Günter Scheuermann
Inventor 2016
Grundlagen und Methodik in zahlreichen Konstruktionsbeispielen
Inhalt
6
TEIL I
18
Die ersten Schritte
18
1 Einführung
20
1.1 Die Inventor-Story
20
1.2 3D-CAD-Begriffe
21
1.2.1 3D-Kernel
21
1.2.2 3D-Modellverwaltung
22
1.2.3 Geometrieelemente
23
1.2.4 Kurvenübergänge, Stetigkeiten
23
1.3 Einsatzgebiete und Funktionsbereiche
24
1.3.1 Einsatzgebiete im Überblick.
24
1.3.2 Inventor-Module
24
1.3.3 Inventor-Versionen und Product Suites.
25
1.3.4 Inventor-Schnittstellen
27
1.3.5 Inventor für Schulen, Schüler und Studenten
27
1.3.6 Inventor kostenlos?.
27
1.4 Hinweise zur Installation.
28
1.5 Systemvoraussetzungen
28
1.5.1 Hardware
28
1.5.2 Betriebssysteme
29
1.5.3 Sonstige Anforderungen
29
1.6 Die DVD zum Buch.
29
1.7 Resümee.
30
2 Inventor-Probefahrt – ein Rollenständer
32
2.1 Für wen und warum
32
2.2 Die Inventor-Probefahrt beginnt
32
2.3 Der Rollenständer
33
2.4 Das Projekt Rollenständer
34
2.5 Die Baugruppe Ständer.
35
2.6 Das erste Bauteil – die Grundplatte
35
2.6.1 Ein neues Bauteil beginnen.
35
2.6.2 Eine Skizze erstellen
36
2.6.3 Das Bauteil aus der Skizze erzeugen.
43
2.6.4 Abrunden und Anfasen.
43
2.6.5 Die fertige Grundplatte.
44
2.7 Die Baugruppe Ständer entsteht.
45
2.7.1 Eine neue Baugruppe erstellen.
46
2.8 Das Ständerrohr als neue Baugruppenkomponente erstellen.
48
2.8.1 Das Rohr entsteht
50
2.8.2 Fase und Radius anbringen.
51
2.8.3 Das Material zuweisen
51
2.8.4 Die Bearbeitung des Rohrs beenden
51
2.9 Die Rippe in der Baugruppe erstellen.
52
2.9.1 Eine Skizze der Rippe zeichnen.
52
2.9.2 Die Extrusion der Rippe.
54
2.9.3 Die Kanten brechen.
55
2.9.4 Das Material zuweisen
55
2.9.5 Aus eins mach vier.
55
2.10 Die Bauteile verschweißen.
56
2.10.1 Die Schweißkonstruktion.
56
2.10.2 Die Schweißnähte erzeugen.
57
2.11 Die Arretierbohrung im Ständerrohr.
59
2.12 Das Ständerrohr und der Ständer sind fertig.
63
2.12.1 Eine fotorealistische Ansicht mit Inventor Studio erstellen.
63
2.13 Die Baugruppe Schiebeteil.
64
2.14 Das Bauteil Schieberohr.
64
2.14.1 Die Arretierbohrungen herstellen
65
2.15 Die Baugruppe Schiebeteil wird erstellt
67
2.15.1 Eine Traverse aus dem Inhaltscenter einfügen.
68
2.15.2 Die Traverse bohren.
68
2.15.3 Die Traverse genau platzieren.
70
2.15.4 Die Traverse und das Rohr verschweißen.
72
2.15.5 Die Schraube und Muttern einfügen und platzieren.
73
2.16 Das Bauteil Rolle.
77
2.17 Die Rolle in die Baugruppe einfügen.
79
2.18 Die Baugruppe Rollenständer entsteht.
80
2.19 Präsentation und Explosion.
82
2.19.1 Eine Präsentation beginnen.
83
2.19.2 Die Komponentenposition ändern.
83
2.19.3 Den Splint herausziehen
84
2.19.4 Den Bolzen verschieben
85
2.19.5 Das Schiebeteil nach oben ziehen.
85
2.19.6 Eine Animation des Rollenständers.
86
2.20 Das Ende einer Probefahrt
87
TEIL II
88
Programmfunktionen und Bedienung
88
3 Inventor-Arbeitsbereiche
90
3.1 Volumenmodellierer
90
3.2 Flächenerstellung.
91
3.3 Baugruppen.
91
3.4 Zeichnungsableitung.
91
3.5 Blechmodul.
92
3.6 Schweißumgebung.
92
3.7 Rohre und Leitungen.
93
3.8 Kabel und Kabelbäume.
93
3.9 Kunststoffteile.
94
3.10 Werkzeugbau, Moldflow.
94
3.11 Das Inhaltscenter, Normteilbibliotheken.
95
3.12 iFeatures und Katalog.
96
3.13 Autor, iMates, Komponenten.
96
3.14 iPart/iAssembly.
96
3.15 iLogic.
97
3.16 iCopy.
97
3.17 Der Konstruktionsassistent.
98
3.18 Der Gestell- oder Rahmengenerator.
98
3.19 Belastungsanalyse.
99
3.20 Dynamische Simulationen.
100
3.21 Oberflächenanalysen
101
3.22 Messen
101
3.23 Präsentation und Animation.
102
3.24 Inventor Studio.
103
3.25 Makroprogrammierung
103
4 Programmbedienung
104
4.1 Der Programmstart
104
4.1.1 Wichtige Fensterbereiche.
106
4.1.2 Die Statusleiste
106
4.2 Ein neues Dokument beginnen
107
4.2.1 Icons und Dateitypen
109
4.3 Die Arbeitsumgebung für ein neues Bauteil
109
4.3.1 Der Fensteraufbau
110
4.4 Programmeinstellungen
111
4.5 Der Objektbrowser.
112
4.6 Änderung der Konstruktion über den Objektbrowser
112
4.6.1 Eine bestehende Skizze ändern.
113
4.6.2 Ein Element ändern
114
4.6.3 Bauteileigenschaften, iProperties.
116
4.7 Arbeitsschritte umbenennen
117
4.8 Der Befehlsbereich, die Multifunktionsleiste (MFL) und die Markierungsmenüs
118
4.8.1 Darstellungsarten
119
4.8.2 Tooltipps
119
4.8.3 Markierungsmenüs
120
4.8.4 Mausgesten
121
4.9 Ansichten steuern und bearbeiten.
122
4.9.1 Zoom und Pan
122
4.9.2 Symbole zum Steuern der Ansicht.
122
4.9.3 Freier Orbit, freies Drehen einer Ansicht.
123
4.9.4 Das Ausrichten einer Ansicht.
124
4.9.5 Ausgewählte Objekte zoomen.
124
4.9.6 Alles zoomen.
125
4.9.7 Ein Fenster zoomen.
125
4.9.8 Die Funktionen Nächste und Vorher.
125
4.9.9 Eine Ansicht verschieben.
125
4.9.10 Der ViewCube.
125
4.9.11 Das Vollnavigationsrad.
126
4.9.12 Schnittdarstellungen.
126
4.10 Ansicht aktualisieren.
127
4.11 Elemente selektieren
128
4.11.1 Mehrere Elemente durch Einzelauswahl selektieren.
128
4.11.2 Elemente mit Fenster oder Kreuzen selektieren.
128
4.12 Die Materialbibliothek
129
4.12.1 Der Materialien-Browser
129
4.12.2 Mit Materialien und Darstellungen arbeiten
130
4.12.3 Der Eco Materials Adviser.
138
5 Die Skizzenerstellung
140
5.1 Die erste Skizze
140
5.1.1 Einstellungen für die Arbeit mit Skizzen.
141
5.1.2 Direkte Einstellungen in der Statuszeile
143
5.2 Allgemeines zu Skizzen
144
5.2.1 Skizzenarten.
145
5.2.2 Profilskizzen.
145
5.2.3 Pfadskizzen
146
5.2.4 3D-Skizzen.
146
5.2.5 Grundsätze der Skizzenerstellung
147
5.3 Die Skizzengeometrie
148
5.3.1 Standardgeometrie
148
5.3.2 Konstruktionsgeometrie.
149
5.3.3 Mittelliniengeometrie, Mittel- und Skizzierpunkte.
149
5.3.4 Linienarten, Format.
151
5.3.5 Format anzeigen.
151
5.3.6 Referenzgeometrie.
151
5.3.7 Blockgeometrie.
152
5.4 Die 2D-Abhängigkeiten
153
5.4.1 Absolute Abhängigkeiten
154
5.4.2 Geometrische Abhängigkeiten
154
5.5 Bemaßungsabhängigkeiten
155
5.5.1 Die Parametrik des Systems.
155
5.5.2 Die Bemaßungsfunktion
157
5.5.3 Getriebene Bemaßung.
157
5.5.4 Ausgerichtete Bemaßung
158
5.5.5 Toleranzangaben
158
5.5.6 Bemaßungsanzeige.
159
5.6 Automatisch vergebene Abhängigkeiten
160
5.7 Abhängigkeiten ein- und ausblenden.
161
5.7.1 Überbestimmte Abhängigkeiten
162
5.8 Maße mit Excel-Tabelle verknüpfen.
163
5.8.1 Die Excel-Tabelle
163
5.8.2 Das Bauteil
164
5.8.3 Die Verknüpfung mit der Excel-Tabelle
165
5.8.4 Das Ergebnis
165
5.8.5 Fazit
166
5.9 Genaues Positionieren beim Zeichnen.
166
5.10 Mehrfache Skizzenverwendung
167
5.10.1 Verwendung innerhalb eines Bauteils
167
5.10.2 Verwendung in anderen Bauteilen/Dokumenten.
169
5.11 Skizzen importieren
169
5.11.1 Die Skizzen-Ableitung aus anderen Bauteilen.
169
5.11.2 Skizzen von AutoCAD nach Inventor
170
5.11.3 Der Weg von 2D- nach 3D-CAD
170
5.11.4 Eine DWG-Zeichnung importieren
170
5.12 Skizzen ändern
172
5.12.1 Verschieben, Kopieren und Drehen.
173
5.12.2 Stutzen, Dehnen, Trennen und Versatz.
174
5.12.3 Skalieren und Gestreckt.
175
5.13 Skizzen analysieren.
175
5.14 3D-Skizze.
176
5.14.1 Die Stützkonstruktion.
177
5.14.2 Die 3D-Skizze.
179
5.14.3 Das Rohr sweepen.
180
5.15 3D-Punkte importieren
181
5.15.1 Ein Paraboloid.
182
5.15.2 Oberflächendaten.
183
6 Arbeitselemente und Koordinatensystem
184
6.1 Arbeitselemente
184
6.1.1 Die Ursprungsgeometrie
184
6.1.2 Die Befehlsgruppe Arbeitselemente.
185
6.1.3 Die Arbeitsebene
186
6.1.4 Die Arbeitsachse.
187
6.1.5 Ein Arbeitspunkt.
187
6.2 Koordinatensysteme
187
6.2.1 Benutzerdefinierte Koordinatensysteme.
187
7 Bauteile
190
7.1 Übersicht
190
7.1.1 Bauteile erstellen
190
7.1.2 Bauteile bearbeiten
192
7.1.3 Hilfsbefehle
193
7.2 Grundkörper erstellen
194
7.3 Freiformkörper.
195
7.3.1 Freiform erzeugen.
195
7.3.2 Freiform ändern
196
7.4 Bauteile erstellen
198
7.4.1 Extrusion.
198
7.4.2 Drehung.
201
7.4.3 Erhebung.
202
7.4.4 Sweeping.
204
7.4.5 Rippe.
207
7.4.6 Spirale.
209
7.4.7 Prägen.
210
7.4.8 Aufkleber.
211
7.4.9 Abgeleitete Komponenten
212
7.5 Bauteile Ändern
215
7.5.1 Bohrungen und Innengewinde.
215
7.5.2 Abrunden.
217
7.5.3 Fasen.
219
7.5.4 Wandung, Wandstärke.
220
7.5.5 Flächenverjüngung.
222
7.5.6 Außen- und Innengewinde.
223
7.5.7 Biegungsteil, Biegung.
224
7.5.8 Trennen, Teilen.
225
7.5.9 Direkt, Direktbearbeitung.
226
7.5.10 Verschieben und Drehen.
228
7.5.11 Verdickung/Versatz.
229
7.6 Flächenbefehle
230
7.6.1 Fläche heften.
231
7.6.2 Formen, Körper aus Flächen erstellen.
231
7.6.3 Fläche löschen.
232
7.6.4 Umgrenzungsfläche.
233
7.6.5 Fläche ersetzen.
234
7.6.6 Körper reparieren.
234
7.7 Muster
235
7.7.1 Rechteckige Anordnung.
235
7.7.2 Runde Anordnung.
236
7.7.3 Element spiegeln.
237
7.8 Weitere interessante Funktionen
238
7.8.1 iFeatures einfügen.
238
7.8.2 Mit iMates arbeiten.
240
7.8.3 iLogic, parametrische Bauteilsteuerung.
242
8 Baugruppen
248
8.1 Grundlagen
248
8.2 Die Freiheitsgrade
249
8.3 3D-Abhängigkeiten, Beziehungen
250
8.3.1 Verbinden.
251
8.3.2 Abhängig machen
253
8.3.3 Zusammenfügen
260
8.3.4 Verbindungen und Abhängigkeiten einblenden und bewegen
261
8.4 Bauteile in eine Baugruppe einfügen.
262
8.4.1 Das erste Bauteil und Folgeteile platzieren
263
8.4.2 Mit iMates einfügen.
265
8.4.3 Fixierte Bauteile
265
8.5 Einzelne Bauteile in der Baugruppe bewegen
265
8.5.1 Freie Verschiebung.
266
8.5.2 Freie Drehung.
266
8.5.3 Rasterfang
266
8.6 Ein Bauteil in der Baugruppe bearbeiten
268
8.7 Ein neues Bauteil in einer Baugruppe erstellen
272
8.8 Adaptive Elemente in einer Baugruppe
275
8.8.1 Die Welle
275
8.8.2 Die Passfeder.
275
8.8.3 Baugruppe mit adaptivem Bauteil
276
8.8.4 Adaptives Ändern
276
8.9 iAssemblies, variable Baugruppen
277
8.9.1 Bauteile erstellen
277
8.9.2 Neue Baugruppe öffnen.
277
8.9.3 iAssembly erstellen.
278
8.9.4 iAssemblies anwenden.
279
8.9.5 Mit Excel bearbeiten
280
8.10 iCopy.
281
8.10.1 Beispiel einer iCopy-Baugruppe
281
8.10.2 Rahmenbauteil.
281
8.10.3 Rahmenbaugruppe
282
8.10.4 Rampenbauteil.
283
8.10.5 Rampenbaugruppe mit iCopy-Elementen
283
8.10.6 Gestell erzeugen.
285
8.10.7 Seitenteile
286
8.11 Darstellungen, Ansicht, Position, Detailgenauigkeit
287
8.11.1 Ansicht.
288
8.11.2 Position.
288
8.11.3 Detailgenauigkeit.
289
8.11.4 Kombinierte Darstellungen
289
8.12 Vereinfachung von Baugruppen.
290
8.12.1 Komponente einschließen.
291
8.12.2 Hüllen definieren.
292
8.12.3 Vereinfachtes Bauteil erstellen.
293
9 Zeichnungsableitung
294
9.1 Einzelteil- und Gesamtzeichnungen
294
9.2 Arbeiten mit Zeichnungsnormen
294
9.2.1 Normenauswahl im Startfenster
294
9.2.2 Einstellungen an Normvorlagen ändern
295
9.3 Arbeitsblatt, Zeichnungsrahmen und Schriftkopf
296
9.3.1 Blattformate
296
9.3.2 Zeichnungsrahmen
296
9.3.3 Schriftkopf, Schriftfeld
297
9.4 Die verschiedenen Ansichten in einer Zeichnung
298
9.4.1 Erstansicht.
298
9.4.2 Parallele und isometrische Ansichten.
298
9.4.3 Hilfsansicht.
299
9.4.4 Schnittansicht.
299
9.4.5 Detailansicht.
300
9.4.6 Überlagerung.
300
9.4.7 Nagelbrettansicht.
300
9.4.8 Entwurfsansicht.
300
9.4.9 Lösen, Unterbrochene Ansicht.
300
9.4.10 Ausschnittansicht.
301
9.4.11 Aufgeschnittene Ansicht.
301
9.4.12 Zuschneiden.
302
9.4.13 Skizze erstellen.
302
9.4.14 Neues Blatt, Ansichten auf mehreren Blättern.
302
9.5 Die erste Zeichnung.
303
9.5.1 Die Erstansicht der Kabeltülle.
303
9.5.2 Abhängige Ansichten erzeugen.
305
9.6 Zeichnung mit Anmerkung versehen
306
9.6.1 Mittellinien.
307
9.6.2 Erzeugen einer Schnittansicht.
308
9.6.3 Zeichnungen bemaßen
309
9.6.4 Bemaßungen einfügen.
310
9.6.5 Bemaßungen ändern
314
9.6.6 Bemaßungen verschieben
314
9.6.7 Tabellen einfügen.
315
9.7 Baugruppenzeichnungen
315
9.7.1 Baugruppenzeichnung erzeugen
315
9.7.2 Positionsnummern vergeben
316
9.7.3 Automatische Positionsnummernvergabe
316
9.7.4 Positionsnummernvergabe »von Hand«
317
9.7.5 Positionsnummern ändern
318
9.7.6 Teileliste, Stückliste erzeugen und einfügen.
318
9.7.7 Stückliste bearbeiten
319
TEIL III
322
Übungen und Arbeitstechnik
322
10 Übung: Mehrteiliges Kunststoffgehäuse
324
10.1 Das Konzept
324
10.2 Der Ausgangskörper
325
10.3 Einen Hohlkörper erzeugen
328
10.4 Gehäuse öffnen.
328
10.5 Gehäuseteile verschieben.
330
10.6 Vorderteil bearbeiten.
330
10.7 Lüftungsgitter erzeugen.
331
10.8 Montageränder und Dichtungslippen anfügen
333
10.9 Verschraubungsnoppen erstellen
334
10.10 Aus eins mach vier
337
10.11 Glasscheibe herstellen und einfügen
338
10.12 Scheibe fertigstellen
339
10.13 Das fertige Gehäuse
340
10.14 Einzelteile separieren
340
10.15 Die Baugruppe.
341
10.16 Präsentation
343
10.17 Zeichnung
344
11 Übung: Zahnstangenpresse
346
11.1 Das Konzept
347
11.2 Ein neues Projekt einrichten
347
11.3 Das Gestell – der Grundkörper
348
11.3.1 Voraussetzung für diese Übung
348
11.3.2 Inventor-Funktionen, die bei diesem Bauteil geübt werden
348
11.3.3 Die erste Skizze.
348
11.3.4 Extrusion des Ständers
350
11.3.5 Extrusion des Tisches und der Mittelbohrung.
350
11.3.6 Extrusion der beiden Befestigungslaschen.
351
.11.3.7 Schwalbenschwanzführung
352
11.3.8 Langloch
354
11.3.9 Abrundungen.
355
11.3.10 T-Nuten.
355
11.3.11 Tischfläche bearbeiten
358
11.3.12 Fasen und Abrundung.
358
11.4 Die Führungsplatte.
359
11.5 Das Kopfteil.
360
11.6 Das Zahnrad.
362
11.6.1 Die Zahnradberechnung.
363
11.6.2 Skizze eines Evolventenzahnes
364
11.6.3 Die Zahnextrusion.
365
11.6.4 Alle Zähne erzeugen.
365
11.7 Die Zahnstange
367
11.7.1 Das Zahnstangenprofil.
367
11.7.2 Der Grundkörper.
367
11.7.3 Gewindebohrung und Nase
368
11.7.4 Die Verzahnung
368
11.8 Die Welle.
369
11.9 Knebel und Knebelknopf.
371
11.10 Die Druckplatte.
372
11.11 Die Abdeckung als Blechteil.
372
11.11.1 Der Blech-Grundkörper.
373
11.11.2 Laschen biegen
375
11.11.3 Befestigungslöcher bohren
376
11.11.4 Die Blechabwicklung.
377
11.12 Aufkleber erstellen
378
11.12.1 Klebefolie erstellen
379
11.12.2 Aufkleber
379
11.13 Der Zusammenbau der Zahnstangenpresse
380
11.13.1 Aufkleber am Gestell anbringen
380
11.13.2 Führung mit Verschraubung.
381
11.13.3 Kopfteil mit Schrauben und Zylinderstiften
384
11.13.4 Zahnstange mit Druckstück
385
11.13.5 Welle mit Stirnrad und Distanzbuchse
386
11.13.6 Die Übersetzungsfunktion
387
11.13.7 Die letzten Schritte des Zusammenbaus
389
11.13.8 Bewegung, Kontaktsatz, Kontaktlöser
390
11.13.9 Die Bewegungsfunktion der Presse definieren
391
12 Übung: Elektroinstallation im Maschinenbau – die Kabelverlegung
394
12.1 Die Bauteile der Kabelbaumgruppe
394
12.1.1 Die Grundplatte
394
12.1.2 Ein Kabelstützpunkt
395
12.1.3 Kabelschellen für die Kabelführung
395
12.2 Die Kabelbaugruppe
396
12.2.1 Kabelklemmen etc. aus dem Inhaltscenter
396
12.2.2 Eine Sub-D9-Buchse aus dem Inhaltscenter
397
12.3 Die Verkabelung erstellen.
398
12.3.1 Die Befehle der Kabelumgebung
398
12.3.2 Die grundsätzliche Arbeitsweise in der Kabelumgebung
399
12.3.3 Kabel erstellen und Pins verbinden.
399
12.3.4 Segment erstellen und Kabelverlauf festlegen.
400
12.3.5 Den Kabelbaum erstellen – das Routing.
402
12.4 Kabelbaum auftrennen und zweites Kabel einziehen
403
12.4.1 Kabelbaum verzweigen
403
12.4.2 Neues Segment erstellen.
404
12.4.3 Ein Spleiß als Lötstützpunkt
404
12.4.4 Einzelne Drähte definieren.
405
12.4.5 Routing von Hand durchführen.
405
13 Übung: Bügelflasche
408
13.1 Der Flaschenkörper
409
13.1.1 Prägung am unteren Flaschenrand
410
13.1.2 Vertiefungen für den Bügelverschluss
410
13.1.3 Braunes Glas erzeugen
411
13.2 Der Verschluss.
413
13.3 Der Verschlussbügel.
414
13.4 Der Bügel.
415
13.4.1 Erstes Teilstück
415
13.4.2 Zweites Teilstück: eine Spirale
416
13.4.3 Drittes Teilstück: der Bügel
416
13.5 Die Gummidichtung.
418
13.6 Die Etiketten als eigene Bauteile
419
13.7 Die Baugruppe
421
14 Belastungsanalyse mit FEM
422
14.1 Beispiel einer FE-Analyse
423
14.1.1 Das Bauteil
423
14.1.2 Material zuweisen
423
14.1.3 Einspann- und Belastungsbereiche festlegen
424
14.2 Die Simulation vorbereiten.
426
14.2.1 Neue Simulation erstellen
426
14.2.2 Die Netzanalyse.
428
14.2.3 Lokale Netzsteuerung.
429
14.2.4 Das Bauteil einspannen.
430
14.2.5 Die Belastung.
432
14.3 Die erste Simulation mit einer Zugkraft.
433
14.3.1 Von-Mises-Spannung, Hauptspannungen.
433
14.3.2 Verschiebung, Verformung.
434
14.3.3 Sicherheitsfaktor und Materialzuweisung.
435
14.4 Die zweite Simulation mit einer Biegebeanspruchung
436
14.4.1 Maxima und Minima ermitteln.
437
14.4.2 Werteverlauf prüfen.
437
14.5 Eine Torsionsbeanspruchung durch ein Drehmoment
438
14.6 Bericht einer Analyse.
439
14.7 Grenzen der Inventor-FEM
439
14.7.1 Beulen und Knicken
439
14.7.2 Temperatureinflüsse
440
14.7.3 Grenzen der GEH
440
14.7.4 FEM-Genauigkeit
441
Index
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