Mechatronik/ Maschinenbau

1. Mechatronik/Maschinenbau Bauteile

2. Bauteile - Inhalt • Grundlagen • Mechanische Bearbeitung • Gußteile • Schweißbauteile • Blechteile

3. Grundlagen Skizzen so einfach wie möglich Skizzen sollen nach Möglichkeit nur die Geometrie enthalten, die auch wirklich benötigt wird. Verrundungen und Fasen lassen sich einfacher direkt am Körper anbringen.

4. Grundlagen

5. Grundlagen Abstände bemaßen Mit dem Bemaßen von Abständen gegenüber Längen kann man sich unnötige Fehlermeldungen ersparen. Wird ein längendefiniertes Element getrimmt, kommt immer eine Warnung, dass ein Element dessen Länge bestimmt ist nicht getrimmt werden kann und dazu die Frage, ob es zum Abstandsmaß verändert werden soll. Bei Bestätigung bleibt der Endpunkt einer Linie mit dem Maß erhalten und die Linie entsprechend der Auswahl getrimmt.

6. Grundlagen Geometrie der Skizze auf Skizzenachsen oder definierte Bezüge beziehen Für die eindeutige Bestimmung der Geometrie, muss diese zu Referenzelementen bemaßt werden. Wird innerhalb der Skizze das richtige Bezugssystem verwendet kann die Skizze rasch umpositioniert werden, ohne dass Bezüge (Referenzen) verloren gehen

7. Grundlagen Skizzen immer vollständig bestimmen Damit sich bei Änderungen keine ungewollten Verschiebungen innerhalb einer Skizze ergeben ist es notwendig alle Skizzen immer vollständig zu bemaßen. Wichtig ist, dass dabei die Endpunkte von Achsen und auch die Hilfsgeometrie nicht vergessen wird.

8. Grundlagen Skizzen in geometrische Sets oder als eigenständige Features Skizzen sind im Strukturbaum immer dem jeweiligen Feature zugeordnet. Beim Bearbeiten einer in einem Feature verwendeten Skizze wird diese in Bearbeitung gesetzt und das Feature als nicht vorhanden dargestellt. Befindet sich die Skizze in einem geometrischen Set außerhalb des zu bearbeitenden Körpers, bleibt die Darstellung des Körpers wie ohne Änderung vorhanden. Dies erleichtert die Änderung, da die Orientierung bei komplexen Teilen erhalten bleibt.

9. Grundlagen Parameter, Bezüge, Bedingungen verwenden Durch den Einsatz von Parametern kann das Modell einfach geändert werden. Parameter sind Variable denen ein Wert zugeordnet wird. Jeder Wert im Modell kann durch einen Parameter ersetzt werden. Parameter sind sparsam einzusetzen, die Benennung ist eindeutig zu wählen. Für Skelett und Parameter gilt: konsequent einsetzen für das gesamte Modell. Auch Formeln in Bemaßungen konsequent einsetzen.

10. Grundlagen Parameter, Bezüge, Bedingungen verwenden Bemaßungen sollen immer auf Bezüge orientiert werden. Dadurch lassen sich zusammenhänge leichter steuern. Wenn es möglich Ist sollen Bedingungen eingesetzt werden.

11. Mechanische Bearbeitung Aussengeometrie erzeugen Sinnvoll ist es zuerst die Aussengeometrie zu erzeugen und erst anschließend die Bohrungen bzw. Durchbrüche zu gestalten.

12. Mechanische Bearbeitung Struktur Bei der Erzeugung der Aussengeometrie ist es nicht notwendig bzw. unüblich, vom Rohteil auszugehen, sondern es wird die grobe Struktur des Bauteils gemacht.

13. Mechanische Bearbeitung Durchbrüche erzeugen Werden Durchbrüche oder Materialentfernungen gemacht, soll die Bemassung entweder auf die Aussenhülle referenziert oder ein Bezug geschaffen werden. Die Referenzierung „bis zum nächsten“ oder „bis zum letzten“ soll vermieden werden. Besser ist es hier eine Fläche abzuleiten (0 – Versatz oder Länge) und bis zu dieser zu referenzieren oder direkt auf die Fläche.

14. Mechanische Bearbeitung „Pick and place“ Elemente Diese sollten erst am Ende des Bauteils angeordnet werden um eine leichtere Änderung zu bewerkstelligen. Des Weiteren wird somit die Fehlervermeidung erhöht, da es nicht möglich ist auf diese Elemente zu referenzieren. Rundungen und Fasen sollten nicht in einem Element zusammengefasst werden, sondern als Funktionsgruppen gewählt werden. Bei durchdringenen Elementen wie Rippen oder Schalen muss auf den stabilen Aufbau der umschließenden Geometrie geachtet werden.

15. Mechanische Bearbeitung Große Bauteile Bei sehr großen Bauteilen – vor allem bei Gußstücken – ist es oft zweckmäßig diese als Baugruppe zu definieren und einzelne Referenzbauteile einzubauen. Diese werden dann in einem Gesamtteil mit Publizier- und Kopiergeometrien zusammengefasst. In Programmen mit „Boolschen Operatoren“ ist dabei die Strukturanordnung ähnlich einer Baugruppe aufzubauen. Diese Vorgehensweise ist ab ca. 200 Features sinnvoll.

16. Mechanische Bearbeitung

17. Gußteile Allgemein Viele Wege führen nach Rom!! Am einfachsten und sinnvollsten ist die Definition über eine Gußbaugruppe. Dabei ist die einfache Referenzierung und auch die Komplettierung, mit Rohteil, Fertigteil und Kernen (Schiebern) Von Vorteil. Bei Programmen, die „Bool‘sche Operationen“ zulassen besteht auch die Möglichkeit der Konstruktion in einem Teil.

18. Gußteile Allgemein Der parametrische Aufbau und die Assoziativität zwischen den Komponenten erleichtert das Editieren während des Konstruktionsprozesses erheblich, und führt letztendlich zu einer Steigerung der Produktivität im Konstruktionsprozess. Vor Beginn der Konstruktion sei auf die Einstellung Verknüpfung mit ausgewähltem Objekt beibehalten (Keep Link with selected object) verwiesen, die unbedingt aktiviert werden muss. (Tools/Optionen/Infrastruktur/Teileinfrastruktur/Allgemein) falls nicht mit Verknüpfungen konstruiert wird. Auch unter Teileinfrastruktur im Register Anzeige unter Geometrie befindet sich die Einstellung Nur der aktuell in Bearbeitung befindliche Volumenkörper, (Only the current operated solid), die für diese Beispiele aus Gründen der Übersichtlichkeit ebenfalls aktiviert wurde.

19. Gußteile Beispiel

20. Gußteile Baugruppe In der Hauptbaugruppe sollten grundsätzlich keine Bauteile einzeln verbaut werden, sondern in Unterbaugruppen (Modulbaugruppen) angeordnet werden. Der Vorteil dieser Arbeitsweise ist der, dass das Auffinden von Bauteilen und die Handhabung des Modellbaumes optimiert werden. Weiters können Unterbaugruppen parallel bearbeitet werden und das Austauschen von gesamten Modulen ist ebenfalls einfacher.

21. Gußteile Baugruppe • Im Vorhinein ist aber folgendes zu beachten: • Grundstruktur der Gesamtbaugruppe muss bekannt sein. • Module sollen funktionsgerecht sein. • In jeder Baugruppe muss ein Skelett vorhanden sein. • Es soll auf jeden Fall vermieden werden, dass Einzelteile in der obersten Hierarchie verbaut werden.

22. Gußteile Baugruppe In einem Skelett sollen grundsätzlich nur Referenzen für Hauptabmaße und Einbaureferenzen vorhanden sein. Es ist wichtig, die benötigten Referenzen in der Hierarchie soweit unten als möglich anzusiedeln. Damit wird erstens eine Fehlerquelle eliminiert und zweitens kann die Regenerierungsdauer vermindert werden, da weniger Ebenen beachtet werden.

23. Gußteile Baugruppe Referenzierungshierarchie Um die Zeitdauer des Regeneriervorgangs zu verkürzen, ist es sinnvoll, Referenzen dort zu erstellen, wo sie benötigt werden. Um die Unabhängigkeit von Modulen zu garantieren, müssen Referenzen zwischen Modulskeletten vermieden werden. Dadurch wird die Weiterverwendung bzw. das Austauschen von einzelnen Modulen vereinfacht. Nachteilig ist, dass Bezüge doppelt erzeugt und gewartet werden müssen. Referenzen dürfen nur in eine Richtung und nur in die nächste Ebene weitergegeben werden! (Sonderfall ist die Verwendung von Externen Kopiergeometrien.

24. Gußteile

25. Schweißteile Allgemein Skelettteil einer Schweissbaugruppe (X – Schlitten einer Werkzeugmaschine – 3000 x 1500 x1700 mm; ~ 1500 kg)

26. Schweißteile Allgemein Wann Biegen – wann Schweißen? Bei der Erstellung von Schweißbaugruppen treten meist die Probleme auf, das Aufgrund einer späteren Bearbeitung der Baugruppe als ganzes, die Teile kleiner gehalten sind, als das Fertigmaß der Baugruppe ist. Grundsätzlich ist die Konstruktion der Einzelteile und der Zusammenbau in einer Baugruppe ohne entsprechende Bindung von Referenzen untereinander zu vermeiden.

27. Schweißteile Flächenmodel Darstellung der schlechten Zuordnung der Seiten bei einem Flächenmodell

28. Schweißteile Solidmodel Vorteil: Skelett entspricht tatsächlichem Teil und kann ehest eingebaut bzw. für FEM verwendet werden.

29. Schweißteile Solidmodel Erzeugen eines Bleches durch anbinden an die Kopiergeometrie Maße anKontur Ausgerichtet

30. Schweißteile

31. Blechteile Um eine gemeinsame Darstellung von abgewickeltem und gebogenem Blechteil auf der Zeichnung zu ermöglichen, ist eine Baugruppe zu erstellen, in der Skelett und Blecheinzelteil eingebaut sind. Von dieser Baugruppe sowie vom Blecheinzelteil werden die vereinfachten Darstellungen MASTER und PLATINE definiert werden. Nachdem das Blechteil fertig modelliert wurde, ist ein Abwicklungs-KE und anschließend wieder ein Rückbiegungs-KE zu erzeugen. In der Vereinfachten Darstellung MASTER sind alle KE´s einzuschließen, in der V.Darst. PLATINE ist das letzte Rückbiegungs-KE auszuschließen (siehe Grafik). Erzeugung der vereinfachten Darstellungen im Einzelteil analog zu Baugruppen. In den vereinfachten Darstellungen ist das Blecheinzelteil entweder auf MASTER oder PLATINE auszuwechseln (siehe Grafik). Diese können dann in der Zeichnung für die Ansichtenerzeugung ausgewählt werden. Ist für die Erstellung des Blechteiles ein Sickenwerkzeug notwendig, so ist dieses wie ein Referenzteil zu benennen und in die Baugruppe einzubauen. Es ist aber darauf zu achten, dass dieses Sickenwerkzeug in den vereinfachten Darstellungen ausgeblendet ist.

32. Blechteile V. Darst. MASTER V. Darst. PLATINE

33. Blechteile