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Konstruktionslehre 1
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Prof. Dr. Helen Leemhuis 07.05.2015 1 von 31 Seiten
Konstruktionslehre
SU 1: Einfhrung
Helen Leemhuis
Studium: Maschinenbau
TU Berlin
Mercedes Benz Stuttgart
Paris
IPK Berlin
Arbeitsplanung CAD
Daimler Chrysler
Forschung Berlin
MTU Airbus
Mercedes
Chrysler
TFH Berlin FH Brandenburg
HTW Berlin
Prof. Leemhuis 07.05.2015 2 von 31 Seiten
Stellung der Konstruktion im Produktlebenszyklus
Prof. Leemhuis 07.05.2015 3 von 31 Seiten
In der Konstruktion Werden ca. 70 % der Fertigungskosten festgelegt
klausurrelevant!!
Inhalt Was wird konstruiert
Kenntnisse: Maschinenelemente
Wie wird konstruiert
Kenntnisse: Technisches Zeichnen
Womit wird konstruiert
Kenntnisse: CAD
Wofr wird konstruiert Funktion
Wie wird es gefertigt Wie wird es montiert Wie wird es geprft ..
Themen in Konstruktionslehre
Baugruppe: Drossel Baugruppe
Zusammenbau
Bauteile Dse Flansch Eckdruckentnahme Schraube
Formelemente Bohrung Gewinde Nut
Maschinenelemente Teile allgemein
Wellen, Achsen Getriebe Lager Verbindungselement
Teile speziell Drossel
Montage / bergnge Toleranzen Passungen
Maschinenauslegung
Kos
ten
Prof. Leemhuis 07.05.2015 4 von 31 Seiten
Themen in Konstruktionslehre
Prof. Dr. Leemhuis 07.05.2015 5 von 31 Seiten
Beispiele Ansichten
Schnitte
Technisches Zeichnen Normung
Darstellung 3D / 2D Ansichten
Schnitte
.
Linienarten
Inhalt Was wird konstruier
Kenntnisse: Maschinenelemente
Wie wird konstruiert
Konstruktonsablauf, Parametrische Konstr. Technisches
Zeichnen
Womit wird konstruiert Kenntnisse: CAD
Wofr wird konstruiert Funktion
Wie wird es gefertigt Wie wird es montiert Wie wird es geprft ..
Kos
ten
Themen in Konstruktionslehre
Prof. Dr. Leemhuis 07.05.2015 6 von 31 Seiten
Inventor 2D
3D
CAD- 3D Inventor
Modellierung Bauteile Baugruppen
Konstruktions-unterlagen
Zeichnungen Animationen Montageanleitung ..
Inhalt Was wird konstruier
Kenntnisse: Maschinenelemente
Wie wird konstruiert
Konstruktionsablauf Kenntnisse CAD,
Technisches Zeichnen
Womit wird konstruiert
Kenntnisse: CAD
Wofr wird konstruiert Funktion
Wie wird es gefertigt Wie wird es montiert Wie wird es geprft ..
Kos
ten
Konstruktionslehre
Zu erbringende Leistungen
Prof. Leemhuis 07.05.2015 7 von 31 Seiten
SU: Konstruktionslehre Prfungsklausur am Semesterende 100 % der Endnote,
b: Konstruktion, 2 Gruppen 14-tgig 0% der Endnote, muss mindestens ausreichend sein
Inventor Modellierungsklausur Bonus bei besonders guter Leistung von =0,3
Konstruktionsprojekt im Team Die bungen sind Pflichtveranstaltungen
Die erfolgreiche Durchfhrung beider Klausuren ist Voraussetzung zum Bestehen der Veranstaltung Konstruktionslehre
bung: Zug 1 Inhalt Vorl.
Donnerstag G1
G2
Donnerstag
1 16.04. 09.04. Modellierung
2 30.04. 23.04. Modellierung
3 14.05. ausfall-> 21.05. 8.30-12.00
07.05.
Zeichnung abl.
4 27.05 21.05.
Rotationskrp.
5 04.06. 8.00-9.30
04.06. 12.00-13.30
CAD-Testat
6 11.06. 18.06. Teamprojekt
7 25.06. 02.07. Teamprojekt
8 09.07. 16.07. Prsentation
Referent 07.05.2015 9 von xx Seiten
Prfung am 23.07. / 28.09.
Literatur Technisches Zeichnen Hoischen: Technisches Zeichnen, Cornelsen. Bttcher/Forberg: Technisches Zeichnen, Teubner. Tabellenbuch Metall Klein: Einfhrung in die DIN Normen Skripte, Vorlesung
CAD Inventor 2014: Gnter Scheuermann - ebook Skripte
Maschinenelemente / Konstruktion Roloff, Matek: Maschinenelemente. Braunschweig: Vieweg Decker: Maschinenelemente. Mnchen: Hanser Khler, Rgnitz: Maschinenteile. Stuttgart: Teubner
Wissens- und Erfahrungsverarbeitung
web-basierte Informations- portale
Zugriff auf Erfahrungen
2D-CAD "elektronische
Zeichenbretter"
3D-CAD Abbildung der realen 3D-Gestalt Beschrnkung auf
Geometrieverarbeitung Parametrik
Feature-Technologie Abbildung von Geometrie
und nicht-geometrischen Informationen
Untersttzung der Engineering Prozesskette
Entwicklung der Technologien im CAx-Umfeld
Tendenzen
Einstieg in Geometrische Modellierung
Geometriemodellierung CSG Constructive Solid Geometry Parametrische Konstruktion Einstieg in Inventor Professional (Autodesk)
(http://students.autodesk.com/) Bitte Inventor Professional 2015 mit
Normteilbibliothek herunterladen
Referent 07.05.2015 12 von xx Seiten
bersicht ber die Datentypen - Geometriemodellierung
Drahtmodell
3D-Modell
Flchenmodell Volumenmodell
CSG Modellierer
B-REP- Modellierer
2 D-Modell 2D-Modell
Drahtmodell Flchenmodell Drahtmodell Flchenmodell
Zellen Modellierer
Hybrid Modellierer
(Constructive SolidsGeometry)
(Boundary Representation)
Quelle DC: Alfred Katzenbach
3-D Volumenmodelle CAD Grundlagen
Quelle DC: Alfred Katzenbach
CSG: Constructive Solid Geometry
Quelle DC: Katzenbach / Ghlich
16
CSG: Constructive Solid Geometry
Modell setzt sich jeweils aus konsistenten Basis-Volumina zusammen (Grundkrper)
Vereinigung ber mengentheoretische Operatoren (Boolesche Operatoren)
Abspeicherung in einem Binren Baum Modell muss stets durchgerechnet werden
17
Binrer Baum
K
B B B B B B
B
B
K
K
K K K
K
Boolesche Operationen
20
Boolsche Operationen (2)
Quelle DC: Katzenbach / Ghlich
Prinzip des CSG Solids (2) Erzeugen eines CSG Solids
Objekt Weg 1
Weg 2
Quelle DC: Katzenbach / Ghlich
Prinzip des CSG Solids (1) CSG Bume als arithmetrische Ausdrcke
Quader1 Zylinder1
Zylinder2
Quader2 Modell
Z2 Z2
Z2 Z2
M:((Q1+ Q2)-Z1)-Z2 M:((Q1-Z1)+ Q2)-Z2
M:(Q1 -Z1)+(Q2 -Z2)
Z1
Z1
Z1
Q1 Q1
Q1
Q2 Q2
Q2 M:(Q1+ Q2)-(Z1 +Z2)
Z1 Q1 Q2
Quelle DC: Katzenbach / Ghlich
Einstieg in Geometrische Modellierung
Geometriemodellierung CSG Constructive Solid Geometry Parametrische Konstruktion Einstieg in Inventor Professional (Autodesk)
Referent 07.05.2015 24 von xx Seiten
Nur fr Lehrzwecke im Rahmen der Vorlesung Konstruktionslehre der HTW Berlin! Weitere Vervielfltigung nicht gestattet.
Grundlagen der parametrischen Modellierung
Quelle: Abramovici, ITM Bochum, 2005
Skizzen: zweidimensionale Beschreibung der Grobgestalt mit Hilfe von geometrischen Elementen.
Parameter: das Modell, bzw. die Konstruktion kennzeichnende Gren.
Constraints: Beziehungen der Parameter untereinander sowie die Lage der Elemente zueinander (Randbedingungen).
Parametrische Modellierung
Para
met
er
Ski
zzen
Con
stra
ints
25
Nur fr Lehrzwecke im Rahmen der Vorlesung Konstruktionslehre der HTW Berlin! Weitere Vervielfltigung nicht gestattet.
Grundlagen der parametrischen Modellierung
Quelle: Abramovici, ITM Bochum, 2005
Beruht auf der bidirektionalen Assoziativitt von Geometrie und Mazahlen, realisiert durch eine mathematische Beschreibung des rechnerinternen Modells.
Die Mae und andere geometriebestimmende Gren werden ber Bedingungen und mathematische Beziehungen miteinander verknpft.
Die Bedingungen und Beziehungen werden ber mathematische Formeln ausgedrckt und ber ein Gleichungssystem miteinander verknpft.
Parametrische Modellierung
Bidirektionale Assoziativitt von Geometrie und Bemaung
Para
met
er
Ski
zzen
Con
stra
ints
26
Nur fr Lehrzwecke im Rahmen der Vorlesung Konstruktionslehre der HTW Berlin! Weitere Vervielfltigung nicht gestattet.
Motivation Parametrik Ziel der parametrischen Modellierung: Erzeugung einer nderungsfreundlichen und mathematisch stabilen Geometrie. Vorteile:
Flexibilitt, von groer Bedeutung besonders in der Gestaltungsphase (sehr viele nderungen notwendig)
Konstruktion von Varianten durch die leichte Modifizierbarkeit von Geometrien (Verhltnis Variantenkonstruktion/Neukonstruktion ist 70/30; vgl. Spur & Krause, 1997)
Mglichkeit der automatischen Generierung von Varianten Das Wissen des Konstrukteurs und die Regeln, die der Konstruktion zugrunde liegen,
werden im Modell festgeschrieben. Einfache Anpassung bestehender Konstruktionen durch Bearbeitung der Parameter Constraints gewhren mehr Sicherheit bei der nderung bestehender Konstruktionen Wiederverwendbarkeit einer Konstruktion bzw. von Teilen der Konstruktion Erfassung und Dokumentation der Konstruktionsabsicht (Design intent) Reprsentation von Ingenieurswissen (Math. Gleichungen, Formeln etc.) Untersttzung der Simulationen und Optimierung von Produktmodellen
27
Nur fr Lehrzwecke im Rahmen der Vorlesung Konstruktionslehre der HTW Berlin! Weitere Vervielfltigung nicht gestattet.
Einstieg in Geometrische Modellierung
Geometriemodellierung CSG Constructive Solid Geometry Parametrische Konstruktion Einstieg in Inventor Professional 2014 (Autodesk)
www.students.autodesk.com bitte nur Inventor Professional 2014 herunterladend zusammen mit der Normteilbibliothek
Referent 07.05.2015 28 von xx Seiten
Referent 07.05.2015 29 von xx Seiten
Nur fr Lehrzwecke im Rahmen der Vorlesung und bung Produktgestaltung der HTW Berlin! Weitere Vervielfltigung nicht gestattet. 30
Einstieg in Inventor Professional
Quelle: Inventor Gnter Scheuermann.
Nur fr Lehrzwecke im Rahmen der Vorlesung und bung Produktgestaltung der HTW Berlin! Weitere Vervielfltigung nicht gestattet. 31
Produktmodellierung in 3D-Systemen - 2
Quelle: Inventor ; Gnter Scheuermann.
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Volumenprimitiva (hier: wie in IGES definiert)
Quelle DC: Katzenbach / Ghlich
Konstruktionszeichnungen
Prof. Leemhuis 07.05.2015 33 von 31 Seiten
Kriterien beim technischen Zeichnen
Prof. Leemhuis 07.05.2015 34 von 31 Seiten
Die Zeichnung ist vollstndig Die Zeichnung ist eindeutig Die Zeichnung ist verstndlich
Normen
Einheitliches Regelwerk zur Zeichnerischen Darstellung Bemaung Materialangaben Bearbeitung und Toleranzen
Normen
Nationale:
DIN: Deutsches Institut fr Normung
GOST: Staatl. Russisches Normungskomitee
ANSI: American National Standards Institute
BSI: British Standards Institution
Internationale:
ISO, DIN ISO: International Organisation fr Standardization
EN, EN ISO, DIN EN: ComiteEuropeenNormalisation
Referent 07.05.2015 35 von 31 Seiten
Ansichten
Ableiten der
Ansichten nach
ISO Projektionsmethode 1
Dokumentiert durch das
Symbol
Darstellung eines Quaders nach ISO
Darstellung eines einfachen Bauteils
Darstellung eines einfachen Bauteils
Schnittdarstellung
Vollschnitt
Schnittdarstellung
Vollschnitt
Schnittdarstellungen
Unterschiedliche Teile
Unterschiedliche Schraffur Schmale Schnittflchen
Knnen voll geschwrzt werden
Beispiel: Schnittdarstellung
Beispiel: Projektionsmethode I
Beispiel: Projektionsmethode I
Beispiel: Projektionsmethode I mit Schnittdarstellung
Linienarten und Strichstrke bei Zeichnungen bis A0
Volllinie (breit, 0.5): Sichtbare Kanten und Umrisse
nutzbare Gewindelnge Volllinie (schmal, 0.25):
Lichtkanten, Ma- und Mahilfslinien, Hinweislinien Schraffuren, Diagonalkreuz Gewindegrund
Strichlinie (schmal, 0.25): Verdeckte Kanten
und Umrisse
Technisches Zeichnen - Linienarten
Strichpunktlinie (breit, 0.5):
Kennzeichnung lokal erforderlicher Oberflchenbehandlung
Anfang und Ende des Schnittverlaufs
Strichpunktlinie (schmal, 0.25):
Mittellinie, Symmetrielinien
Teilkreise, Lochkreise
Linienarten und Strichstrke bei Zeichnungen bis A0
Linienarten und Strichstrke bei Zeichnungen bis A0
Freihandlinie (schmal 0.25): Bruchkanten: Begrenzung von
Teilschnitten und Ausbrchen Strich-2Punkt Linie (schmal 0.25): Umrisse angrenzender Teile, Grenzstellung von Teilen
Referent 07.05.2015 51 von xx Seiten
Vielen Dank fr Ihre Aufmerksamkeit!
KonstruktionslehreHelen LeemhuisStellung der Konstruktion im ProduktlebenszyklusThemen in KonstruktionslehreThemen in KonstruktionslehreThemen in KonstruktionslehreKonstruktionslehreFoliennummer 9LiteraturEntwicklung der Technologien im CAx-UmfeldEinstieg in Geometrische Modellierungbersicht ber die Datentypen - Geometriemodellierung3-D VolumenmodelleCSG: Constructive Solid GeometryCSG: Constructive Solid GeometryBinrer BaumBoolesche OperationenBoolsche Operationen (2)Prinzip des CSG Solids (2) Erzeugen eines CSG SolidsPrinzip des CSG Solids (1)CSG Bume als arithmetrische AusdrckeEinstieg in Geometrische ModellierungGrundlagen der parametrischen ModellierungGrundlagen der parametrischen ModellierungMotivation ParametrikEinstieg in Geometrische ModellierungFoliennummer 29Einstieg in Inventor ProfessionalProduktmodellierung in 3D-Systemen - 2Volumenprimitiva (hier: wie in IGES definiert)KonstruktionszeichnungenKriterien beim technischen ZeichnenNormenAnsichtenDarstellung eines Quaders nach ISODarstellung eines einfachen BauteilsDarstellung eines einfachen BauteilsSchnittdarstellungSchnittdarstellungSchnittdarstellungenBeispiel: SchnittdarstellungBeispiel: Projektionsmethode IBeispiel: Projektionsmethode IBeispiel: Projektionsmethode I mit SchnittdarstellungLinienarten und Strichstrke bei Zeichnungen bis A0Technisches Zeichnen - LinienartenLinienarten und Strichstrke bei Zeichnungen bis A0Linienarten und Strichstrke bei Zeichnungen bis A0Vielen Dank fr Ihre Aufmerksamkeit!