................................................................... 81
3.8 Zusammenbau .................................................................................... 86
3.9 Zeichnung des Kugelventils erstellen ................................................ 97
3.10 Kontrollfragen ................................................................................... 111
4 Übung: Sattel ............................................................................................. 112
4.1 Neues Bauteil ..................................................................................... 112
4.2 Punkte erzeugen ................................................................................. 112
VIII Inhaltsverzeichnis
4.3 Splinekurven in erster Richtung erzeugen ......................................... 114
4.4 Splinekurven in zweiter Richtung erzeugen ...................................... 115
4.5 B-Spline-Fläche erzeugen .................................................................. 116
4.6 Flächen verschmelzen ........................................................................ 121
4.7 In Volumenmodell umwandeln ......................................................... 122
4.8 Bohrungen erzeugen .......................................................................... 123
4.9 Rundungen erzeugen ......................................................................... 125
4.10 Sattel speichern .................................................................................. 125
4.11 Kontrollfragen ................................................................................... 125
5 Übung: Mensatasse ................................................................................... 126
5.1 Neue Datei erzeugen .......................................................................... 126
5.2 Grundkörper erzeugen ....................................................................... 126
5.3 Fase und Rundung erzeugen .............................................................. 128
5.4 Tassenhenkel modellieren .................................................................. 129
5.5 Tasse speichern .................................................................................. 132
5.6 Kontrollfragen ................................................................................... 132
6 Übung: Scharnier ..................................................................................... 133
6.1 Oberteil .............................................................................................. 133
6.2 Erzeugen des Unterteils ..................................................................... 137
6.3 Erzeugen des Bolzens (selbstständig) ................................................ 139
6.4 Zusammenbau des Scharniers (selbstständig) ................................... 139
6.5 Kontrollfragen ................................................................................... 140
7 Lösungen der Kontrollfragen .................................................................. 141
7.1 Musterlösung Übung: Hülse .............................................................. 141
7.2 Musterlösung Übung: Kugelhahn ...................................................... 141
7.3 Musterlösung Übung: Sattel .............................................................. 141
7.4 Musterlösung Übung: Mensatasse ..................................................... 142
7.5 Musterlösung Übung: Scharnier ........................................................ 142
Schlusswort ..................................................................................................... 143
Sachwortverzeichnis ....................................................................................... 144
1
1 Allgemeine Einführung
Pro/ENGINEER ist ein CAD/CAM-System, das in der Produktentwicklung einge-
setzt wird. Das vorliegende Buch gibt einen Überblick über folgende Grundlagen
bei der Anwendung des CAD/CAM-Systems Pro/ENGINEER Version Wildfire
4.0:
• Entwicklung von 3D-Bauteilen durch Volumen- und Flächenmodellierung
• Erstellen von Baugruppen
• Grundlagen der Zeichnungserstellung
• Erweiterte Flächenmodellierung
• Grundlagen der Blechteilmodellierung.
Pro/ENGINEER verwendet einen parametrischen Modellierer, der sich durch fol-
gende Kriterien auszeichnet:
• die direkte Manipulierbarkeit der Elemente (Features) inklusive einer Überprü-
fung auf Konsistenz und Erzeugbarkeit der geänderten Elemente
• die Möglichkeit des Aufbringens technologischer Informationen an den Ele-
menten (z. B. Bearbeitungsvorgaben, geometrische Toleranzen)
• eine Baumstruktur, in der direkt erzeugte Elemente angewählt werden können
• die Möglichkeit des regelbasierenden (wissensbasierenden) Konstruierens
durch die Integration von Abhängigkeiten zwischen einzelnen Parametern.
Im Programm bildet ein Skizzenmodus, der sog. Sketcher, eine Basis für eine vor-
läufig zweidimensionale, automatisch bemaßte Skizze. Die Art der Bemaßung
kann vom Anwender an entsprechende Anforderungen und Richtlinien, bspw. für
die Fertigung, angepasst werden. Aus der regenerierten Skizze entsteht bspw.
durch Profilverschiebung, Rotation oder Ziehen (entlang einer vorgegebenen Kur-
ve) ein Flächenmodell oder Volumenkörper. Daher kann von einem „skizzenorien-
tierten“ Prinzip gesprochen werden. Das „Skizzieren“ hat sich als eine elegante
und schnelle Entwurfsmethode herausgestellt.
2 1 Allgemeine Einführung
1.1 Grundlegende Begriffe
Begriff Erläuterung
Eingabezeile siehe Abschnitt 1.8 (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 (mehrere Elemente mit
Aktion zum besseren Verständnis STRG+LMB wählen)
Fett Windows-Fenster mit Nennung Referenzen
der Fensterüberschrift
GROSSBUCH- Symbolleisten, Bereiche der Pro- MENUELEISTE,
STABEN grammoberfläche, Menüpunkte... ARBEITSFENSTER
Kursiv Funktionen, Drop-Down-Menüs, Speichern, Extrudier-Tool
Iconbezeichnung (Schaltfläche)
(cid:198) Aktionen, die vom Programm (cid:198) SKIZZIERANSICHT
automatisch ausgeführt werden WIRD GEÖFFNET
(cid:159) Abfolgen von Aktionen, die nach- DATEI (cid:159) Öffnen
einander ausgeführt werden
<Wert> Tastatureingabe eines Zahlen- <120>
wertes
<Name> Eingabe der Zeichenkette „Name“ <yes>
1.3 Menüleiste 3
1.2 Benutzungsoberfläche

MENUELEISTE SYSTEMLEISTE
NAVIGATIONSBEREICH
WERKZEUGKASTEN
BROWSER
ARBEITSFENSTER
MITTEILUNGSFENSTER
SCHALTPULT

1.3 Menüleiste
Die MENUELEISTE enthält sämtliche Funktionen des CAD/CAM-Systems
Pro/ENGINEER. Alle Funktionen, die in der Benutzungsoberfläche direkt über
Icons (Schaltflächen) gewählt werden können, sind in der MENUELEISTE unter
den Menüpunkten Einfügen und Editieren zu finden. Die benötigten Befehle wer-
den mit dem Mauszeiger angewählt, wobei im MITTEILUNGSFENSTER die
Kurzinformation zu dem jeweiligen Befehl angezeigt wird. Nach dem Selektieren
des jeweiligen Icons erscheint entweder ein Untermenü oder eine Aufforderung,
einen Wert einzugeben bzw. ein Element auszuwählen. Zu beachten ist, dass abge-
blendet dargestellte Icons momentan nicht aktiv sind und somit nicht angewählt
werden können. Grundsätzlich ist vor dem Selektieren eines Icons das zu bearbei-
tende Konstruktionselement zu markieren.
1.3.1 Menü DATEI
Die wichtigsten Befehle im Menü DATEI:
Erstellt ein neues Objekt, dieses ist damit „in Sitzung“ (im
Neu
Arbeitsspeicher des Systems). Neue Objekte sind z. B.
Part, Drawing, Assembly ... Für neue Objekte darf nicht
der gleiche Name wie für ein „in Sitzung“ befindliches
Objekt vergeben werden.
4 1 Allgemeine Einführung
Ein vorhandenes Objekt öffnen (dies ist damit „in Sit-
Öffnen
zung“).
Arbeitverzeichnis Ändern des Verzeichnisses, in dem Pro/ENGINEER die
festlegen erzeugten Modelle speichert. Das Standardarbeitsver-
zeichnis wird bei der Installation eingestellt.
Sichert das aktuelle Objekt im Arbeitsverzeichnis.
Speichern
Pro/ENGINEER versioniert die gespeicherten Objekte bei
jedem Speichervorgang. Hinter die Endung wird jeweils
eine entsprechende Versionsnummer gesetzt.
Bauteil.prt = Speichervorgang 1
Bauteil.prt.1 = Speichervorgang 2
Bauteil.prt.x = Speichervorgang (x+1)
Datensicherung Sichert bspw. eine komplette Baugruppe in ein anzuge-
bendes Verzeichnis.
Spiegelteil Spiegelt das aktuelle Bauteil und erzeugt eine neue Datei
mit dem gespiegelten Bauteil.
Wegnehmen Entfernt gewählte Objekte aus „Sitzung“ (Arbeitsspeicher).
Legt eine Kopie des aktuellen Objekts an, die Kopie darf
Kopie speichern
nicht den gleichen Namen wie ein „in Sitzung“ befindli-
ches Objekt besitzen. Das Objekt kann durch Auswahl des
entsprechenden Dateityps in neutrale Datenformate (STL,
IGES, STEP, STL, VRML, VDAFS ...) exportiert werden.
Löschen Löscht entweder Alle Versionen oder alle bis auf die aktu-
elle Version eines Objekts (Alte Versionen).
1.3.2 Menü EDITIEREN
Das Menü EDITIEREN enthält Befehle zum Bearbeiten von bereits vorhandener
Geometrie. Die wichtigsten Befehle im Menü EDITIEREN:
Spiegelt Konstruktionselemente (KE) an einer Ebene.
Spiegeln
Erleichtert das Modellieren symmetrischer Bauteile.
Erstellt und bewegt eine Kopie eines KEs entlang einer
Bewegen
gewählten Richtung.
Jedes Konstruktionselement (KE) wird dabei neu erzeugt
Regenerieren
und auf die Erfüllung vorhandener Regeln überprüft. Das
Regenerieren nach Änderungen ist von Vorteil, da die
Ergebnisse der Änderungen im ARBEITSFENSTER nicht
zu sehen sind. Standardmäßig erfolgt das Regenerieren
automatisch.