Parametrische Konstruktion mit CATIA V5 - Methoden und Strategien für den Fahrzeugbau

Michael Brill

Parametrische Konstruktion mit CATIA V5

Methoden und Strategien für den Fahrzeugbau

2009

433 Seiten

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ISBN: 9783446420014

 

Vorwort zur zweiten Auflage

6

Vorwort

8

Inhalt

10

1 Einführung

16

1.1 CAD-Systemkonzepte

16

1.1.1 Funktionale Konstruktion

16

1.1.2 Parametrisch-assoziative Konstruktion

17

1.1.3 Elementlogik

17

1.1.4 Featurelogik

18

1.1.5 Vergleich

18

1.2 CATIA V5-Systemkonzept

19

1.2.1 Option Hybriddesign

20

1.2.2 Datentypen

20

1.2.3 Geometrieelemente

20

1.2.4 Feature

21

1.2.5 Strukturierungselemente

21

1.2.6 Strukturbäume

22

1.3 Ziele

23

1.3.1 Komplexitätsreduzierung

23

1.3.2 Effizienzsteigerung

25

1.3.3 Datenqualitätsoptimierung

26

1.4 Randbedingungen

27

1.4.1 Systemtechnik

27

1.4.2 Anwender

27

1.4.3 Prozess

28

1.4.4 Packaging

29

1.4.5 Berechnung

29

1.4.6 Werkzeugbau

29

1.4.7 Fertigungsverfahren

30

2 Objektorientierte Methoden

31

2.1 Entwurfsprozess

31

2.2 Objekte

32

2.3 Abstraktion

32

2.4 Problemkapselung

32

2.5 Hierarchieerstellung

33

2.6 Modularisierung

33

3 Allgemeine Konstruktionsmethodik

34

3.1 Bauteilanalyse

36

3.1.1 Form- und Begriffsuche

37

3.1.2 Direkte Analyse

38

3.1.3 Strukturierung

42

3.1.4 Beispiele

43

3.2 Unterstrukturen

47

3.2.1 Aufbau

48

3.2.2 Eigenschaften

52

3.3 Konzeptgeometrie

53

3.3.1 Positionspunkte

54

3.3.2 Konzeptebenen

55

3.3.3 Konzeptkurven

57

3.4 Zusammenbaustruktur

67

3.4.1 Größenorientierung

67

3.4.2 Abstrahierung

67

3.4.3 Strukturierung bei Solids

69

3.4.4 Mehrfachverwendung

69

4 Startmodell Bauteil

70

4.1 Konzepte

70

4.2 Startmodellstruktur

73

4.2.1 Bauteil in Konstruktionslage

76

4.2.2 Standards und Informationen

78

4.2.3 Bauteildefinition flächenbasiert

79

4.2.4 Beispiele

80

5 Datenqualität

82

5.1 Stetigkeiten

82

5.1.1 Derivativa-Effekte

83

5.2 Segmentierung

85

5.2.1 Segmente und Toleranzen

87

5.3 Referenzfläche und Leitkurve

88

5.3.1 Verhalten

89

5.3.2 Regeln

89

5.4 Kurvenglättung

95

5.4.1 Kurvenapproximierung

97

5.4.2 Entfernung von Minimalradien

100

5.5 Methode und Datenmenge

103

5.5.1 Segmentierung

103

5.5.2 Systemverhalten

104

5.5.3 Einfluss der Methodik

107

5.5.4 Vergleich der Methoden

110

5.5.5 Einfluss über Entwicklungszeit

111

5.5.6 Dateigrößen V5/V4

111

5.6 Bauteiloptimierung

112

5.6.1 Passive Optimierung

112

5.6.2 Aktive Optimierung

112

6 Gestaltungsregeln für Flächen

114

6.1 Primitivlösungen

114

6.1.1 Aufbau

114

6.1.2 Exakte Herleitung

114

6.1.3 Messen und Annähern

114

6.2 Variable Kantenverrundung

115

6.3 Profilerweiterung

122

6.4 Formerweiterung

124

6.5 Profilsplittung

127

6.6 Referenzflächen und Aufbauebenen

130

6.7 Tangentiale Ersatzflächen

132

6.8 Dimensionierung

134

6.9 3D-/2D-Reduzierung

136

7 Gestaltungsregeln für Körper

140

7.1 Entformungsschrägen und Ausrundungen

140

7.2 Detaillierung am Objekt

142

7.3 Zusammenbau-Ausrundungen

145

7.4 Negativ-Negativ-Methode

148

7.4.1 Konservative Vorgehensweise

149

7.4.2 Prinzip

150

7.4.3 Update-Stabilität

151

7.4.4 Unterstützung des Fertigungsprozesses

152

7.4.5 Zugänglichkeit beim Konstruieren

153

8 Konstruktion Tiefziehteile

154

8.1 Anforderungen

154

8.2 Begriffe

154

8.3 Fahrzeugkoordinaten und Bezugssysteme

155

8.4 Externe Vorgaben

155

8.5 Tiefziehrichtung

156

8.6 Entformbarkeit

157

8.7 Tiefziehoptimierung

158

8.8 Ausrundungen

160

8.8.1 Verrundungsreihenfolge

161

8.8.2 Tiefziehbarkeit und Festigkeit

162

8.8.3 Werkzeugkonstruktion

163

8.8.4 Minimaler Radius

164

8.8.5 Räumliche Krümmung

164

8.8.6 Radius und Materialstärke

166

8.9 Verprägungen

169

8.9.1 Positionspunkte

169

8.9.2 Aufbau

170

8.9.3 Verprägungstypen

171

8.9.4 Formoptimierung

175

8.9.5 Wandanschluss

176

8.9.6 Abflachung

177

8.9.7 Kombination

178

8.10 Standardverprägungen

180

8.10.1 Flanschauge

180

8.10.2 Diabolo

181

8.11 Aussparungen

183

8.12 Flansche

185

8.12.1 Flanschtypen

186

8.12.1.1 Anflanschen

186

8.12.1.2 Offsetflansch

187

8.12.1.3 Profilaufsplittung

188

8.12.1.4 Abstellungen

189

8.12.2 Ersatzumgebung

191

8.12.3 Flanschverprägung

193

8.12.4 Toleranzausgleich

196

8.12.5 Reibende Radien

197

8.13 Löcher

199

8.14 Beschnitte

201

8.14.1 Anforderungen

201

8.14.2 Kurvenbasiert

203

8.14.3 Flächenbasiert

205

8.14.4 Hauptbeschnitt

206

8.14.5 Aussparungen

207

8.14.6 Freischnitte

208

8.14.7 Abstellungen

210

8.14.8 Verallgemeinerung

211

8.15 Falze

212

8.16 Bauteil mit Vorspannung

227

8.16.1 Anforderungen

227

8.16.2 Shape Morphing

227

8.16.3 Türbiegung

230

8.16.4 Verformungsvorgaben

230

8.16.5 Arbeitsschritte

231

8.16.6 Datenqualitätsprüfung

231

8.17 Designflächen

232

8.18 Sichtflächen

234

8.18.1 Ausrundungen und Übergänge

234

8.18.2 Konturen mit Krümmungssprüngen

235

8.18.3 Krümmungsverlauf

235

9 Konstruktion Strangpressprofile

236

9.1 Anforderungen

236

9.2 Übersicht der Methoden

238

9.3 Flächenbasierter Profilaufbau

239

9.3.1 Erstellung der Profilkurven und -flächen

239

9.3.2 Aufteilung des Profils in Bereiche

241

9.3.3 Profile mit internen Kontaktflächen

243

9.4 Solidbasierter Profilaufbau

244

9.4.1 MultiSectionSolid

244

9.4.2 Ribs

246

9.5 Anwendungsfälle

247

9.5.1 Konstante Querschnitte

247

9.5.2 Variabler Querschnitt

247

10 Konstruktion Gussteile

248

10.1 Begriffe

248

10.2 Gusstechnische Gestaltung

249

10.3 Kategorien von Gussbauteilen

250

10.3.1 Schalenbauteile

250

10.3.2 Vollkörperbauteile

251

10.4 Entformung

251

10.4.1 Entformungswinkel

251

10.4.2 Entformung in Hauptachsenrichtung

252

10.4.3 Maximale Projektionsfläche

253

10.5 Entformungsrichtung und Referenzachsen

254

10.5.1 Schalen- oder Vollmaterialentformung

255

10.6 Einschalige Bauteile

256

10.6.1 Flächenbasierter Aufbau

256

10.6.2 Volumenartige Ergänzungen

257

10.6.3 Trennfläche

258

10.7 Mehrschalige Bauteile

260

10.7.1 Analyse der Bauteilfunktionen

261

10.7.2 Formkörper erstellen

262

10.7.3 Formkörper begrenzen

262

10.7.4 Schalenkörper erstellen

264

10.8 Ableitung der Kerne und Schieber

266

10.8.1 Innenform als Abzugskörper

266

10.8.2 Abzugskörper aus Formkörper

267

10.8.3 Bewertung der Features

268

10.8.4 Abzugskörper mit Schalenfeature

270

10.8.5 Strukturbaum

271

10.8.6 Nutzung verlinkter Kopien

272

10.9 Werkzeugteilung und Entformung

273

10.9.1 Aufteilung Außen- und Innenform

273

10.9.2 Festlegung der Funktionsflächen

274

10.9.3 Aufteilung der Formkörper

275

10.9.4 Aufteilung des Werkzeugs

276

10.10 Befestigungsaugen

279

10.11 Verstärkungsrippen

283

10.11.1 Konzeptvorgaben

283

10.11.2 Höhenbegrenzung

284

10.11.3 Rippengrundkörper

284

10.11.4 Entformungsschrägen

285

10.11.5 Rippenausrundung

286

10.11.6 Gestaltung der Rippenknoten

288

10.11.7 Wabenformverrippung

291

10.11.8 Rippenverlauf entlang einer Wand

294

10.12 Lokale Aufdickungen

300

10.13 Variable Wandstärken

302

11 Konstruktion Gussteile mit FMP

306

11.1 Allgemein

306

11.2 Eigenschaften

307

11.3 Toolbar-Übersicht

312

11.4 Strukturierung mit FMP

315

11.4.1 Strukturierungselemente

315

11.4.2 Strukturierungsmöglichkeiten

316

11.4.3 Arbeitsweisen der FMP-Features

317

11.4.4 Ziele einer Strukturierungsmethodik

319

11.4.5 Strukturierungsmethodik

319

11.4.6 Integration in bisherige Methodik

320

11.5 Gestaltung der Entformung

322

11.5.1 Wandstärke und Schalenöffnung

322

11.5.2 Vollkörper

323

11.5.3 Schalenkörper geschlossen

324

11.5.4 Schalenkörper offen

325

11.5.5 Aufbau mit mehreren Kernen

326

11.6 Formgestaltung der Kunststoffschalen

330

11.6.1 Flächenartige Formgestaltung

330

11.6.2 Räumliche Formgestaltung

333

11.7 Bauteil mit mehreren Kernen/Schiebern

336

11.7.1 Außenform erstellen

336

11.7.2 Schalenkörper erstellen

337

11.7.3 Aufteilung der Kerne definieren

338

11.8 Rippenkonstruktion

339

11.8.1 Anwendungsbeispiel

339

11.8.2 Feature Reinforcement

340

11.8.2.1 Automatische Begrenzung desRippenkörpers

341

11.9 Rundsicken

342

11.9.1 Anwendungsbeispiel

342

11.9.2 Shellable Feature nur mit offenen Verlaufskonturen

342

11.10 Flanschkonstruktion

344

11.10.1 Einschalige Bauteile

344

11.10.2 Mehrschalige Bauteile

345

11.11 Schraubbefestigungen

345

11.11.1 Lochverstärkung

345

11.11.2 Freilegung

347

11.12 Ausrundungen

348

11.12.1 Ausrundungsfeature

348

11.12.2 Ausrundungsmethodik

348

11.12.3 FMP – Option: Intersection radius

349

11.12.4 FMP – Feature Edge Fillet

350

11.12.5 FMP – Functional Edge Fillet

351

11.12.6 Part Design - Intersection fillet

352

11.12.7 Ausrundung einer importierten FMP-Konstruktion

353

11.12.8 Zusammenbau bei importierter FMP-Konstruktion

353

11.12.9 Vollkörperaufbau mit Reduzierung zur Schale

355

12 Konstruktion Ziehwerkzeuge

356

12.1 Anforderungen

356

12.2 Begriffe

358

12.3 Einführung

360

12.4 Startmodell

364

12.5 Aufarbeitung der Rohbauteile

368

12.6 Externe Vorgaben

371

12.7 Bauteilpositionierung

373

12.8 Platinentrennung

374

12.9 Ziehzarge

376

12.10 Abklappungen

377

12.11 Überbiegung

383

12.12 Ankonstruktion

386

12.12.1 Formerweiterung

386

12.12.2 Verdrängungskörper

387

12.12.3 Tangentiale Ankonstruktionen

388

12.12.3.1 Beschnittkurven

390

12.12.3.2 Anschlusskurve

393

12.12.3.3 Anschlussfläche

398

12.12.3.4 Verbindungsfläche

400

12.13 Ziehköpfe

409

12.13.1 Profilverlängerung

409

12.13.2 Profilaufweitung

411

12.13.3 Profilabschluss

414

12.14 Ziehwulst

416

12.15 Zargenverrundung

418

12.16 Eckausrundungen

420

12.17 Blechfluss

421

12.18 Stempel und Matrize

422

12.19 Beschnittmesser

423

13 Literaturverzeichnis

426

Index

428

 

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