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3D-CAD Inventor, Aufbaukurs © A. Schaub, Fachlehrer, Ing. HTL, Berufsfachschule Liestal www.aschaub.ch ..\Inventor_2017_Aufbau_A1.2.docx

3D-CAD

Autodesk Inventor Release 2017

www.aschaub.ch

Schulungsunterlagen

in Kurzform

Aufbaukurs

A. Schaub, GIB-Liestal

Auflage 1.2 vom Dezember 2017

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Inhaltsverzeichnis

1 Arbeitselemente ................................................ 1-1

1.1 Skizzierebene ....................................................... 1-1 1.2 Ursprungsebene, -achse und -punkt ..................... 1-1 1.3 Arbeitsebenen ....................................................... 1-1 1.4 Bearbeiten von Arbeitselementen ......................... 1-2 1.5 Übungsaufgabe „Kegel mit Keilnute“ .................... 1-3

2 Skizzierte Bauteilelemente .............................. 2-1 2.1 Extrusion ............................................................... 2-1 2.2 Drehung ................................................................ 2-1 2.3 Bohrung ................................................................ 2-1 2.4 Gewinde ................................................................ 2-1 2.5 Rippe .................................................................... 2-1 2.6 Erhebung .............................................................. 2-2 2.7 Sweeping .............................................................. 2-2

2D-Sweeping ........................................................ 2-2 3D-Sweeping ........................................................ 2-2

2.8 Spirale ................................................................... 2-2 2.9 Übungen ............................................................... 2-3

Drehung mit Schnittmenge.................................... 2-3 Erhebung: Griff ...................................................... 2-4 Erhebung: Verdrilltes 6-Eck .................................. 2-4 Sweeping frei im Raum mit einer 3D Skizze ......... 2-6 Spirale: Propeller .................................................. 2-7 Spirale mit Erhebung: Ein Schneckengehäuse ..... 2-8

2.10 Rundung ............................................................... 2-9 2.11 Fase ...................................................................... 2-9 2.12 Teilen .................................................................... 2-9 2.13 Kombinieren .......................................................... 2-9 2.14 Flächenverjüngung ............................................... 2-9 2.15 Wandstärke ........................................................... 2-9

Übungen ............................................................. 2-10 2.16 Rechteckige Anordnung ...................................... 2-11 2.17 Runde Anordnung ............................................... 2-11 2.18 Element spiegeln ................................................ 2-11 2.19 Bearbeiten von Bauteilen .................................... 2-11 2.20 Erstellen von Notizen .......................................... 2-11

3 Konstruktions-Assistent .................................. 3-1 3.1 Zahnräder ............................................................. 3-2

Übung Stirnzahnräder ........................................... 3-3 3.2 Gestell-Generator ................................................. 3-5

Übung1: T-Normprofil ........................................... 3-5 Übung 2: Flex-Gestell ........................................... 3-6 Übung 3: Rohrabzweiger ...................................... 3-7 Eigenes Profil für die Bibliothek erstellen (Übung) 3-8

4 Erstellen von 2D-Vorlagen ............................... 4-1 4.1 Erstellen von firmenspezifischen Vorlagen ........... 4-1 4.2 Ränder .................................................................. 4-1 4.3 Schriftfeld .............................................................. 4-2

Übung: Meine Vorlagen ABC.idw .......................... 4-3 4.4 Symbole in der 2D-Vorlage ................................... 4-4

Symbole erzeugen ................................................ 4-4 Symbole einfügen ................................................. 4-4

4.5 Teileliste am Beispiel Pumpenmodell ................... 4-5 4.6 Bemassen von Zeichnungen................................. 4-7

5 Projekte kopieren und verwalten .................... 5-1 5.1 Konstruktionsassistent .......................................... 5-1

Verwalten (nur aus dem Explorer heraus) ............ 5-1 5.2 Pack & Go ............................................................. 5-1

Vorgehen .............................................................. 5-1

6 Abgeleitete Komponenten ............................... 6-1 6.1 Gussteil Zahnrad ................................................... 6-1 6.2 Nockenwelle .......................................................... 6-1 6.3 Zwei Übungen dazu .............................................. 6-2

Übung Zahnradkasten ........................................... 6-2 Übung Nockenwelle .............................................. 6-2

7 Blechteilmodellierung ...................................... 7-1 7.1 Grundlagen ........................................................... 7-1

Vorlagedatei ‚Blech.ipt‘ mit vordefinierten Parametern ........................................................... 7-1 Blechstandards ..................................................... 7-1 Blechstile definieren .............................................. 7-2

7.2 DXF-Ausgabe von Blechteilen für die Laserbearbeitung .................................................. 7-2 Biegeregeln ........................................................... 7-3

7.3 Unterschiedliche Konstruktionsmethoden ............. 7-4 Methoden zur Erzeugung von Blechteilen ............. 7-4

7.4 Übung: Blechabdeckung in wenigen Schritten ...... 7-5

8 Schweissbaugruppe ........................................ 8-1 8.1 Schweissbaugruppe .............................................. 8-1

Vorgehen ............................................................... 8-1 8.2 Schweissnähte ...................................................... 8-1 8.3 Übungen ................................................................ 8-2

1 Winkel ................................................................ 8-2 2 Hebel .................................................................. 8-2

8.4 Schwenkhebel ....................................................... 8-2

9 iProperties ......................................................... 9-1

10 Darstellungen.................................................. 10-1 Ansicht ................................................................ 10-1 Position ............................................................... 10-2

11 Festigkeits-Berechnungen ............................ 11-1 11.1 Biegebeanspruchung .......................................... 11-1 11.2 FEM, Finite-Elemente-Methode mit Inventor ....... 11-3 11.3 Übung FEM-Analyse ........................................... 11-4

Übung1: Flacheisen ............................................ 11-4 Übung 2: Biegebalken ......................................... 11-6

12 Parameter (Variable) ...................................... 12-1 12.1 Bemassungsabhängigkeiten ............................... 12-1 12.2 Globale Parameter (Variable) .............................. 12-1

Masse mit Excel-Tabelle verknüpfen................... 12-1 Variantenkonstruktion .......................................... 12-2

12.3 Assoziative Masse in einer Baugruppe ............... 12-4 Projizierte Masse ................................................. 12-5

12.4 Konturdaten aus einer Excel-Datei importieren ... 12-5 12.5 Globale Variable direkt in Inventor ...................... 12-7 12.6 Passungen mit Toleranzangaben sichtbar .......... 12-8

13 3D-Drucker-Dateien ........................................ 13-1 13.1 Inventor-Teil zu STL-Datei exportieren ................ 13-1 13.2 STL-Datei zu Inventor-Teil importieren ................ 13-1 13.3 Zweifarbig drucken mit dem Ultimaker 3 dual ..... 13-2

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1 ARBEITSELEMENTE 1.1 Skizzierebene Jede erzeugte 2D-Skizze muss auf einer Skizzierebene erstellt werden. Ausser für Swee-pings verwenden wir immer 2D-Skizzen. Skizzierebenen kann man sich wie Klarsichtfo-lien vorstellen, auf denen die zu erzeugende Geometrie erstellt wird. Man kann nur auf Zeichnungsobjekte zugreifen, die auf der Folie gezeichnet oder projiziert worden sind. Der Zugriff direkt auf Körper ist nicht möglich!! Skizzen können wie folgt platziert werden:

Auf einer bestehenden Fläche des Bauteils Auf einer Arbeitsebene Auf einer Ursprungsebene (zu finden unter Ursprung)

2D-Skizzen werden beim Extrudieren etc. verbraucht. D. h., nach dem Extrudieren müssen die skizzierten Elemente und die Skizzierebene verschwinden! Sie sind Teil der Extrusion geworden. (Ausnahme: Skizze wieder verwenden) Muss auf einer bestehenden Skizze nachträglich etwas geändert werden, kann die Skizze im Browser selektiert wer-den. Es darf dabei keine 2. Skizze erzeugt werden!

1.2 Ursprungsebene, -achse und -punkt In jeder Zeichnung sind Ursprungsebenen immer unter Ursprung zu finden. Skizzierebene, etc. können nach diesen praktischen Hilfselementen ausgerichtet werden. Auch können die Achsen projiziert werden, und dann kann auf diese Achsen z. B. bemasst werden. Tipp: Bei symmetrischen Geometrien ist es oft sinnvoll, den Mittelpunkt zum Zentrum der Geometrie zu machen. Dazu wird der Mittelpunkt auf die Skizze projiziert!

1.3 Arbeitsebenen Arbeitsebenen sind unendliche Ebenen im Modellbereich. Sie werden benutzt, wenn keine passenden Teileflächen für die Definition der Skizzierebene zur Verfügung stehen. Beispiele: Übung 0_Arbeitsebenen.iam

1. - 3 Punkte

- Mittelebene zwischen 2 parallelen Flächen

- mit Versatz

2. *) Tangential zu Fläche und durch Achse erzeugen

3. Kante und Winkel zu Fläche (+ > ins Objekt, - heraus)

4. Scheitel und parallel zu Fläche 5. 2 Achsen 6. Tangential und parallel zur Ursprungs-

ebene

7. Parallel zu Fläche und durch Achse 8. Parallel zu Fläche mit „ziehen“ 9. Durch Punkt und lotrecht zu Linie

(oder Spline) 10. Ebene auf Linie oder Spline (z.B. für Sweeping in der 3D-Skizze)

*) Hinweis: Ein Leerschlag auf der Tastatur wiederholt den letzten Befehl!

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Arbeitsachsen und -Punkte Arbeitsachsen sind parametrische Hilfskonstruktionen auf ei-nem Bauteil. Sie können als Zentrum für eine polare Reihe die-nen sowie als Zwischenpositionen für weitere Arbeitselemente. Für die Definition eines Arbeitselements ist oft die Angabe von 2 geometrischen Orten notwendig!! Platziert werden sie als: Mittellinie eines Zylinders Arbeitsachse über 2 Scheitelpunkte (Würfel) Entlang von Kanten Durch Mittelpunkte und Endpunkte von Linien Durch Arbeitspunkte Es ist meist sehr nützlich, alle Zylinder mit einer Arbeitsachse zu versehen. (Mitte für Keilbahnen etc.) Die Arbeitsachse kann auch innerhalb des Befehls für die Erstellung

einer Arbeitsebene erzeugt werden. Arbeitspunkte sind parametrische Hilfskonstruktionspunkte, die sehr nützlich sind, wenn andere Konstruktionstechniken nicht zu einer Lösung führen. Sie dienen als Scheitelpunkte für 3D-Skizzen, Arbeitsachsen und -ebenen. Platziert werden sie: Durch Mittelpunkte und Endpunkte von Linien und Kanten Durch Schnittpunkte von Linien durch Ebenen Durch Schnittpunkte von drei Arbeitsebenen Übung _Arbeitsachsen-Punkte.idw

1.4 Bearbeiten von Arbeitselementen Bearbeitet werden die Arbeitsebenen, -achsen und -punkte über das Kontextmenü im Browser:

Sichtbar Ein- und Ausschalten von einzelnen Arbeits- elementen

Bemassung anzeigen Abstandswerte können verändert werden. (Doppelklick auf die Ebene)

Element neu definieren Element wird gelöscht, und ein neues wird erzeugt. Um alle Arbeitselemente in einer Zeichnung temporär zu steuern, dient das Abrollmenü: Ansicht > Objektsichtbarkeit > Hinweis: Die Veränderungen über dieses Menü werden nicht in der Datei gespeichert. Sol-len z. B. die Arbeitsebenen dauerhaft unsichtbar gesetzt werden, muss dies im Browser mit dem Kontextmenü auf der entsprechenden Ebene durchgeführt werden. Tipp: Unsichtbare Arbeitselemente werden bei Gebrauch im Browser grau dargestellt und dort selektiert!

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1.5 Übungsaufgabe „Kegel mit Keilnute“ Übung zum Thema Arbeitsachse, -ebene und -punkte

Erzeugen Sie ein neues Part und …

1. Projizieren Sie folgende Ursprungselemente: x-, y-, z-Achse und Mittelpunkt.

2. Skizzieren Sie in den Ursprung einen Kegel als Rotationsteil.

3. Erzeugen Sie eine Achse und setzen Sie im Ursprung die YZ-Ebene durch die Kegelmitte (= 1. Ebene) sichtbar.

4. Für die Keilnute benötigen wir eine Ebene (blau dargestellt), welche tangential auf der Kegeloberfläche liegt, was ziemlich knifflig werden kann! Mögliches Vorgehen für die Ebene (f):

Arbeitspunkte (c) und (d) durch die YZ-Ebene und die Kreise der Kegelflächen Arbeitsachse (e) durch die Punkte (c) und (d) Arbeitsebene (f) durch die Achse (e) und die Kegelmantelfläche

5. Erzeugen Sie nun auf der Arbeitsebene (f) eine Skizze, projizieren Sie die Achse und konstruieren Sie eine Keilnute ge-mäss der Abbildung rechts. N.B. In der Figur sind alle Arbeitselemente ausser der Ebene (f) unsichtbar gemacht wor-den.

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2 SKIZZIERTE BAUTEILELEMENTE

2.1 Extrusion Die Extrusion steht immer senkrecht auf einer Skizzierebene. Sie ent-steht aus einer (oder mehreren) geschlossenen 2D-Skizzen. Die Skizze darf mehrfache Linien übereinander haben; sie darf aber nicht offen sein. Die Endpunkte der Linien müssen koinzident miteinander sein und dürfen nicht überstehend sein. Die Kontur kann durch Skizzieren, Proji-zieren, Stutzen und Dehnen erzeugt werden. Für die Volumenmodelle stehen 3 boolesche Operatoren zur Aus-wahl: Vereinigung Differenz Schnittmenge

Als 2. Ausgabe steht die Fläche zur Auswahl. Mit ihr kann aus einer offenen oder geschlossenen Kontur ein Flächenmodell erzeugt werden.

Mit „Neuer Volumenkörper“ kann ein zweiter Volumenkörper innerhalb eines Parts erzeugt werden. Da-mit wird z.B. die Konstruktion von Kunststoffteilen vereinfacht (siehe Kapitel 2.13 Kombinieren).

Weiter Optionen sind: Verjüngung: Ein positiver Winkel erzeugt einen grösseren, ein negativer Winkel einen kleine-ren Querschnitt! Bsp.: 2.1_Extrusion.ipt Grösse:

Abstand Wert Zur Nächsten bis zur nächsten Fläche Bis Fläche kann selektiert werden. Zwischen Das Skizzenprofil wird von einer Startfläche bis einer Endfläche extrudiert. Alle Durch alle in der angegebenen Richtung

2.2 Drehung Eine Rotation um eine Achse. Als Achse dient eine Linie. Diese kann Teil des Rotati-onskörpers sein oder eine freie Linie. Der Rotationswinkel kann ein Teilwinkel sein oder auch 360° betragen.

Vor der Bemassung von Rotationsteilen empfiehlt es sich, die Mittellinie zu markie-ren und dann von Stil „Normal“ auf „Mittellinie“ umzustellen. Wird jetzt die Mittellinie selektiert, wird nach dem Durchmesser und nicht nach dem Radius verlangt! >> siehe Übung Seite 2-3

2.3 Bohrung a) Auf Skizze: Bohrungen werden auf „gekörnten“ Mittelpunkten platziert. Es gibt

folgende Optionen: Bohrung Einfache Bohrung Zylindrische Senkung Durchgangsbohrung Anflachung Gewindebohrung Konische Senkung Gewindebohrung mit Verjüngung

b) Direkt ohne Skizze mit einer Platzierung: Bemasst werden die Bohrungen direkt im Schaubild der Dialogbox.

2.4 Gewinde Für Aussen- und Innengewinde auf zylindrischen Flächen. Es steht eine Vielzahl von Gewindearten zur Verfügung.

2.5 Rippe Es wird eine offen Kontur auf einer Arbeitsebene skizziert. Gewählt wird nicht die Fläche sondern die Begrenzungslinien der Rippe und die Richtung. Es gibt offene und geschlossene Rippen. Übung 2.5_Rippe.ipt

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2.6 Erhebung Mittels Erhebung kann ein komplexer Volumenkörper erstellt werden. Auf Arbeitsebenen werden geschlossene Profile erzeugt. Die einzel-nen Profile werden dann in der gewünschten Reihenfolge selektiert. Entlang dieser Profile entsteht dann der Volumenkörper (siehe auch Help zu Erhebung). Optionen sind:

Winkel zwischen Skizzierebene und erhobenem Profil Gewicht bestimmt die parallele Länge zum Ausgangsprofil Tangential zu Fläche: Die Skizzenprofile werden tangential

zueinander erzeugt. Geschlossene Kontur: Start- und Endquerschnitt werden

miteinander verbunden. Punktzuweisung: Zum Verhindern von verdrillten Erhebungen

>> siehe Übung Seite 2-4 und 2-5

2.7 Sweeping

2D-Sweeping Ein skizziertes Profil wird entlang eines skizzier-ten Pfades erzeugt, und es entsteht ein Volumen-körper, also ein neuer Körper (z. B. ein Rohr) eine Differenzmenge (Boh-rung), eine Schnittmenge oder auch nur eine Fläche.

Bsp.: 2.7_2D_Sweeping.ipt Wir benötigen also zwei 2D-Skizzen. Diese können auf be-stehenden Körperflächen aber auch auf neuen Arbeits-ebenen skizziert sein. Figur a): Kreis als Bohrungsgeometrie und Sweeping-Pfad im Glasquader auf einer Arbeitsebene erzeugt.

Figur b): Glasquader mit Bohrung und aufgesetzte Kante entlang der vorderen Quaderfläche. Beide Querschnitte sind mit 2D-Sweeping erzeugt.

3D-Sweeping Ähnlich wie das 2D-Sweeping. Das Profil ist eine 2D-Skizze; der Pfad ist hier eine 3D-Skizze. Diese kann an eine Kontur (an ein Einzelteil oder eine Baugruppe) angelehnt sein. Die Biegung gibt an, welcher Biegeradius für den Linienzug automatisch eingesetzt wird.

Bsp.: 2.7_3D_Sweeping.ipt >> Übung Seite 2-6

2.8 Spirale Mit Spiralen können Federn, spiralförmige Nuten in Bauteilen, Ventilatorflügel etc. geformt werden. Für die Konstruk-tion wird eine Linie als Achse und ein Profil verlangt. Damit die Feder eine Zentrumslinie hat, sollte die Skizze auf dem Ur-sprung skizziert werden. Eine Arbeitsachse (und gegebenenfalls eine Arbeitsebene) kann an-schliessend ebenfalls auf das Koordinatensystem gesetzt werden. Mit diesen Arbeitselementen kann die Feder später problemlos in den Zu-sammenbau eingepasst werden!! Soll die Länge der Feder adaptiv sein, kann auch ein Zylinder als Achse dienen. Sein Durchmesser kann später auf null gestellt werden. Über die Register Spiralform, Spiralgrösse und Spiralenden können Aussehen und Grösse der Spirale bestimmt werden. >> siehe Übung Seite 2-7

a) 50 x 50 x 20 b)

Ursprungselemente für die Skizzenerstellung nutzen!! (Projizieren, koinzident)

Windungen 3 Höhe 50

1. 2D-Skizze mit 6-Eck 2. 3D-Skizze 3. Befehl: Geometrie einschliessen 4. Biegung R 10 5. Sweeping

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2.9 Übungen

Drehung mit Schnittmenge 1. Beginnen Sie ein neues Einzelteil (Norm.ipt)

2. Zeichen Sie einen Würfel mit dem Schwerpunkt im Zent-rum mit den Abmessungen 50 x 50 x 50 (=)

3. Erstellen Sie auf der YZ-Ebene eine Skizzierebene

4. Schneiden Sie die Ansicht mit [F7]

5. Projizieren Sie die Z-Achse und die obere Würfelkante

6. Skizzieren Sie gemäss Bild: Kreis tangential, R 40, ge-stutzt

7. Erzeugen Sie eine Drehung mit der Schnittmenge

Bsp: 2.9.1_Drehung_mit_Schnittmenge.ipt

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Erhebung: Griff Übung: 2.9.2_Erhebung-Griff.ipt

1. Ursprungselemente einblenden. 2. Skizze auf in der X/Y-Ebene erzeugen 3. Projizieren der Arbeitselemente auf der Skizze in der XY-Ebene 4. Erste Skizze erstellen. 5. Zweite Skizze auf der XZ-Ebene erstellen. 6. Dritte Skizze auf der XY-Ebene erstellen. 7. Erhebung mit Gewichtung 1 erstellen. 8. Stellen Sie die Gewichtung nun um auf 1 links und 5 rechts.

Wichtig: Jedes der drei Profile muss auf einer separaten Skizzierebene erstellt werden!

Gewichtung = 1

Gewichtung = 5

Gewichtung = 0

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Erhebung: Verdrilltes 6-Eck

Übung: 2.9.3_Erhebung-6-Eck.ipt

1. Ursprungselemente einblenden. 2. Skizze in der X/Y-Ebene erstellen 3. Arbeitselemente projizieren. 4. Erstes 6-Eck zeichnen s=30. 5. Zweite Arbeitsebene im Abstand 30 6. Darauf Skizze mit projiziertem 6-Eck 7. Dritte Arbeitsebene im Abstand 30 8. Darauf Skizze mit projiziertem 6-Eck 9. Erhebung anwenden:

a) Skizzen 1 bis 3 selektieren b) Übergang manuell anpassen:

Im Register Übergang die automati-sche Zuordnung deaktivieren!

Richtungsvektoren im Satz 1 bis 6 mit der Maus neu ausrichten.

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Sweeping frei im Raum mit einer 3D Skizze Idee Man zeichne ein Edelstahlrohr etwa gemäss folgenden Angaben und (d= 20/19): Vorgehen 1. Variante Eingabe mit der „Maus“

1. Neues Bauteil erzeugen. 2. 2D-Skizze in der XY-Ebene erzeugen 3. Grundprofil zeichnen: Kreis mit R=10 im

Koordinatenursprung, Skizze beenden 4. F6 (Startansicht) 5. Sichtbar machen der Ursprungsebenen.

6. 3D-Skizze starten 7. Linie bei 0,0,0 starten

---------------------------------------------------------- 8. YZ-Ebene wählen, 50 nach oben (a)

50 nach rechts (b) 50 nach oben (c) 50 nach rechts (d)

9. XZ-Ebene wählen, 100 nach vorne (e)

10. Linie abschliessen: KM OK 11. Biegung des Linienzuges mit Radius 15 12. Sweeping erzeugen

2. Variante mit Eingabe der Koordinaten

1. Schritt 1 bis 7 wie in Variante 1 ----------------------------------------------------------

8. Falls die „Präzise Eingabe“ fehlt, diese aktivieren. Zu finden im Register Datei im Bereich Zeichnen ganz unten (aufklappen).

Linie zeichnen, im Ursprung beginnen und dann immer die relativen Koordinaten angeben und mit Enter abschlies-sen, also: von 0,0,0 ausgehend

9. 0,0,50 > Eingabe mit 0 [TAB] 0 [TAB] 0 [TAB] 0,50,0 0,0,50 0,50,0 100,0,0

10. Linie abschliessen: KM OK 11. Biegung des Linienzuges mit Radius 15 12. Sweeping erzeugen.

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Spirale: Propeller 1. Projekt neu: Propeller

Bsp.: 2_Propeller.ipt 2. Baugruppe neu: Propeller

3. Komponente erstellen: Nabe

auf XZ-Ebene; Skizze auf XZ-Ebene Kreise im Zentrum mit da=40, di=30, l=40 mit folgenden Arbeitselementen:

a. 1. Arbeitsebene im Ursprung auf die YZ-Ebene b. 2. Arbeitsebene auf Nabenfläche -10 von vorne nach

hinten versetzt c. 2 Arbeitspunkte 1. Arbeitsebene und „Kreisringe“ aussen d. Arbeitsachse durch die beiden Arbeitspunkte c, c e. 3. Arbeitspunkt auf 2. Arbeitsebene und Arbeitsachse

4. Neue Teiledatei: Fluegel Projizieren in Ursprung von Mittelpunkt, X- und Y-Achse Skizze auf diese Achsen: Flügelprofil aus Blech gemäss Skizze:

5. Spirale mit Y-Achse Spiralgrösse: Steigung 50 mm, Windung 0.3

6. Abrunden R 20

7. Zusammenbauen der Baugruppe: Platzieren:1 Fluegel ausgerichtet auf Arbeitsachse Passend (d) und Arbeitspunkt (e) Komponente anordnen: rund, 3 Mal, 120°

8. Arbeitselemente ausblenden

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Spirale mit Erhebung: Ein Schneckengehäuse Für einen Turbolader muss ein schneckenförmiges Gehäuse konstruiert werde. Die Schnecke ist spiralförmig und verjüngt sich nach innen. Variante 1 mit mehreren Profilen und Erhebung: Bsp.: 2_Turbolader\Erhebung.ipt

Variante2 mit einer Spirale und Erhebung:

Bsp 2_Turbolader\Spirale.ipt

1. Man konstruiert eine sich verjüngende Spirale (Querschnitt 1x1 mm).

2. Man nimmt nun die Spirale als Pfad und erzeugt eine Erhebung mit Anfangs- (110x80 mm) und

Endquerschnitt (30x40 mm).

3. Mit einer Wandstärke (z.B. 1mm) wird der Hohlraum erzeugt und mit Verdickung/Versatz wird die Wandstärke nach aussen verdickt.

4. Das Einlaufrohr wird mit zwei Bohrungen (80 mm durchgehend und 120 mm bis Mitte Schnecke) für das Turbinenrad ergänzt und mit einem Flansch im Abstand von 60 mm abgeschlossen.

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2.10 Rundung

Konstante Abrundung Optionen sind:

Kante: Einzelne Kanten müssen angewählt werden. Kontur: Alle Kanten einer Fläche werden ausgewählt. Element: Alle Kanten, ob Innen- oder Aussenradien, wer-

den ausgewählt. Alle Innenradien, alle Aussenradien werden ausgewählt.

Variable Abrundung Ins Register Variabel wechseln, die abzurundende Kante wählen und danach weitere Punkte darauf wählen, wo jeweils ein unter-schiedlicher Radius zugewiesen werden kann. Abrundung mit Versatz Zuerst müssen die Kanten im Register "Konstant" selektiert werden. Danach kann im Register Versatz die gewünschte Form bei kompli-zierten Übergängen bestimmt werden:

Rollen entlang scharfer Kanten Rollende Kugel, wenn möglich (für Ecken) Fortlaufende Kanten Alle Konstruktionselemente bewahren.

2.11 Fase Die drei Optionen sind:

Abstand Abstand und Winkel Zwei Abstände

Bei den erweiterten Optionen finden wir: Fortlaufende Kante: Es werden auch die tangentialen Kanten ausgewählt. Scheitelpunktversatz: Für die Form der Ecken.

2.12 Teilen Vorgehen: Man erzeugt eine skizzierte Linie als Trennlinie. Danach wird getrennt.

Wir unterscheiden: Flächentrennung: Eine Fläche wird in 2 Flächen aufgeteilt,

beide Flächen bleiben erhalten, können aber einen unterschied-lichen Anzug oder Oberflächeneigenschaften bekommen.

Bauteiltrennung: Das Bauteil wird zerschnitten. Ein Teil geht verloren.

2.13 Kombinieren Es können Vereinigungs-, Differenz- oder Schnittmengen-Operationen auf ausgewählte Volumenkörper angewendet werden. Die 2 Körper können lokal erstellt werden (siehe 2.1 Extrusion) oder Körper kön-nen mit dem Befehl Abgeleitete Komponente importieren werden (siehe Kapitel 6).

Übung 2.13_Kombinieren.ipt Extrudieren Sie die vorgegebene Skizze 20 mm als neuen Volumenkörper, dann wählen Sie den Befehl Kombinieren.

2.14 Flächenverjüngung Für Gussteile mit Anzug. Mit der Zugrichtung wird die bleibende Kante der Flächenverjün-gung definiert. Mit Flächen werden die Flächen selektiert, die einen positiven oder negati-ven Anzug haben sollen. Auch getrennte Bauteile können so verjüngt werden.

2.15 Wandstärke Einem Bauteil kann eine Wandstärke oder mehrere unterschiedliche Wandstärken zugeord-net werden. Mit Fläche entfernen wird eine offene Fläche markiert. Über die erweiterten Optionen kann jeder Fläche eine unterschiedliche Wandstärke zugeordnet werden.

Beispiele:

2.10.1_Rundung.ipt

2.10.2_Rundung.ipt Element

Demo: 2.11_Fase

Demo: 2.12_Teilen

Demo: 2.14_Flächenverjüngung

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Übungen

Abrunden, Fase Trennen, Fächenverjüngung, Wandstärke

Kombinieren Erstellen Sie eine Kunststoffschale 50x40x20 mm mit Anzug aussen -2° und innen 3°, Radien 5, oben 1mm

Bsp.: 2.15_Kunststoffschale.ipt

(ohne Vorlage)

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2.16 Rechteckige Anordnung Ein Element, z. B. eine Bohrung, kann in 2 Richtungen kopiert werden. Die Rich-tung wird über Kanten etc. gewählt. Als Pfad kann auch ein Spline gewählt werden! Einzelne Elemente können im Browser unterdrückt werden. An Modell anpassen: Die Elemente werden auf die Begrenzung des Bauteils an-gepasst, wenn dieses sich ändert.

Mit demselben Befehl können Elemente auch entlang eines 2D- oder 3D-Pfades kopiert werden!

2.17 Runde Anordnung Elemente, wie Bohrungen, werden um eine Drehachse kopiert. Anzahl und Winkel sind anzugeben. In den erweiterten Optionen stehen Einstellungsmethoden (identisch und an Mo-dell anpassen) sowie Positionsmethoden (Inkrement und eingepasst) zur Aus-wahl.

2.18 Element spiegeln Mit Spiegeln werden Elemente wie Bohrungen, Sweepings etc. um eine Spiegelebene (Bauteilebene, Arbeitsebene) kopiert. Die gespiegelten Elemente werden Teil des bestehenden Bauteils.

2.19 Bearbeiten von Bauteilen

Bemassung anzeigen: Das Modell bleibt bestehen, die Skizzenbemas-sung, Extrusionshöhe etc. werden eingeblendet und können direkt verän-dert werden.

Skizze bearbeiten: Nur die Masse der Skizze können direkt verändert wer-den.

Element bearbeiten: Die Dialogbox, wie das Bauteil erzeugt wurde, wird angezeigt. Änderungen können nun direkt in die Box eingetragen werden.

2.20 Erstellen von Notizen An jedes Element können Informationen angebracht werden. KM auf das Ob-jekt im Browser.

Durch Schliessen des Notizfensters kehrt man zurück zur Zeichnung, wo jetzt ein Infopunkt zu erkennen ist.

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3 KONSTRUKTIONS-ASSISTENT Der Konstruktions-Assistent stellt Generatoren und Berechnungen bereit, mit denen mechanisch korrekte Kompo-nenten automatisch erstellt werden können. So kann beispielsweise mit dem Schraubenverbindungs-Generator eine Schraubenverbindung in einem Vorgang einfügt, gebohrt und direkt zusammenzusetzen werden. Das Menü Konstruktion umfasst folgende Komponenten:

Schraubverbindungen Bolzen Gestellgenerator (siehe Kapitel 6) Wellen Zahnräder Lager, Keilriemen, Ketten, Federkeile Kurvenscheiben, Keilwellen, O-Ringe Federn

In den Dialogboxen gibt es meist die Möglichkeit, die Teile nur zu generieren, oder auch zu berechnen.

Muss später etwas geändert werden, wird dies im Objektbrowser mit dem Kontextmenü erledigt!

Übung 3_Konstruktions-Assistent\Schraubverbindung.iam ( > Neu > Norm.iam > Schraube d=10mm)

Hinweis:

„Dialog“ unten links in der Statuszeile beachten.

Dieser Dialog ist bei ungewohnten Be-fehlen besonders hilfreich!!

Änderungen mit dem Kontextmenü!

t= 15

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3.1 Zahnräder Als Musterbeispiel erzeugen wir nachfolgend das Zahnrad11. Die technische Zeichnung für das Stirnzahnrad aus der Vorlage Ritzellager finden Sie auf der nächsten Seite.

Bsp.: 3_Zahnrad\ Stirnzahnrad11.ipt

Modul m = 5 mm Zähnezahlen z1= 29, z2= 29 Zahnradbreite b= 37 mm

Vorgehen in Kurzform: 1. Beginnen Sie mit einer Baugruppe Norm.iam und speichern Sie diese 2. im Konstruktionsmenü wählen Sie Stirnräder und wählen die folgenden Werte:

3. Öffnen Sie das neu erzeugte Zahnrad11.ipt

4. Machen sie die XZ-Ebene und die Z-Achse sichtbar 5. Erzeugen Sie eine Mittelebene durch das Zahnrad 6. Skizzieren Sie ein Drehwerkzeug ausserhalb des Zahnrades auf die XZ-Ebene. 7. Projizieren sie die Mittelachse und die Mittelebene des Zahnrades in Ihre Skizze und verschieben Sie das

skizzierte Werkzeug es erst am Schluss an die richtige Position im Zahnradinnern.

8. Rotieren Sie die Kontur als Differenz um die Mittelachse und spiegeln Sie danach diese Kontur. 9. Ende der Modellierung. 10. Option: Erstellen Sie eine Werkstattzeichnung des Zahnrades mit allen nötigen Angaben gemäss Vorlage!

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Übung Stirnzahnräder Vorgehen

1. Neue Baugruppe erzeugen und abspei-chern.

2. Zwei gerad verzahnte Stirnzahnräder mit den Angaben rechts:

3. Wir machen bei beiden Zahnrädern die Z-Achse sichtbar.

4. N.B. Der Achsabstand a rechnet sich

𝒂 =𝒎∙(𝒛𝟏+𝒛𝟐)

𝟐= ⋯ = 115 𝑚𝑚

5. Wir fügen die Zahnradhalterung.ipt aus dem Ordner 3_Konstruktionsas-sistent in die Baugruppe und fixieren diese.

6. Nun muss die Zahnbaugruppe nur noch flexibel gemacht werden.

7. Fertig.

Flexibel

Siehe auch: U:/0_Inventor/_L_Demos_Inventor/Stirnradgetriebe

3-4


3-5


3.2 Gestell-Generator Der Gestell-Generatoren eignet sich für das Erstellen von sehr flexiblen Rahmenkonstruktionen. Mithilfe eines Grundkörpers oder einer einfachen Skizze (mit Linien und Bögen) wird eine adaptive Rahmenkonstruktion mit Normprofilen erzeugt. Jedes Rahmenprofil wird dabei als Einzelteil erstellt und abgespeichert. Werden die Masse des Grundkörpers abgeändert, ändern sich alle Masse der Profile entsprechen mit.

Übung1: T-Normprofil

1. Erzeugen Sie eine neue Baugruppe, darin ein Einzelteil und darin

auf einer 2D-Skizze die Linie gemäss Abbildung. 2. Gehen Sie zurück in die Baugruppe, öffnen sie das Register „Konstruktion“. 3. Mit „Gestell einfügen“ wählen Sie das Normprofil DIN 1024 T20 und erzeugen den gebogen T-Stahl gemäss

Abbildung oben. Die Pfadskizze machen Sie unsichtbar.

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Übung 2: Flex-Gestell

Bsp.: 3_Flex-Gestell\Gestell.iam

1. Neues Projekt „Flex-Gestell“ erstellen. 2. Neues Einzelteil (Norm.ipt) „Grundkörper“ erstellen:

Skizze mit Aussenmasse 500 x 700 mm und den Massen des Quadrates 200 x 200 mm. Extrusion mit Höhen 200 mm, 400 mm, 600 mm (Skizze wiederverwenden anwenden, Linien trennen, da-nach die Sichtbarkeit der Skizze ausschalten!) Einzelteil speichern.

3. Neue Baugruppe (Norm.iam) „Gestell“ erzeugen. 4. Grundkörper einfügen, fixieren. 5. Menü „Konstruktion“ > Gestell. 6. Gestell Einfügen > siehe unten:

7. Alle gewünschten Kanten des Grundkörpers für die Profile mit

„kreuzen“ auswählen … 8. Sichtbarkeit des Grundkörpers ausschalten. 9. „Gehrung“ und „Stutzen / Dehnen“ für die Eckverbindungen anwenden

10. Ändern Sie nun die Grösse des Grundkörpers, aktualisieren Sie dann

Ihre Konstruktion und beobachten sie die Längenänderungen der Profile.

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Übung 3: Rohrabzweiger

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Eigenes Profil für die Bibliothek erstellen (Übung) Hinweis: siehe dazu den Lehrfilm mit Google-Suche Creating Custom Frame Profiles oder direkt in YouTube

LINK ist: http://www.youtube.com/watch?v=XOwR89pA_e8

(Betrachten Sie den Filmanfang und dann wieder ab 9‘30“ bis zum Filmende) Projekt mit Bibliothek einrichten 1. Neues Einzelprojekt „Profil“ erstellen und aktiv setzen 2. Im Projektfenster den Button Inhaltscenter-Bibliotheken konfigurieren wählen

Bibliothek erstellen: ProfileABC (diese muss aktiviert sein)

Profil zeichnen 3. Einzelteilzeichnung ABC.ipt erstellen: (Skizze rechts)

Parameterliste anpassen 4. Menü: Verwalten > Parameter 5. Hinzufügen: Benutzerparameter Profilgrösse, Länge 6. Modellparameter d0 = Profilgrösse zuweisen

Bauteil erstellen 7. Skizze beenden,

Extrusion mit dem Parameter Länge 8. Eigenschaften einstellen:

iProperties > Physikalisch > Material > > Aluminium – 6061

Bauteil als iPart umwandeln 9. Menü: Verwalten > iPart erstellen 10. Mit dem KM 2 neue Zeilen erstellen und die

Profilwerte 65 und 80 eintragen (siehe Fi-gur rechts)

11. Einzelteil speichern als ProfilABC

http://www.youtube.com/watch?v=XOwR89pA_e8

3-9


Neues Bibliotheksteil erzeugen 12. Menü: Verwalten > (Komponente >) Strukturprofil > Kategorie: Vierkantrohre

13. > Parameterzuordnung festlegen:

14. Publizieren: alle Daten gemäss Vorlage ausfüllen:

Länge und Profilgrössen in die Schlüsselspalte eintragen. Diese Gössen werden dann später im Gestellgene-rator für die gewünschte Auswahl sichtbar.

Die Bibliothek ist nun für alle kommenden Projekte mit dem neuen Profil ergänzt worden. Verbauen im Gestellgenerator 15. Gestell mit neuem Profil einfügen: (siehe rechts).

4-1


4 ERSTELLEN VON 2D-VORLAGEN 4.1 Erstellen von firmenspezifischen Vorlagen

Die Vorlage für Werkstattzeichnungen hat die Endung .idw und findet sich meist im Verzeichnis

C:\Users\Public\Documents\Autodesk\Inventor 2017\Templates In einem Netzwerk ist die Vorlage meist zentral gespeichert. Eingestellt wird der Ort der Vorlage mit: Extras > Anwenderoptionen > Datei > Standardvorlagen

Vorlagezeichnungen können abgeändert oder komplett neu definiert werden. Ein Arbeitsblattformat besteht aus den Teilen:

Blatt mit Grössendefinition Schriftfeld (Zeichnungskopf) Ränder (Zeichnungsrahmen) Symbole

Jeder Teil kann separat bearbeitet und gespeichert werden. Mithilfe des Kontextmenüs (rechte Maustaste) kommt man jeweils zu den einzelnen Befehlen.

4.2 Ränder Die Rahmen können mit KM „Neuen Rahmen definieren“ neu gezeichnet, bemasst und mit einem beliebigen Na-men gespeichert werden. Mit KM „Rahmen speichern“ wird der gezeichnete Rahmen unter Angabe eines Namens in der Vorlage abgespei-chert.

4-2


4.3 Schriftfeld

Mit KM „Neues Schriftfeld definieren“ wird eine Skizze für den Zeichenkopf aufgerufen. Die Geometrie wird skiz-ziert und bemasst. Mit dem Textbefehl können 2 unterschiedliche Arten von Text erzeugt werden:

normaler Text: Dieser wird in das Textfeld geschrieben. Typ Eigenschaftsfelder definieren: Diese werden in der .ipt- oder der .iam-Datei mit iProperties erzeugt

und können auch im Explorer betrachtet werden.

Eingefügt werden diese mit dem Knopf nachdem sie eingestellt wurden.

2. der

iProperties

1. Wählen der

Eigenschaften

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Übung: Meine Vorlagen ABC.idw 1. Neue Zeichnung Norm.idw beginnen 2. Rahmen und Zeichnungskopf löschen

Formatgrösse festlegen

3. KM auf Blatt:1 > Blatt bearbeiten > Name und Grösse festlegen. > Blatt A4-ABC > mm > A4

Zeichnungsrahmen in neue Skizze zeichnen

4. KM auf Ränder > Neuen Rahmen definieren: Rahmen zeichnen und bemassen mit in x: 10 / 277 in y 10 / 190 zeichnen

5. KM auf Ränder > Rahmen speichern: A4-ABC

Zeichnungskopf in leerem Blatt zeichnen

6. KM auf Schriftfelder > Neues Schriftfeld definie-ren wählen. Die Geometrie wird wie üblich gezeichnet und be-masst. Die Strichstärke kann mit dem KM geändert wer-den. Als Logo kann bei Bedarf eine Bitmap-Datei ein-gefügt werden.

7. Schriften können mit KM Ausrichten positioniert werden. Dabei müssen die Texte davor mit der Ctrl-Taste se-lektier werden.

8. KM auf Schriftfelder > Schriftfeld speichern > ABC.

Arbeitsblattformat mit Grösse, Rand und Kopf erzeugen

9. KM auf Blatt:1 > Blatt bearbeiten > Grösse A4. 10. Doppelklick auf Ränder A4-ABC (der Rand wird so eingefügt) 11. Doppelklick auf Schriftfeld ABC (das Schriftfeld wird so eingefügt) 12. KM auf Blatt:1> Arbeitsblattformat erstellen … Name:A4-ABC

Abschluss

13. Löschen Sie alle nicht verwendeter Arbeitsblattformate, Ränder und Schriftfelder. 14. Speichern Sie die neuen Vorlage mit „ABC-A4.idw“ im Verzeichnis …\Templates.

Eine neue Vorlagezeichnung ist entstanden. 15. Mit iProperties werden die Angaben „FIRMA“ und „BEZEICHNUNG“ eingegeben:

>> Übersicht > FIRMA und >> Projekt > BEZEICHNUNG.

4-4


4.4 Symbole in der 2D-Vorlage

Symbole erzeugen Skizzierte Symbole können für Wiederholteile (z.B. Hydrauliksymbole, Zeichnungskommentare usw.) verwendet werden. Wiederkehrende Symbole werden in der Vorlagendatei (dem Temp-late) abgelegt. Um ein eigenes Symbol zu erzeugen, wird im Browser der Eintrag Skizzierte Symbole ausgewählt. Beispiel das Symbol „ABC“

1. Öffnen Sie Ihre Vorlagezeichnung, die Sie ergänzen wollen.

2. Im Browser wählen Sie über die rechte Maustaste das Kontextmenü: > Skizzierte Symbole > Neues Symbol definieren.

3. Nun Zeichnen Sie im Skizzierbereich das Symbol „ABC“ (Bild und Text ABC).

4. Beenden Sie die Skizze und speichern Sie Ihr neues Symbol mit einem Namen ABC ab.

5. Mit > Datei > Speichern unter > Kopie als Vorlage spei-chern können Sie die ergänzte Datei direkt in den Vorlage-ordner speichern und haben nun eine Vorlage mit dem neuen Symbol geschaffen.

Symbole einfügen 1. Erzeugen Sie eine 2D-Vorlagedatei, welche das benötigte Symbol

beinhaltet. 2. Wechseln Sie ins Register Mit Anmerkungen versehen.

3. Im Bereich Symbole wählen Sie Benutzer und das gewünschte

Symbol.

4-5


4.5 Teileliste am Beispiel Pumpenmodell Die Teileliste, auch als Stückliste bezeichnet, wird über die Attribute der Teilezeichnung gesteuert: Dargestellt werden Standard- (Normal) und gekauften Teile. Nicht sichtbar sind Phantom- und Referenzteile. Bauteil Der Konstrukteur füllt also mit dem Befehl iProperties alle notwendigen Daten in der Einzelteilzeichnung (*.ipt) ein, die dann in der Baugruppe und in der Stückliste der 2D-Zeichnung (*.idw) Verwendung finden. Hier im Beispiel der Exzenterwelle:

Zeichnung

Die Stückliste stellt die Attribute der Gruppen- oder der Teiledateien dar. Mit Teileliste bearbeiten wird dies angepasst: Inhalte und Reihenfolge der Positionsnummern etc. Mit Exportieren können Daten in Excel oder Textdateien exportiert werden. Die Stückliste kann mit einem Doppelklick geöffnet werden.

KM Stückliste

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Übung im Ordner 4_Pumpenmodell

Stückliste 1. Aktivieren Sie das Projekt 4_Pumpenmodell und öffnen Sie die Baugruppe _Zusammenbau.iam. 2. Betrachten Sie die Attribute im Zusammenbau und auch in der Datei mit dem Explorer von Windows. 3. Erzeugen Sie eine 2D-Zeichnung (_Pumpe.idw) der Baugruppe exakt wie oben dargestellt. 4. Fügen Sie Positionsnummern und eine Teileliste in Ihre Zeichnung ein. 5. Ändern Sie Positionsnummern in der Stückliste, sortieren Sie diese neu.

6. Ergänzen Sie die Position 70, Dichtmasse, LOCTITE

( KM in Teileliste: Benutzerdefiniertes Bauteil eintragen). 7. Sortieren Sie die Stückliste aufsteigend nach Objekt. 8. Im Objektbrowser wählen Sie Artikelüberschreibung in Stückliste speichern. 9. Öffnen Sie die Zeichnung Deckel.ipt und ergänzen Sie das Attribut „Bezeichnung“ mit -15. 10. Gehen Sie zurück in die 2D-Zeichnung und betrachten Sie die geänderte Stückliste.

4-7


4.6 Bemassen von Zeichnungen Wichtigste Regel beim Bemassen von Zeichnungen ist die, dass Änderungen immer am Objekt und nie am Mass vorgenommen werden. Grund dafür ist, dass im Zeitalter von CAM die Geometriedaten für den CNC-Prozess vom Modell und nicht von der Zeichnung abgeleitet werden! Die Masse werden also wenn immer möglich ab dem Modell entnommen. Diese können ergänzt werden, indem man vor oder nach der Klammer einen Text dazufügt. Hilfskonstruktionen werden in einer Skizze erstellt. Dabei ist zu beachten, dass bei der Erstellung der Skizze die Ansicht selektiert wird (ein gestrichelter Rahmen wird sichtbar), damit das Objekt projiziert werden kann. Auch muss das Format (Liniendicke und – Aussehen) wie gewünscht gewählt werden. Skizzen sind 2D-CAD-Bereiche, wo alles gezeichnet werden kann, das nicht von einem 3D-Objekt abgeleitet wer-den kann. Hilfsansichten können ausserhalb des Zeichnungsbereichs positioniert werden und davon können dann Aus-schnitte gemacht werden. Geplottet wird nur der Zeichnungsbereich, also das Blatt (siehe Ansicht B). Übung Gehäuse Erstellen Sie eine Werkstattzeichnung des Gehäuses, wie etwa unten abgebildet.

5-1


5 PROJEKTE KOPIEREN UND VERWALTEN Beim Installieren von Inventor wird ein Plug-in in den Microsoft-Explorer eingebaut. Aufgerufen wird es über das Kontext-Menü (KM auf einer Inventor-Da-tei).

5.1 Konstruktionsassistent Der Konstruktionsassistent kann direkt aus Inventor oder über den Microsoft-Explorer aufgerufen werden. Wird der Konstruktionsassistent aus dem Explorer aufgerufen, stehen mehr Möglichkeiten zur Verfügung. Aus Inventor erreicht man ihn unter Datei > Verwalten > Konstruktionsassistent

Im Microsoft-Explorer auf die Datei gehen und mit rechter Maustaste auf > Konstruktionsassistent

Verwalten (nur aus dem Explorer heraus) Für Teile-Nachweis, d. h. wo wird das Teil überall verwendet, ist es freigegeben, Revisionsdatum etc. Der Name einer Datei kann hier geändert werden:

1. KM Umbenennen 2. KM Bearbeiten 3. Aktualisieren der Zeichnung

5.2 Pack & Go Das Kopieren von Zusammenbaudateien in Inventor sollte mit Pack & Go, einem Plugin des Explorers erfol-gen. Wird eine Zusammenbauzeichnung (.iam) oder eine Papierzeichnung (.idw) mit Pack & Go kopiert, wer-den alle verknüpften Dateien mitkopiert und die Verknüp-fungen entsprechend aktualisiert.

Vorgehen 1. Mit dem erstem Explorer einen neuen Ordner dort

erzeugen, wo die Datei resp. das Projekt hin kopiert werden soll.

2. Mit einem zweitem Explorer auf die Zeichnung der „letzten Ebene“ also der Zusammenbauzeichnung (.iam), oder der 2D-Zeichnung (.idw) gehen.

3. mit KM Pack & Go > Zielordner bestimme> Jetzt suchen > Start > Alle Teiledateien und Normteile in der markierten Datei werden an den neuen Ort kopiert; die Projekt-datei (.ipj) wird angepasst.

Achtung: Benennen und kopieren Sie niemals Inventor-Dateien über den Windows-Explorer um. Verwenden Sie hierfür grundsätzlich den Konstruktionsassis-tenten.

6-1


6 ABGELEITETE KOMPONENTEN

Bsp.: 6_Abgeleitete Komponenten\_a_Gussteil_Zahnrad.iam

Abgeleitete Komponenten sind Bauteile (Parts), die aus mehreren Bauteilen oder Baugruppen erzeugt werden. An zwei Beispielen soll die Funktion erläutert werden:

6.1 Gussteil Zahnrad Das Vorgehen ist dasselbe wie bei der Nockenwelle, nur wird hier das Zahnrad als Subtraktion vom Gusskasten erzeugt.

Beim Einfügen der Baugruppe stehen folgende Operatoren zur Verfügung:

Das gewählte Bauteil + .. wird zum ersten addiert. \ .. wird von der Ableitung ausgeschlossen - .. wird vom ersten subtrahiert □ .. wird vereinfacht mit einem Begrenzungsrahmen dargestellt ^ .. bildet mit dem ersten Bauteil eine Schnittmenge

Weitere Schalter dienen zum Erhalt einer Nahtgeometrie und weiterer Eigenschaften.

Abgeleitete Komponenten können später auch bearbeitet werden. Dazu geht man im Browser auf das Bauteil und aktiviert das Kontextmenü.

6.2 Nockenwelle

Die obige Nockenwelle ist ein Teil, kann aber mit der Konstruktionsmethode Abgeleitete Komponente sehr schnell hergestellt werden.

Idee: 1. Man erstellt eine Baugruppe mit den zylinderischen Teilen und den Nockenelementen. 2. Alle Teile werden mit Abhängigkeiten im Zusammenbau korrekt verbaut. 3. Die Baugruppe wird geschlossen. 4. Eine neue Einzelteilzeichnung (z. B. Nockenwelle.ipt) wird erstellt. 5. In der Registerkarte Verwalten > [Einfügen] > Ableiten wählen. 6. Alle Teile der Baugruppe werden mit den bool‘schen Operationen Addition eingefügt.

6-2


6.3 Zwei Übungen dazu

Übung Zahnradkasten

Übung 1.: 6_Abgeleitete Komponenten

a) Erzeugen Sie eine neue Baugruppe (Norm.iam) Zahnradkasten.iam b) Platzieren Sie aus dem Ordner 6_Abgeleitete Komponenten:

1 x Teil Gusskasten (und fixieren) 1 x Teil Zahnrad

c) Bauen Sie die Teile korrekt zusammen d) Speichern Sie die Baugruppe e) Erzeugen Sie eine neue Teilezeichnung (Norm.ipt) Zahnradkasten.ipt f) Fügen sie das Zahnrad.iam ein: Verwalten > [Einfügen] > Ableiten,

subtrahieren (-) Sie das Zahnrad vom Gusskasten

Übung Nockenwelle

Übung 2.: 6_Abgeleitete Komponenten

a) Erzeugen Sie eine neue Baugruppe (Norm.iam) Nockenwelle.iam b) Platzieren Sie aus dem Ordner 6_Abgeleitete Komponenten:

1 x Teil 01_Endteil.ipt (und fixieren) 4 x Teil 02_Kurvenscheibenteil.ipt 4 x Teil 03_Lagerstelle.ipt

c) Bauen Sie die Teile korrekt zusammen d) Speichern Sie die Baugruppe e) Öffnen Sie eine neue Teilezeichnung (Norm.ipt) Nockenwelle.ipt f) Fügen sie die Nockenwelle.iam ein: Verwalten > [Einfügen] > Ableiten

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7 BLECHTEILMODELLIERUNG

In Inventor werden Blechbauteile gesondert behandelt, da diese bestimmte Merkmale aufweisen, welche auf andere Bauteile nicht zutreffen.

Blechteile haben in Inventor immer eine feste Dicke. Mit Inventor können nur einfache Blechteile mit Ausklinkungen (Ausschnitten)und Stanzungen dargestellt wer-

den. Die Grenzen liegen bei allen Umformprozessen, bei denen es, durch plastische Verformungen, zu Änderun-gen der Blechdicke kommt!

7.1 Grundlagen

Vorlagedatei ‚Blech.ipt‘ mit vordefinierten Parametern Beginnt man ein neues Bauteil mit der Vorlage Blech.ipt, dann sind die wichtigsten Parameter für die Blechteilkonstruktion bereits vordefiniert. Hat man ein neues Bauteil mit Norm.ipt begonnen, kann es mit dem Menübefehl In Blech Konver-tieren ebenfalls in ein Blechteil umgewandelt werden. Dabei muss die Blechdicke auf den Modellpa-rameter „Stärke“ umgestellt werden!

Blechstandards Die gewünschten Einstellungen sollten im-mer zu Beginn der Konstruktion eingestellt werden!

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Blechstile definieren Im Register Ver-walten > Stil-Edi-tor > Blechregel findet man eine Vielzahl von Werkstoffen mit Voreinstellungen für die üblichen Blechregeln. Diese können so übernommen oder an die eigenen Bedürfnisse ange-passt werden. Weitere Infos dazu fin-det man im YouTube- Video “Blechregeln … „

7.2 DXF-Ausgabe von Blechteilen für die Laserbearbeitung Für den Zuschnitt von Blechteilen (z.B. Laserschneiden) wird meist eine DXF-Datei benötigt. Eine DXF-, eine DWG- oder eine SAT-Datei wird direkt aus der Blechteiledatei, also der .ipt-Datei erstellt: Vorgehen: 1. Vom Blechteil eine

Abwicklung erstel-len.

2. Im Objektbrowser mit der rechten Maustaste auf das Abwicklungssymbol klicken.

3. Kopie speichern un-ter... anwählen und den gewünschten Dateityp wählen.

Beispiel einer DXF-Datei:

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Biegeregeln Es können unterschiedliche Blechstandards definiert und mit einem Namen (z. B. Biegetabelle Aluminium) abgespei-chert werden. Im Blechstandard werden definiert:

Material Stärke (Dicke) des Blechs Abwicklungsmethode: a) Linear oder b) mit Biegungstabelle

a) Bei der linearen Methode wird die wahre Länge des Zuschnitts nach DIN 6935 berechnet.

b) Biegetabellen sind empirische Erfahrungswerte, welche sich eine Firma selber erarbeitet oder die von ei-nem Hersteller von Biegemaschinen zur Verfügung gestellt bekommt. Mit dem Suchbegriff „Biegungstabelle“ findet man im Help (?) weitere wichtige Infos zu diesem Thema.

Biegetabellen Eine mitgelieferte Biegetabelle (Excel-Tabelle) wird bei der Installation von Inventor im Ordner C:\Users\Public\Documents\Autodesk\Inventor 2017\Design Data\Bend Tables gespeichert:

7-4


7.3 Unterschiedliche Konstruktionsmethoden

Methoden zur Erzeugung von Blechteilen

Blechfläche und „anbauen“ Üblicherweise beginnt man mit einer ersten Fläche. An diese werden dann Laschen, Konturlaschen etc. angehängt, wie dies in der Übung Seite 7-4 „Projekt Blechkonstruktion in 38 Schritten“ praktiziert wird. Blechbauteil aus einem Volumenmodell Vorgehen: Man erstellt ein Volumenmodell

(Norm.ipt) z.B. Quader 100 x 80 x 50mm.

Nun wird das Modell in ein Blechteil konvertiert.

Mit dem Befehl Wandung und dem Parameter Stärke wird es zum Hohl-körper.

Die Ecken werden aufgetrennt (Eck-verbindung aufrennen) .

Mit Biegung werden die scharfen Blechkanten gerundet.

Nun wird das Blechteil abgewickelt.

Rotationsteil (Rohr oder gerader Konus) Sollen Rotationsteile erzeugt werden, muss die Blechdicke mit der Variablen Stärke definiert werden. Beim Abwickeln muss vor dem Befehl Abwicklung die Aussenflä-che aufgetrennt werden, oder der Drehwinkel wird mit 359° gewählt!

Übergangslasche (z.B. ein schiefer Konus) Schiefe Konen und Formteile z.B. für die Lüftungsindustrie kann mit der Übergangslasche einfach erzeugt werden. So wird ein schiefer Konus einfach über zwei Kreise (oben und unten) definiert und mit dem Befehl Überganslasche erzeugt und danach aufgeschnitten. Die Aufteilung in Flächen und Rundungen erfolgt dabei automatisch! (Bsp.: d1=100, d2=40 (tangential), h=70 und t=0.5 mm )

Bsp.: 7_Blech

Zusatzaufgabe: 1. Erzeugen Sie eine Bohrung d= 25 horizontal durch den

Kegel. 2. Erstellen Sie eine 2D-Zeichnung der Abwicklung.

7-5


7.4 Übung: Blechabdeckung in wenigen Schritten

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7-6


Projektdefinition 1. Projekt: Blechkonstruktion 2. Neu: Blech.ipt

Blechstandards: Standard_mm (t=0.5 mm) Grundkörper

3. Skizze 60 x 40, zentriert zum Mittelpunkt 4. Fläche 5. Speichern: Motorabdeckung, F6

drei Laschen mit Eckverbindungen bearbeiten 6. 3 x Lasche 25, 90° 7. Eckverbindung, hinten breit > mit Überlappung 8. Neu Ausrichten, an Ansicht anpassen (wie Bild )

Konturlasche vorne, Falz seitlich und versetzte Lasche hinten erstellen, Fase vorne

9. Skizze > Linie an der Seite bei der offenen Kante 10. Konturlasche (keine Überlappung) 11. Eckverbindung 12. Skizze der Konturlasche editieren: auf 60° ändern 13. Falz links und rechts 14. Lasche > erweitert > Typ „Breite“, Abstand 10, Versatz 4, Breite 10 15. Skizze > Punkte im Zentrum der Laschen 16. Bohrung d=6.5 17. Eckenrundung r=4 18. Eckenfasen s=5 19. Skizze auf vordere Lasche 20. Bohrung von vorne =5, von der Seite=8, d=6.5

Ausschnitte im Blech oben und vorne

21. Skizze oben gemäss Bild recht mit Überstand 3mm 22. Ausschneiden > über Biegung hinweg ausklinken 23. Rechteckige Anordnung: 1 Reihe 18x, Abstand 3 24. Spiegeln an der Mittelebene 25. Skizze von # 20 bearbeiten: Länge auf 18 26. Skizze vorne > Rechteck Breite0.5 27. Ausschneiden 28. Rechteckige Anordnung 28x / 1.3 29. Skizze Konturlasche editieren Winkel= 20°

Seitliche Ausschneiden und Stanzwerkzeug (iFeature)

30. Skizze, Rechteck seitlich 31. Ausschneiden 32. Abspeichern 33. Skizze, Punkt im Abstand oben 10, hinten 12 34. Stanzwerkzeug „keyhole.ide“

Grösse im mm: Fillet= 1, Slot_Width= 4, Hole_Diameter= 6, Length=10

Freie Lasche: Blech hinten gebogen 35. Skizze hinten, Linie von oben 12 36. Falten 60° 37. Abwicklung erstellen

Papierzeichnung 38. Neu > Norm.idw > A3 mit Lochrand 39. Basisansicht erstellen

Abwicklung / Gefaltetes Modell

Falz

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8 SCHWEISSBAUGRUPPE Eine Schweissbaugruppe hat nebst dem üblichen Funktionsumfang von Baugruppen zusätzliche Funktionen für die Schweissbearbeitung.

8.1 Schweissbaugruppe Schweissbaugruppen werden mit der Vorlage Schweisskonstruktion.iam erstellt oder nachträglich aus einer nor-malen Baugruppe in eine Schweisszeichnung konvertiert

Register Umgebung > [Konvertieren] > In Schweißkonstruktion konvertieren.

Vorgehen 1. Vorlage Schweisskonstruktion.iam 2. Zusammenbau mit Abhängigkeiten 3. Vorbereitungen: Mit diesen Befehlen werden z. B. Schweissfugen wie im obigen Beispiel die V-Naht mit Stan-

dardwerkzeugen (Skizze, Extrusion etc.) erzeugt. 4. Schweissnähte: Werkzeug zum Erzeugen von detaillierten Schweissnähten 5. Bearbeitung: Mit Standardwerkzeugen werden Bearbeitungen gemacht, die erst nach dem Schweissen ange-

bracht werden dürfen wie oben die Bohrung.

Ein Doppelklick im Browser auf das Objekt Vorbereitung, Schweissnähte resp. Bearbeitung öffnet das entspre-chende Menü für die jeweiligen Operationen.

8.2 Schweissnähte Kehlnähte werden bei rechtwinklig zueinanderstehen-den Bauteilen eingesetzt. Mit Füllnähten können beliebige Nähte wie V-, X-, I-Nähte erzeugt werden:

8-2


8.3 Übungen

1 Winkel

Übung 8_Schweissbaugruppen\ 1_Winkel.iam

Öffnen Sie die Aluminium-Baugruppe 1_Winkel

Konvertieren Sie diese in eine Schweisszeichnung: ISO, Alu 6061, geschweisst; (im Register Umgebung)

Verschweissen Sie alles mit einer Kehlnaht mit Grösse z=7 oder a=5

Hinweis: a3 = Höhe des Dreiecks

z4 = Schenkellänge

2 Hebel

Übung 8_Schweissbaugruppen\ 2_Hebel.iam

Öffnen Sie die Baugruppe 2_Hebel

Gehen Sie wie folgt vor: a) Vorbereitung: Fase 60°; Abstand 5 mm b) Schweissen: Kehlnaht a4 und V-Naht a7 c) Nachbearbeitung: Bohrung 30, 15 im Abstand 220

8.4 Schwenkhebel

Übung 8_Schweissbaugruppen\ 3_Schwenkhebel.iam

Öffnen Sie die Baugruppe 3_Schwenkhebel

Erzeugen Sie eine Schweisszeichnung wie sie auf

der nächsten Seite abgebildet ist.

Gehen Sie wie folgt vor: a) Vorbereitung: der V-Nähte: Fase 2 x 45° = 90° / 1 mm b) Schweissen: gemäss Text c) Nachbearbeitungen: Bohrungen und Schlitz erzeugen

Nun erstellen Sie noch die Werkstattzeichnung mit allen Schweissnähten nach Norm gemäss der Zeichnung auf der folgenden Seite!

Reihenfolge beim Auswahlsatz: 1 2

8-3


45°

9-1


9 IPROPERTIES Übung 9_iProperties\ Dreieck.ipt

iProperties zeigt wichtige Daten wie den Namen des Benutzers, den Dateityp und andere Informationen der aktiven Autodesk Inventor-Datei an.

Aufgerufen wird das Register über das Kontextmenü im Objektbrowser auf dem obersten Eintrag oder über das Menü Datei > iProperties …

In den Registern Übersicht bis Benutzerdefiniert werden die Angaben für die Datenverwaltung aufgeführt, die z.B. in einer Stückliste benötigt werden. Sie werden vom Konstruk-teur eingegeben.

Im Register Physikalisch werden die physikalischen Daten gemäss Abbildung wiedergegeben. Der Schwerpunktsab-stand S bezieht sich dabei auf den Ursprung des Koordina-tensystems.

N.B. 7,85 g/cm3=7.85 kg/dm3=7850 kg/m3

Übung 9_iProperties\ Rundstahl.ipt Sichtbar kann der Schwerpunkt mit dem Menü Ansicht > Schwerpunkt Der Schwerpunkt funktioniert auf dieselbe Art bei Zuammenbauzeichnungen. Flächenträgheitsmomente Ix, Iy in der Skizze mit Bereichseigenschaften prüfen!

Hinweis: Ursprung einblenden!

10-1


10 DARSTELLUNGEN Innerhalb von Konstruktions-An-sichten können Bauteile oder Baugruppen sichtbar bzw. nicht sichtbar, geschnitten oder teilge-schnitten und namentlich gespei-chert werden.

Auch können verschiedene Posi-tionen (Winkel) namentlich ge-speichert werden.

Auch die Detailgenauigkeit mit Normteilen bzw. ohne kann am selben Ort eingestellt werden.

Hinweis: Die Einstellung von diesen Darstellungen ist nur in Bau-gruppen (*.iam) vorhanden!

In 2D-Ableitungen (*.idw) kann auf diese Eigenschaften nicht zurückgegriffen werden!

Einige der Möglichkeiten sollen am Beispiel des V-Motors ge-zeigt werden.

Ansicht Prinzipiell wird eine neue Ansicht wie folgt erstellt: 1. Im Objektbrowser mit dem KM auf Darstellung > Ansicht gehen und Neu wählen 2. Neu erzeugte Darstellung umbenennen, so dass man weiss, was gemeint ist. 3. Jetzt noch die Einstellung vornehmen.

Übungen: Öffnen Sie 10_V-Motor\_I_Zusammenbau_Motor.iam a) Halbschnittdarstellung (1. spezielle Ansicht)

1. Ansicht > Halber Schnitt wählen > von der Gehäusevorderfront nach hinten: also -25 wählen; KM auf Darstellung > Ansicht > Neu

2. Umbenennen der Ansicht1 in Halbschnitt (evt. sperren Sie diese Ansicht mit dem KM)

b) ohne Gehäuse (2. Spezielle Ansicht) 1. Auf Ansicht > Hauptansicht wechseln 2. Im Zeichnungsbereich das Ge-

häuse ausblenden: KM auf dem Gehäuse > Sichtbarkeit ausblenden

3. KM auf Darstellung > Ansicht > Neu

4. Umbenennen der Ansicht 1 in ohne Gehäuse

c) Jetzt kann einfach zwischen den Ansichten Hauptansicht Halbschnitt Ohne Gehäuse

gewechselt werden. d) Erzeugen Sie nun von der

Hauptansicht und der Ansicht ohne Gehäuse eine 2D-Zeichnung!

10-2


Position Mit Positionsdarstellungen können kinematische „Mo-mentaufnahmen“ von Bau-gruppen für Bewegungsstu-dien erzeugt werden. Positi-onsdarstellungen werden häufig in Verbindung von fle-xiblen Baugruppen einge-setzt.

Übung: Es sollen drei Winkel (0°, 45° und 90°) für die Position der Kurbelwelle definiert werden: Vorgehen: a) Winkel definieren

- Definieren Sie eine Win-

kelabhängigkeit an der Kurbelwelle.

b) Positionen festlegen und speichern

1. KM auf Darstellung > Position > Neu

2. Umbenennen von Position1 in 0°

3. Auf die Abhängigkeit Winkel gehen und mit KM Überschreiben wählen und Wert 0° eingeben --------



6. Auf die Abhängigkeit Winkel gehen und mit KM Überschreiben wählen und Wert 45° einge-ben --------



9. Auf die Abhängigkeit Winkel gehen und mit KM Überschreiben wählen und Wert 90° einge-ben

Die drei Positionen können nun in „Papierzeichnungen“ als Überlagerungsansichten ver-wendet werden.

11-1


11 FESTIGKEITS-BERECHNUNGEN 11.1 Biegebeanspruchung Bei der klassischen Berechnungen auf Biegung mit unsymmetrischen Spezialprofilen muss für die Biegespannung alleine für das Widerstandsmoment W

die Querschnittsfläche A, davon der Flächenschwerpunkt S, die Trägheitsmomente I der Teilflächen und dann mit Hilfe des „Steiner‘schen Verschiebesatzes“ die Trägheitsmomentmomente Ix

und Iy und daraus das Widerstandsmoment W ermittelt werden.

Inventor liefert alle notwendigen Daten für die klassische Biegeberechnung, aufgezeigt an einem Beispiel: Übung 11_Biegeberechnung\ 1_T-Träger 100 x 100.ipt

T-Träger aus Aluminium 1.

1. Flächen-Schwerpunkt

Bezogen auf den Koordinatenursprung. Befehle: iProperties > Physikalisch > Schwerpunkt

y-Abstand y= 72.846 mm

mit Ansicht > Schwerpunkt kann dieser sichtbar gemacht werden.

11-2


2. Querschnittsfläche und Trägheitsmomente Ix und Iy

Befehle: Prüfen > Schnitt > Ebene wählen > Erweitert > Berechnen

3. Trägheitsmomente im Skizzierbereich

1. Fläche skizzieren 2. Register Prüfen > Bereichseigenschaften

Fläche (Bereich) A= 2‘080 mm2

Trägheitsmomente Ix=1‘851‘524 mm4

Iy=1‘007‘333 mm4

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11.2 FEM, Finite-Elemente-Methode mit Inventor Die Finite-Elemente-Methode (FEM), auch „Methode der finiten Elemente“ genannt, ist ein numerisches Verfahren zur Lösung von partiellen Differenzialgleichungen. Sie ist ein weit verbreitetes, modernes Berechnungsverfahren im Ingenieurwesen und ist das Standardwerkzeug bei der Festkörpersimulation. Der Einsatz der FEM in der Praxis begann in den 1950er Jahren bei einer Strukturberechnung von Flugzeugflügeln in der Luft- und Raumfahrtindustrie (Turner, Clough 1956) und sehr bald auch im Fahrzeugbau. Mit dieser Berechnungsmethode wurde es möglich komplexe Blechkonstruktionen bei Flugzeugen, Fahrzeugen und Schiffen (Supertankern) auf die Festigkeit hin zu berechnen.

Im Wesentlichen besteht eine Belastungsanalyse aus drei Schritten:

Abhängigkeiten festlegen, d. h., bestimmen, wie das Teil festgehalten bzw. gelagert ist. Belastungen definieren, d. h. Kräfte, Momente usw. und deren Angriffspunkte eingeben. Analyse durchführen und ggf. Änderungen an den Bauteilgeometrien, Abhängigkeiten oder Belastungen

vornehmen.

Ergebnis ist dann ein Spannungsverlauf, eine Verformungsdarstellung oder die Einschätzung von Sicherheits-faktoren.

Für die Berechnung ist es wichtig, dass das Bauteil die richtigen physikalischen Eigenschaften, d.h. das richtige Ma-terial zugewiesen hat, aus dem es gefertigt wird. (z.B. Stahl, Aluminium etc.)

Siehe zu dazu das Video: Die erste Tacoma-Narrows-Brücke ( 2‘ 49“ ) Sie wurde 1938–1940 als Hängebrücke erbaut und stürzte nach nur vier Mona-ten Betriebszeit am 7. November 1940 aufgrund winderregter Schwingungen spektakulär ein. Mit einer Mittelspannweite von 853 Metern besass die erste Tacoma-Narrows-Brücke zum Zeitpunkt ihrer Fertigstellung die drittgrösste Spannweite einer Hängebrücke weltweit.

http://de.wikipedia.org/wiki/Numerische_Mathematik

http://de.wikipedia.org/wiki/Partielle_Differentialgleichung

http://de.wikipedia.org/wiki/Ingenieurwesen

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11.3 Übung FEM-Analyse

Übung1: Flacheisen

Ein Beispiel vom Lehrmittel Inventor von Günter Scheuermann mit wenigen Worten:

Übung 11_FEM-Analyse\11_1-Flacheisen-Scheuermann

a) Beginnen Sie mit dem Bauteil 0_Flacheisen.ipt

Extrusion der Skizze: t=10

b) Material: Stahl c) Trennen

für die Einleitung der Biegespannung mit 1. Skizze > Linie (10 von vorne), > Skizze fertig stellen 2. Trennen > Fläche trennen

d) FEM-Analyse

Umstellen auf > Umgebungen > Belastungsanalyse dann wählen und OK=Standardwerte bestätigen.

e) Netzwerkanalyse Im Objektbrowser KM Netz wählen und folgende Netzeinstellungen vornehmen resp. bestätigen. Netz aktualisieren (im Kontextmenü)

f) Netzansicht wählen

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g) Das Bauteil einspannen Mit Abhängigkeiten > Fest (Festgelegte Abhängigkeit) fixieren wir die linke Stirnseite des Profils

h) Zugbeanspruchung mit Einzelkraft Mit Lasten > Kraft (Kraftbelastung) wählen wir die rechte Stirnseite des Profils und geben 10‘000N ein.

i) Erste Simulation Mit Simulieren > Ausführen wird die Beanspruchung gerechnet und farbig angezeigt.

Im Objektbrowser kann das Ergebnis differenziert auf Spannung, Verschiebung und Dehnung umgestellt wer-den! Auch können Ergebnisse wie der materialabhängige Sicherheitsfaktor abgelesen werden!

j) Zusätzliche Druckbelastung von oben auf die kleine Fläche Mit Druck von 5 N/mm2 (also 500 N) zusätzlich auf die kleine Flä-che rechts oben simulieren wir die neue Situation mit der Netzdar-stellung.

k) Zusätzliche Torsionsbeanspruchung mit einem Drehmoment Mit Drehmomentbelastung auf die Fläche rechts von 100‘000 Nmm (=100 Nm) simulieren wir die neue Situation

l) Ein Bericht und eine Animation der Ergebnisse ergänzen die FEM-Analyse

Hinweis.: 1 MPa = 1 N/mm2

Die Spannungen nimmt noch etwas zu z= 8.5 N/mm2 bis 458.8 N/mm2.

Ein Baustahl wie der E 360 (St 70-2) mit Re= 345 N/mm2 resp. Rm= 750 N/mm2 käme hier zum Einsatz.

Als Ergebnis lesen wir eine unkritische Zug-spannungen von z= 0.34 N/mm2 bis 59.5 N/mm2 ab. Als Vergleich der Baustahl S235JR (=St 37-2) hat eine Streckgrenze von etwa 240 N/mm2.

Als Ergebnis lesen wir eine hohe Beanspru-chung von z= 2.3 N/mm2 bis 376.5 N/mm2 ab.

Obiger Baustahl käme schon an seine Belas-tungsgrenze!!.

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Übung 2: Biegebalken

Aufgabe mit Lösung: - von Hand, konventionell - mit FEM- Programm

a) Aufgabenstellung:

Berechnen und zeichnen Sie die Biegelinie eines eingespannten Trägers auf und zwar : 1. von Hand mit Formeln und Taschenrechner 2. mit CAD und den Methoden der finiten Elemente Methode FEM Aufgabe Berechnen Sie die maximale Durchbiegung eines eingespannten Trägers. Erstellen Sie nach den unten stehenden Angaben zuerst eine Situationsskizze:

Träger links eingespannt Kraft wirkt von oben auf das Ende des Trägem, F = 1400 N , Länge des Trägers ist 1000 mm Rechteckiger Querschnitt : Höhe des Trägers 40 mm, Breite 20 mm Querschnitt über die ganze Länge des Trägers kontant Material : Stahl

b) Lösung von Hand Situationsskizze

Lageplan, Querkraftfläche, Biegemomentfläche:

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Formeln und Berechnungen

c) Lösung mit FEM-Berechnung

Material Stahl Anhängigkeit festgelegt Kraft 1400N Kante wählen und Richtung bestimmen Belastungsanalyse Bericht HTML Dokumentation auswerten Animation der Ergebnisse

Auswertung, hier ein Ausschnitt aus dem Bericht: Geometrie und Netz Mit der unten aufgeführten Relevanzeinstellung wurde die Feinheit des in die-ser Analyse verwendeten Netzes gesteuert. Zur Referenz: Die Einstellung -100 erzeugt ein grobes Netz, schnelle Lösungen und Ergebnisse, die eine be-trächtliche Unbestimmtheit aufweisen können. Eine Einstellung von +100 er-zeugt ein feines Netz, führt zu längeren Lösungszeiten und einer geringeren Unbestimmtheit der Ergebnisse. Die Standard-Referenzeinstellung ist Null. Die Begrenzungsrahmenmasse geben die Längen in globaler X-, Y- und Z-Richtung an.

Ergebnisse In der Tabelle unten sind alle strukturellen Ergebnisse der Analyse aufge-führt. Der folgende Abschnitt stellt Zahlen zur Verfügung, die die einzelnen Ergebnisse verteilt über die Fläche des Teils zeigen. Der Sicherheitsfaktor wurde unter Verwendung der maximalen Entspre-chung der Spannungsbruchtheorie für verformbare Materialien berechnet. Die Spannungsgrenze wurde durch Zug-Streckgrenze des Materials angege-ben.

TABELLE 1 Biegebalken.ipt Statistik

Begrenzungsrahmen-masse

40. mm 20. mm 1000 mm

Teilemasse 6.28 kg

Teilevolumen 8.e+005

mm³

Netzrelevanzeinstellung 0

Knoten 260

Elemente 21

TABELLE 6

Strukturelle Ergebnisse

Name Minimum Maximum

Vergleichsspannung 2.677 MPa 266.6 MPa

Deformation 0. mm 20.71 mm

Sicherheitsfaktor 0.7765 -

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12 PARAMETER (VARIABLE) 12.1 Bemassungsabhängigkeiten Bemassungen verhalten sich parametrisch, d. h., das Verändern einer Masszahl bewirkt die geometrische Änderung des bemassten Elements und der Elemente, die durch Abhängigkeiten mit diesem verbunden sind. Die Parametrik des Systems

Parameter sind Grössen, die einen veränderlichen Wert haben. Bei Skizzenelementen beinhalten diese Parameter messbare geometrische Informationen (Längen, Winkel etc.). Die Assoziativität zwischen der Geometrie des Skizzenelementes und seiner Parameter ist bidirektional, d.h., ändert ein Element seine geometrische Form (z. B. die Länge), dann ändert sich automatisch auch der Parameterwert, der diese Eigenschaft (z. B. die Länge) bestimmt, und umgekehrt.

Auf der Schnellstartleiste oder in der Registerkarte Verwalten gibt es den Befehl Parameter fx. Die Funktion ruft das Parameterfenster auf, das in

etwa die folgenden Informationen zeigt. Die Parameternamen werden automatisch vergeben und fortlau-fend durchnummeriert d0, d1, d2 usw. Alle Parameter beinhalten Werte, die aus einer Zahl und einer Einheiten bestehen. Handelt es sich um einen Wert mit der Einheit 1 gilt die Einheit oE was soviel wie ohne Einheit bedeutet. Parameternamen können geändert werden, und wenn Sie mit Pa-rametern arbeiten, dann sollten Sie dies auch tun. Und Parameter können sich gegenseitig referenzieren, d.h., in die Spalte Gleichungen können Formeln eingetragen werden, die Pa-rameter beinhalten. Dabei muss auf die korrekte Einheit geachtet werden. Möchte man z.B. eine Länge aus einem Winkel „Wi“ berechnen, muss der Winkel mit dem Umrechnungsfaktor Wi / grd * mm ergänzt werden. Die wichtigsten Formelzeichen, die in Bemassungsformeln eingesetzt werden kön-nen, sind: Eine Zusammenstellung aller Einheiten finden Sie im Internet unter: http://aschaub.ch/+GIB-Liestal/+3D-CAD/Uebungen/Taumelscheibenpumpe/Taumelscheibenpumpe.pdf

12.2 Globale Parameter (Variable)

Masse mit Excel-Tabelle verknüpfen Eine sehr interessante und flexible Funktion ist, die tatsächlichen Masse einer Skizze, aus einer Excel-Tabelle zu entnehmen bzw. sie direkt mit dem Bauteil zu verknüpfen. Als Konsequenz können die Masse eines Bauteils direkt über eine Excel-Tabelle gesteuert werden. Für dieses Beispiel soll das Bauteil Bauteil2.ipt mit einer Excel-Tabelle verbunden werden, welche die Breite, den Radius und die Dicke steuert.

http://aschaub.ch/+GIB-Liestal/+3D-CAD/Uebungen/Taumelscheibenpumpe/Taumelscheibenpumpe.pdf

12-2


Variantenkonstruktion

Übung 12_Parameter\2_Blech\Blech.ipt

a) Öffnen Sie die Datei mit der Skizze, in der die Bemassung in der Reihenfolge, wie rechts zu sehen ist, gemacht wurde.

b) Extrudieren Sie diese mit der Dicke t=7.5 mm.

c) Jetzt erstellen Sie eine Excel-Tabelle gemäss Abbildung Die Excel-Tabelle sollte (muss aber nicht) das abgebildete Ausse-hen haben. Die Titelzeile (Zeile 1) kann völlig frei gestaltet werden und dient nur der eigenen Übersicht, da hier im Beispiel mit der Startzelle A2 gearbeitet wird. Sie können eine beliebige Zelle als Startzelle verwenden, müssen jedoch darauf achten, dass die Startzelle immer die erste Zelle links oben im auszuwertenden Inhaltsblock ist. Der Inhaltsblock muss aus den Parameternamen, die Sie im Inventor benutzen, bestehen und in der darauf folgenden Spalte Werte enthalten. Die folgenden Spalten (Einheit etc.) sind optional. Sollen diese jedoch im Inventor ausgewertet werden, so müssen sie in der Reihenfolge kommen, in der sie im Inventor-Parameterfenster erscheinen.

d) Speichern Sie die Excel-Tabelle z.B. als Blechparameter.xlsx in den Projektordner.

e) Zurück in Inventor rufen Sie die Parameterliste mit fx in der Schnellstartleiste auf: f) Nehmen Sie folgende Anpas-

sungen vor: 1. Fügen Sie die Benutzerparameter

o Breite 25 o Durchmesser 5 o Dicke 5

hinzu 2. Benennen Sie die wichtigsten Parameter neu:

o Br o Du o Di

und geben Sie bei Gleichung die unter 1. erstellten Variablen ein:

o Breite o Durchmesser o Dicke

3. Jetzt verknüpfen Sie Ihre Konstrukti-onszeichnung mit der Exceltabelle: > Name Blechparameter und > Startzelle A2

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g) Im Objektbrowser findet sich der neue Eintrag Drittanbieter:

h) Ändern Sie in Excel die Werte gemäss Abbildung und speichern Sie erneut die Datei:

i) Aktualisieren Sie in Inventor das Blech.

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12.3 Assoziative Masse in einer Baugruppe Soll in einer Baugruppe ein Konstruktionsmass von einem Bauteil auf ein anderes, z.B. die Bohrung eines Zylinders auf das Mass des Kolbens, übertragen werden, benutzt man dazu den Befehl Geometrie projizieren.

Sollen die assoziativen Masse unterschiedliche Toleranzen bereits in einer Bau-gruppe erhalten und nicht erst in der 2D-Ableitungszeichnung (der Werkstatt-zeichnung), kann wie folgt vorgegangen werden, gezeigt am Beispiel Zylinder-bohrung 40 H8 / Kolbendurchmesser 40 g7:

1. Zylinderbohrung bemassen

2. Mit dem KM die Bemassungseigenschaften ändern

3. Im neuen Bauteil „Kolben“ die Zylinderbohrung projizieren (d0) 4. Kreis mit gleichem Zentrum und etwas kleiner erstellen und diesen bemas-

sen (d_Kolben)

5. Mit dem Befehl fx das Zylinder-mass dem Kolbenmass zuwei-sen d_Kolben= d0

6. Nun kann die Toleranz des Ko-bens angepasst werden.

7. Das Anzeigeformat der Bemassung wird in der Statusleiste eingestellt.

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Projizierte Masse

Übung 12_Parameter\3_Rohr_mit_Deckel 1. Öffnen Sie die Baugruppe.iam 2. Erstellen Sie den Boden mit Projizieren

der Durchmesser, Extrusion innen 4, Extrusion aussen 5 mm.

3. Wechseln Sie nun zum Bauteil Rohr und

ändern Sie den Aussendurchmesser von d=50 auf d=70. Dann gehen Sie zurück in die Baugruppe.

12.4 Konturdaten aus einer Excel-Datei

importieren Übung 12_Parameter\4_OvalZahnrad

1. Öffnen Sie die Teiledatei Rad.ipt und Wechseln Sie in die Skizze1 (1)

(dort ist die Kontur eines halben Zahns eines Stirnrads m=2, z=42 vorbereitet). 2. Mit Punkte importieren (2) und der Excel-Datei Berechnungen (3) und den Optionen (4) und

Spline erhalten (5) fahren Sie fort. Ein Oval entsteht.

3. Die neunen Punkte fixieren Sie (6), 4. verschieben Sie die ganze Zahnhälfte mit Punkt auf Punkt „nach Auge“

und vollenden Sie die Skizze (spiegeln, Bogen). 5. Extrudieren Sie den Zahn,

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6. Wählen Sie im Borwser Skizze1 wiederverwenden das Oval wird wieder sichtbar.

7. Den Zahn vervielfältigenSie mit Rechteckige Anordnung, Richtung1 ist der oval Spline, alle übrigen Werte wie abgebildet eingeben. OK.

8. Eine neue Skizze auf den obersten Zahn legen. 9. Das Oval projizieren und versetzen, koinzident zum Zahn. 10. Zentrumsbohrung d=14 mm erzeugen, 11. inneres Oval (ohne Bohrung) extrudieren und 12. die Skizze1 unsichtbar setzten.

Kontaktsatz a) bei beide Räder Kontaktsatz wählen b) Prüfen > Kontaktlöser aktivieren Hinweis: Ein ovales Zahnradgetriebe mit "Schritt für Schritt"-Anleitung mit Inventor-Dateien, finden Sie im Internet auf www.erfa-cad.ch > Lehrgänge > 12, ovales Zahnradgetriebe.

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12.5 Globale Variable direkt in Inventor

Verknüpfung vom Glaskörper zum Deckel über die Parameterliste Der Durchmesser des Deckels soll seinen Wert vom Durchmesser des Glaskörpers übernehmen. Dazu wird in der Datei Glasteil.ipt ein Exportparameter definiert und in der Datei Deckel.ipt der Wert dieses Parametes übernom-men. Übung 12_Parameter\5_Flasche

Vorgehen

1. Baugruppe Flasche.iam öffnen 2. Glasteil:1 aktiv setz

a. > Parameter fx > d0 zu d_Verschluss umbenennen b. und diesen als Exportparameter definieren (); [Fertig] c. zurück in die Baugruppe wechseln

3. Deckel:1 aktiv setzen

a. > Parameter fx > [Verknüpfen] > Dateityp: .ipt, .. > Glasteil.ipt > öffnen > d_Verschluss > (+) > [OK] b. In der 1. Zeile der Tabelle unter Gleichung den Wert 40 auf d_Verschluss setzen; [Fertig] c. zurück in die Baugruppe wechseln

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>> Zum Testen ob die Parameterverbindung richtig funktio-niert, geben Sie im Glasteil den Wert 30 ein:

4. Neue Variante 30 mm

a. Glasteil öffnen > fx > Wert 15 auf 30 ändern, [Fer-tig]

b. zurück in die Baugruppe wechseln

12.6 Passungen mit Toleranzangaben sichtbar 1. Bauteil Deckel:1 aktivieren

2. In der Skizze1 > auf KM auf fx:30 > Bemas-sungseigenschaften… >

3. Toleranz > Grenzwerte/Passung-Toleranz > H7 > Übernehmen

4. Medianwert (Dreieck wählen) darstellen > OK.

5. In die Baugruppe zurückwechseln.

6. Bauteil Glasteil:1 aktivieren

7. In der Skizze1 > auf KM auf 30 > Bemassungs-eigenschaften… >

8. Toleranz > Abmass > - 5.0, - 4.0 >Übernehmen (so grosse Werte, damit man es gut sieht).

9. Medianwert darstellen: Dreieck in der Liste der Parameter fx wählen> OK.

10. In die Baugruppe zurückwechseln.

11. Ansicht > Visueller Stiel > Schattiert mit ver-deckten Kanten einstellen

12. Ansicht > Halbschnitt > Ursprung x/y-Ebene

Die Passung wird nun sichtbar (Bild mit Pfeil).

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13 3D-DRUCKER-DATEIEN 13.1 Inventor-Teil zu STL-Datei exportieren 1. Datei > Exportieren > CAD-Format

2. > Optionen 3. > Einstellungen sind:

13.2 STL-Datei zu Inventor-Teil importieren Stehen lediglich stl-Dateien, sogenannte Mesh-Dateien, zur Verfügung (z.B. aus dem Internet) können diese Da-teien nicht direkt in Inventor verändert und angepasst werden! ;-(

Autodesk stellt aber eine Erweiterung für Inventor zur Verfügung, die STL-Dateien zu Inventor Parts, also .IPT-Dateien konvertiert. ;-)

Weitere Infos siehe: http://www.aschaub.ch/+GIB-Liestal/+3D-CAD/Kurs/AIP2017/MeshEnabler.zip

Hoch!!

mm

http://www.aschaub.ch/+GIB-Liestal/+3D-CAD/Kurs/AIP2017/MeshEnabler.zip

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Ultimaker 3 Extended Dual A. Schaub, GIB-Liestal G:\Andi\_X-KP\0_Inventor\_AS_PC-EG\_Dokumente\Version 2017\Inventor_2017_Aufbau_A1.2.docx Seite 13-2 von 64

13.3 Zweifarbig drucken mit dem Ultimaker 3 dual Am Beispiel eines zweifarbigen Bleistifthalters 1. In Inventor werden 2 Teile (Parts) modelliert und in einer Baugruppe auf Stimmigkeit überprüft.

Aussenteil Innenteil Zusammenbau 2. Beide Teile werden in Cura importiert. Ein erstes Teil wird selektiert und mit dem Seitenmenü Einstellungen pro Objekt der Druckdüse 1 zu-geordnet. Das zweite Teil wird dann der Düse 2 zu-geordnet. 3. Beide Teile werden mit der Shift-Taste zu-sammen selektieren und dann das Kontext-menü Modell zusammenführen gewählt.

Die Teile werden nun automatisch richtig zusammengeführt und kön-nen gedruckt werden.