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Über dieses Buch

Dieses Lehrbuch enthält ein nahezu komplettes Übungsprogramm für eine CAD-Grundausbildung für Maschinenbauer in CATIA V5. Die Modellierung von Bauteilen und komplexen Baugruppen sowie die Zeichnungsableitung und -aufbereitung werden detailliert und einfach nachvollziehbar dargestellt. Auf eine verständliche, methodisch zweckmäßige Vorgehensweise wird besonderer Wert gelegt. Auch das Konstruieren in der Baugruppe, Analysefunktionen für Baugruppen sowie die Baugruppenkonstruktion voneinander abhängiger Teile wird behandelt. Auf Grund der exemplarischen Darstellungsweise ist es bestens auch für ein effektives Selbststudium geeignet. Die 7. Auflage wurde versionsaktualisiert. Die Volumenmodellierung von Bauteilen wurde neu gegliedert, die Grundlagen wurden didaktisch verbessert und um die Modellierung räumlich gekrümmter Körper erweitert. Ausgewählte 3D-Modelle lassen sich im Internet auf der Verlagsseite herunterladen.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Zielsetzung

Zusammenfassung
Das Buch vermittelt einen Einstieg in das Konstruieren mit CATIA V5. Es richtet sich besonders an Studierende der Fachrichtung Maschinenbau und artverwandter Fachrichtungen in denen CATIA V5 als CAD-System verwendet wird. Es ermöglicht aber auch allen Umsteigern von anderen CAD-Systemen eine schnelle Einarbeitung in CATIA V5. Praktikern kann es ebenfalls eine wertvolle Hilfe sein. Die Ausführungen sind so abgefasst, dass sich der Studierende oder der Umsteiger die Inhalte im Selbststudium aneignen kann.
Ronald List

2. Konstruktionssystematische Grundlagen

Zusammenfassung
Erfolg stellt sich beim Konstruieren vor allen Dingen durch die Fachkompetenz und die Kreativität des Konstrukteurs ein. Das Anwenden konstruktionssystematischer Arbeitsmethoden und das Beherrschen des Umgangs mit dem CAD-System unterstützen dabei. Im Folgenden soll ein Überblick über konstruktionssystematische Grundlagen gegeben werden, die das Verständnis für die gewählten Übungsbeispiele der CAD-Ausbildung erhöhen und dort auch angewendet werden.
Ronald List

3. Einführung in CATIA V5

Zusammenfassung
CATIA V5 ist ein integriertes Programmsystem aus CAD- (Computer Aided Design), CAE- (Computer Aided Engineering) und CAM- (Computer Aided Manufacturing) Anwendungen für die digitale Produkterstellung, -simulation und -verwaltung. Mit dem CAD-System von CATIA V5 kann Geometrie erzeugt und analysiert werden. Die mit den CAD-Modulen erzeugten Daten lassen sich mit den CAE- und CAM-Modulen weiter bearbeiten. Hauptanwender von CATIA V5 sind die Luft- und Raumfahrtindustrie, der Fahrzeugbau, der Schiffbau und in zunehmendem Maße der Maschinenbau. Speziell unter dem Gesichtspunkt, Studierenden und Ingenieuren des Maschinenbaus die Einarbeitung in die grundlegenden CAD-Module von CATIA V5 so leicht und verständlich wie möglich zu machen, wurde dieses Buch geschrieben.
Ronald List

4. Umgang mit Dateien in CATIA V5

Zusammenfassung
Das Management von CATIA-Dokumenten ist deutlich anspruchsvoller als vergleichbare Operationen mit anderen Dateien wie z. B. die der Textverarbeitung und Tabellenkalkulation. Dies ist durch den relationalen, objektorientierten Programmaufbau von CATIA bedingt.
In einem Projekt entstehen vielfältige Verknüpfungen als programminterne Links innerhalb eines Teiles, zwischen verschiedenen Teilen in einer Baugruppe und zwischen verschiedenen CATIA-Dokumenttypen (*.Produkt, *.Part, *.Drawing, ...) sowie zwischen CATIA-Dokumenten und externen Dateien als programmexterne Links mit z. B. Excel-Dateien zur Variantenkonstruktion und Text-Dateien zur Definition von Standards.
Ronald List

5. Bauteilkonstruktion

Zusammenfassung
Die Bauteile (Parts) sind die kleinsten geschlossenen Bausteine einer Konstruktion. Sie werden in der Teilekonstruktion (Part Design) als Volumenmodell erzeugt und in einer Bauteildatei vom Typ bauteilname.CATPart abgelegt.
Das Volumenmodell eines Bauteils enthält alle notwendigen Geometriedaten der Konstruktionselemente (wie Punkte, Linien, Bögen usw.) und außerdem die vom Konstrukteur formulierten Zusammenhänge zwischen den Konstruktionselementen in Form von geometrischen Bedingungen (wie kongruent, konzentrisch, rechtwinklig usw.). Ein Volumenmodell eines Bauteiles besteht meistens aus mehreren Volumenkörpern.
Ronald List

6. Zusammenbau von Bauteilen zu Baugruppen

Zusammenfassung
In der Baugruppenkonstruktion (Assembly Design, Zusammenbau) lassen sich die Bauteile (Parts) nach funktionellen Gesichtspunkten zu einer Baugruppe (Produkt) zusammenbauen.
Funktionell zusammenhängende Bauteile können zu Montagegruppen zusammengefasst werden. Montagegruppen bilden mit weiteren Bauteilen eine Unterbaugruppe. Mehrere Unterbaugruppen bilden Ober- oder Hauptgruppen. Es entsteht dadurch eine Hierarchie von Bauteilen und Baugruppen.
Die Bauteile sind die kleinsten geschlossenen Bausteine einer Konstruktion. Sie werden in der Teilekonstruktion (Part Design) als Volumen- oder Flächenmodell erzeugt und in einer Bauteildatei vom Typ bauteilname.CATPart abgelegt.
Ronald List

7. Zeichnungsableitungen

Zusammenfassung
Für den Datenaustausch zwischen Konstruktionsbüro und Werkstatt ist es immer noch notwendig, die Datensätze „schwarz auf weiß“ vorliegen zu haben. Nicht alle für die Fertigung wichtigen Informationen wie z. B. Angaben zur Oberfläche und Wärmebehandlung, verschiedene Toleranzen und Texte lassen sich im 3D-Modell hinterlegen. Diese Angaben müssen den Zeichnungen hinzugefügt werden. Somit bildet die Zeichnung noch eine wichtige Schnittstelle zwischen Konstruktion und Fertigung.
Für die Darstellung der Bauteile und Baugruppen in Zeichnungen existiert für den Maschinenbau ein in 100 Jahren gewachsenes, bewährtes Regelwerk, das sich in der Ausbildung und in der Praxis nicht so schnell verdrängen lässt.
Ronald List

8. Verwenden und Konstruieren von Normteilen

Zusammenfassung
Durch Normung werden Gegenstände und Vorschriften planmäßig zum Nutzen der Allgemeinheit vereinheitlicht. Zu unterscheiden sind internationale (ISO), europäische (EN) sowie deutsche Normen (DIN) als Vertreter der nationalen Normen und firmenspezifische Werknormen.
Genormte Maschinenelemente, kurz Normteile genannt, sind konstruktive Bestlösungen. Als Kaufteile führt ihre Verwendung zu Einsparungen in Konstruktion und Fertigung.
Normteile und Normalien werden im CAD-System in Katalogen zur Verfügung gestellt. Da Normteile wie Schrauben, Muttern, Bolzen, Stifte usw. vom Anwender nicht selbst hergestellt sondern einbaufertig bezogen werden, ist die Darstellung im CAD-System im Wesentlichen auf die genormten Anschlussbedingungen beschränkt. Herstellerspezifische Unterschiede der Normteile dürfen keine funktionellen Auswirkungen haben.
Ronald List

9. Systematische, objektorientierte Teilekonstruktion

Zusammenfassung
Ein Ziel der Teilekonstruktion mit einem CAD-System sollte es sein, die Bauteile änderungsfreundlich zu gestalten. Dazu ist konstruktionssystematisches Vorgehen erforderlich.
Aus der Funktion eines Teiles in der Baugruppe ergibt sich seine Gestalt. Es sind meistens mehrere geometrisch unterschiedliche Gestaltungsvarianten möglich. Aus der Funktion und aus der Beanspruchung der Bauteile und aus den Randbedingungen zu benachbarten Teilen ergeben sich die konkreten Abmessungen des Teiles. Im Konstruktionsprozess (besonders in der Entwurfsphase) bleibt es nicht aus, dass die Abmessungen der Bauteile veränderten Belastungen, Werkstoffen, Fertigungsbedingungen, Randbedingungen usw. neu angepasst werden müssen. Der dazu notwendige Änderungsaufwand für die bereits modellierten Teile sollte sich dabei in vertretbaren Grenzen halten.
Ronald List

10. Baugruppenkonstruktion

Zusammenfassung
Die Teile werden in der Regel in der Umgebung der Baugruppe (Assembly Design) konstruiert. Das bedeutet, es werden nicht erst alle Einzelteile konstruiert und anschließend zusammengefügt, sondern die Einzelteile (Parts) werden innerhalb der Baugruppe erstellt. Hierbei ist es dann auch möglich, schon erstellte Teile als Stütze für das zu konstruierende Teil zu verwenden.
Alle bereits konstruierten Teile sind gleichzeitig auf dem Bildschirm zu sehen. Teile, die bei der Konstruktion eines neuen Teiles stören, lassen sich aber auch ausblenden.
Ronald List

11. Konstruieren von Baugruppen mit Abhängigkeiten der Teile

Zusammenfassung
Werden die Bauteile einer Baugruppe voneinander unabhängig modelliert, so müssen die Auswirkungen von Änderungen in einem Teil anschließend im benachbarten Teil unter Kontrolle des Konstrukteurs nachvollzogen werden.
Werden dagegen Bauteile oder Elemente eines Bauteiles innerhalb einer Baugruppe von einem anderen Bauteil abhängig konstruiert, so führen Änderungen im Ursprungsteil automatisch unter Kontrolle des CAD-Systems zur Anpassung im abhängigen Bauteil. Anpassungsfehler sind dadurch vermeidbar. Nachteilig dagegen ist, dass abhängig konstruierte Bauteile in der Regel nicht in anderen Baugruppen verwendet werden können.
Ronald List

Backmatter

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