Uwe KriegJulia DeubnerMaik HanelMichael Wiegand

Konstruieren mit NX 8.5Volumenkörper, Baugruppen und Zeichnungen

Uwe Krieg, Julia Deubner, Maik Hanel, Michael Wiegand

Konstruieren mit NX 8.5

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Die Autoren:Uwe Krieg, Hochschule Trier, Umwelt-Campus BirkenfeldJulia Deubner, OstfildernMaik Hanel, BöblingenMichael Wiegand, Sindelfingen

Alle in diesem Buch enthaltenen Informationen wurden nach bestem Wissen zusammengestellt und mit Sorgfalt getestet. Dennoch sind Fehler nicht ganz auszuschließen. Aus diesem Grund sind die im vorliegen-den Buch enthaltenen Informationen mit keiner Verpflichtung oder Garantie irgendeiner Art verbunden. Autor und Verlag übernehmen infolgedessen keine Verantwortung und werden keine daraus folgende oder sonstige Haftung übernehmen, die auf irgendeine Weise aus der Benutzung dieser Informationen – oder Teilen davon – entsteht, auch nicht für die Verletzung von Patentrechten, die daraus resultieren können.Ebenso wenig übernehmen Autor und Verlag die Gewähr dafür, dass die beschriebenen Verfahren usw. frei von Schutzrechten Dritter sind. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnun-gen usw. in diesem Werk berechtigt also auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benützt werden dürften.Bibliografische Information der deutschen Nationalbibliothek:Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detail-lierte bibliografische Daten sind im Internet unter http://dnb.d-nb.de abrufbar.Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt.Alle Rechte, auch die der Übersetzung, des Nachdruckes und der Vervielfältigung des Buches, oder Teilen daraus, vorbehalten. Kein Teil des Werkes darf ohne schriftliche Genehmigung des Verlages in irgendeiner Form (Fotokopie, Mikrofilm oder ein anderes Verfahren), auch nicht für Zwecke der Unterrichtsgestal-tung, reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden.

© 2013 Carl Hanser Verlag MünchenGesamtlektorat: Julia SteppSprachlektorat: Sandra Gottmann, Münster-NienbergeHerstellung: Andrea StolzUmschlagkonzept: Marc Müller-Bremer, www.rebranding.de, MünchenUmschlagrealisation: Stephan RönigkSatz: Kösel, KrugzellDruck und Bindung: Kösel, KrugzellPrinted in GermanyISBN 978-3-446-43488-2E-Book-ISBN 978-3-446-43587-2www.hanser-fachbuch.de

Inhalt

Vorwort .......................................................................................................................... XI

1 Einführung ....................................................................................................... 1

2 Grundlagen ...................................................................................................... 3

2.1 Eingabegeräte ..................................................................................................... 32.2 Benutzeroberfläche ........................................................................................... 42.3 Dateiverwaltung ................................................................................................. 252.4 Anwenderstandards und Voreinstellungen ................................................. 362.5 Ansichten und Bildschirmdarstellungen ...................................................... 502.6 Layer ...................................................................................................................... 612.7 Auswahl ................................................................................................................ 652.8 Löschen, Rückgängig, Wiederherstellen und Wiederholen .................... 772.9 Objektdarstellung .............................................................................................. 782.10 Vektoren ............................................................................................................... 802.11 Koordinatensysteme ......................................................................................... 812.12 Filmaufzeichnungen .......................................................................................... 83

3 Historienbasierte 3D-Modelle ............................................................. 85

3.1 Grundlagen .......................................................................................................... 853.1.1 Arbeitsumgebung ......................................................................................... 853.1.2 Allgemeines zum Erzeugen von Körpern ........................................................ 863.1.3 Boolesche Operationen ................................................................................ 89

3.2 Bezugsobjekte .................................................................................................... 923.2.1 Bezugsebenen .............................................................................................. 933.2.2 Bezugsachsen .............................................................................................. 983.2.3 Bezugs-Koordinatensystem ........................................................................... 100

3.3 Grundkörper ........................................................................................................ 100

VI    Inhalt

3.4 Formelemente ..................................................................................................... 1053.4.1 Positionierung .............................................................................................. 1073.4.2 Knauf ........................................................................................................... 1103.4.3 Tasche .......................................................................................................... 1103.4.4 Polster .......................................................................................................... 1153.4.5 Nut ............................................................................................................... 1173.4.6 Einstich ........................................................................................................ 1183.4.7 Bohrung ....................................................................................................... 1193.4.8 Versteifung ................................................................................................... 1263.4.9 Prägung ........................................................................................................ 1283.4.10 Körper prägen .............................................................................................. 133

3.5 Profilkörper .......................................................................................................... 1343.5.1 Grundlagen ................................................................................................... 1343.5.2 Extrusion ...................................................................................................... 1363.5.3 Rotation ....................................................................................................... 1433.5.4 Extrusion mit Führungskurve ......................................................................... 1473.5.5 Rohr ............................................................................................................. 148

3.6 Skizzen .................................................................................................................. 1493.6.1 Grundlagen ................................................................................................... 1493.6.2 Arbeitsumgebung und Skizzenerstellung beginnen ........................................ 1523.6.3 Kurvenoperationen ....................................................................................... 1603.6.4 Geometrische Zwangsbedingungen ............................................................... 1743.6.5 Bemaßungen ................................................................................................ 1853.6.6 Skizzenoperationen ...................................................................................... 1923.6.7 Skizze neu zuordnen ..................................................................................... 2013.6.8 Gruppieren ................................................................................................... 2013.6.9 Kopieren und Einfügen .................................................................................. 203

3.7 Assoziative Kurven ............................................................................................ 2033.7.1 Linien, Kreisbögen und Kreise ....................................................................... 2043.7.2 Spirale .......................................................................................................... 2123.7.3 Offset-Kurve ................................................................................................. 2143.7.4 Überbrückungskurve ..................................................................................... 2163.7.5 Kurve projizieren .......................................................................................... 2163.7.6 Schnittkurve ................................................................................................. 2183.7.7 Texte ............................................................................................................ 2193.7.8 Kurven spiegeln ............................................................................................ 2213.7.9 Assoziative Kurven bearbeiten ...................................................................... 222

3.8 Formelementoperationen ................................................................................ 2233.8.1 Kanten verrunden ......................................................................................... 2233.8.2 Fase ............................................................................................................. 2313.8.3 Formschräge ................................................................................................ 2323.8.4 Körperschrägung .......................................................................................... 2373.8.5 Schale .......................................................................................................... 2413.8.6 Körper trimmen und teilen ............................................................................ 244

Inhalt VII

3.8.7 Offset-Fläche ................................................................................................ 2463.8.8 Körper skalieren ........................................................................................... 2473.8.9 Gewinde ....................................................................................................... 249

3.9 Kopierbefehle ...................................................................................................... 2513.9.1 Musterelement ............................................................................................. 2513.9.2 Spiegeln von Formelementen ........................................................................ 2563.9.3 Geometrie kopieren ...................................................................................... 2563.9.4 Geometrie extrahieren .................................................................................. 2613.9.5 Objekt bewegen ........................................................................................... 2613.9.6 Kopieren und Einfügen .................................................................................. 267

4 Bearbeiten von Konstruktionselementen ................................... 271

4.1 Grundlagen .......................................................................................................... 2714.2 Teile-Navigator .................................................................................................... 2724.3 Wiedergabedialog .............................................................................................. 2794.4 Ändern der Geometrie und Zuordnung ........................................................ 2814.5 Ändern der Position ........................................................................................... 2844.6 Unterdrücken ...................................................................................................... 2854.7 Aktualisierung ..................................................................................................... 2864.8 Parameter entfernen ......................................................................................... 2864.9 Dichte bearbeiten .............................................................................................. 287

5 Weitere Technologien der 3D-Modellierung .............................. 289

5.1 Design Logic ........................................................................................................ 2895.2 Anwenderdefinierte Formelemente .............................................................. 3055.3 Teilefamilien ........................................................................................................ 3135.4 Wiederverwendungsbibliothek ...................................................................... 3175.5 Messfunktionen .................................................................................................. 324

6 Synchrone Konstruktion ........................................................................ 331

6.1 Einführung ............................................................................................................ 3316.2 Auswahlmöglichkeiten für die synchrone Konstruktion ......................... 3356.3 Befehle der Werkzeugleiste ............................................................................. 340

6.3.1 Geometrische Modifikationen ....................................................................... 3406.3.2 Kopierbefehle ............................................................................................... 3486.3.3 Geometrische Bedingungen .......................................................................... 3516.3.4 Bemaßungen ................................................................................................ 3546.3.5 Schalen ........................................................................................................ 3586.3.6 Querschnittsbearbeitung .............................................................................. 3606.3.7 Lokaler Maßstab ........................................................................................... 363

VIII    Inhalt

7 Grundlegende Baugruppenfunktionen .......................................... 365

7.1 Arbeitsumgebung und Definitionen .............................................................. 3657.2 Master-Modell-Konzept ..................................................................................... 3667.3 Speichern und Laden von Baugruppen ........................................................ 3677.4 Intelligentes Laden von Baugruppen ............................................................ 3717.5 Aufbau von Baugruppenstrukturen ............................................................... 3747.6 Baugruppen-Navigator ...................................................................................... 3787.7 Ändern von Baugruppenstrukturen .............................................................. 3877.8 Isolieren und nach Nähe öffnen ..................................................................... 3897.9 Komponentengruppen ...................................................................................... 3917.10 Bedingungen zwischen Komponenten ......................................................... 3937.11 Komponenten verschieben .............................................................................. 4077.12 Schneiden von Baugruppen ............................................................................ 4107.13 Komponentenfelder ........................................................................................... 4117.14 Referenz-Sets ...................................................................................................... 415

8 Erweiterte Baugruppenfunktionen .................................................. 419

8.1 Spiegeln von Baugruppen ................................................................................ 4198.1.1 Spiegeln mithilfe des Assistenten .................................................................. 4198.1.2 Spiegeln mit Wave-Befehl .............................................................................. 424

8.2 Verformbare Teile ............................................................................................... 4268.3 Anordnungen ....................................................................................................... 4348.4 Explosionsdarstellung ...................................................................................... 4398.5 Teileübergreifende Beziehungen .................................................................... 442

8.5.1 Teileübergreifende Ausdrücke ....................................................................... 4428.5.2 WAVE-Geometrie-Linker ................................................................................ 448

8.6 Sequenzen ............................................................................................................ 4548.7 Analysen ............................................................................................................... 458

8.7.1 Bestimmung mechanischer Eigenschaften ..................................................... 4588.7.2 Kollisionsuntersuchungen ............................................................................. 4588.7.3 Modellvergleich ............................................................................................ 460

9 Zeichnungserstellung ............................................................................... 463

9.1 Grundlagen .......................................................................................................... 4639.1.1 Arbeitsumgebung ......................................................................................... 4639.1.2 Allgemeine Arbeitsschritte ............................................................................ 4659.1.3 Zeichnungsvoreinstellungen .......................................................................... 466

9.2 Zeichnungsblätter .............................................................................................. 4789.3 Zeichnungsansichten ........................................................................................ 480

9.3.1 Ansichten ..................................................................................................... 480

Inhalt IX

9.3.2 Schnitte ....................................................................................................... 4859.3.3 Aufgebrochene Darstellungen ....................................................................... 4949.3.4 Ansichten bearbeiten .................................................................................... 497

9.4 Symmetrie- und Mittellinien ............................................................................ 5029.5 Allgemeine Texte ................................................................................................ 5069.6 Form- und Lagetoleranzen ............................................................................... 5109.7 Bemaßungen ....................................................................................................... 5129.8 Schweißsymbole ................................................................................................ 5229.9 Oberflächensymbole ......................................................................................... 5239.10 Stücklisten und Positionsnummern .............................................................. 524

10 Übungsaufgaben zur Volumenmodellierung ............................. 531

10.1 Winkel .................................................................................................................... 53210.2 L-Profil ................................................................................................................... 53710.3 Deckel ................................................................................................................... 54010.4 Klemmstück ........................................................................................................ 54510.5 Blattflansch .......................................................................................................... 55110.6 Stopfbuchsbrille ................................................................................................. 55410.7 Gabel ..................................................................................................................... 55710.8 Nockenwelle ........................................................................................................ 56010.9 Klemme ................................................................................................................. 56610.10 Büroklammer ....................................................................................................... 56810.11 Zahnrad ................................................................................................................. 57010.12 Flaschenöffner .................................................................................................... 575

11 Beispiele für Baugruppen ...................................................................... 581

11.1 Auto ....................................................................................................................... 58111.2 Handspanner ....................................................................................................... 596

12 Literaturhinweise ........................................................................................ 617

Index ................................................................................................................................ 619

Vorwort

Dieses Buch beschreibt die wesentlichen CAD-Funktionalitäten von Siemens NX 8.5 für Anwendungen des allgemeinen Maschinenbaus. Es richtet sich einerseits an Einsteiger, die sich schulungsbegleitend oder im Selbststudium in NX einarbeiten wollen. Darüber hinaus bietet es sich auch als Nachschlagewerk für erfahrene Anwender an.

Das Konzept für »Konstruieren mit NX« wurde von Uwe Krieg entwickelt. Für die Aktua-lisierung auf Version 8.5 sind Julia Deubner, Maik Hanel und Michael Wiegand verant-wortlich. Das Konzept wurde beibehalten und die Inhalte wurden im bewährten Stil fort-geführt.

Die Schwerpunkte des Buches bilden die parametrische Volumenmodellierung, die Erstel-lung von Baugruppen sowie die Zeichnungsableitung. Die Kernfunktionalitäten der ein-zelnen Befehle werden an einfach nachvollziehbaren Beispielen erläutert.

Bei der Überarbeitung haben wir die Methoden aus den vorherigen Ausgaben des Buches mit der Version NX 8.5.0.23 verifiziert und gegebenenfalls durch neue Vorgehensweisen ersetzt. Dabei wurde die deutsche Benutzeroberfläche verwendet.

Wir haben alle Neuerungen der NX-Versionen 7.0, 7.5, 8.0 sowie 8.5 aufgenommen, die aus unserer Sicht für den Einstieg in die Konstruktion relevant sind. Zusätzliche Informa-tionen finden Sie in den offiziellen Siemens NX-Dokumentationen.

Die neuen Werkzeuge zum Erstellen direkter Skizzen sowie das vereinfachte Erzeugen von Zwangsbedingungen innerhalb der Skizzierumgebung erläutern wir anhand von praktischen Beispielen. Auch Formelementgruppen, welche die Organisation komplexer Konstruktionen deutlich vereinfachen, werden thematisiert. Ferner beschreiben wir neue Formelemente, wie beispielsweise das Musterelement, welches die assoziativen Felder ersetzt. Außerdem sind zahlreiche Verbesserungen und Erweiterungen bei den Befehlen der synchronen Konstruktion in das Buch eingeflossen. Im neuen Abschnitt »Intelligentes Laden von Baugruppen« (Abschnitt 7.4) behandeln wir die erweiterte Unterstützung beim Umgang mit großen Baugruppen sowie den neu hinzugekommenen Zwangsbedingungs-navigator.

In den praktischen Beispielen sind zahlreiche Erfahrungen aus dem CAD-Support, dem Schulungsbereich und der Methodenentwicklung eingeflossen.

Wir bedanken uns bei Anette Granderath von Siemens für die Bereitstellung der Software und Herrn Professor Jörg Fischer der Hochschule Hamm-Lippstadt für seine freundliche Unterstützung. Ein besonderes Dankeschön gilt Julia Stepp vom Carl Hanser Verlag für die angenehme und professionelle Zusammenarbeit.

April 2013Julia Deubner, Maik Hanel, Michael Wiegand

1Die Grundlage für die Darstellungen in diesem Buch bildet die deutsche Version NX 8.5.0.23 unter dem Betriebssystem Windows 7. Dabei werden die Funktionalitäten der Körper- und Formelementkonstruktion (SOLID_MODELING, FEATURES_MODELING), der Bau-gruppen (ASSEMBLIES) und der Zeichnungserstellung (DRAFTING) beschrieben. Diese bilden eine Basiskonfiguration für den allgemeinen Maschinenbau. NX besitzt eine Viel-zahl weiterer Module für die unterschiedlichsten Aufgaben. Eine ausführliche Darstel-lung dieser Befehle würde jedoch den Rahmen des Buches sprengen und soll deshalb weiterführender Literatur (siehe Liste im Anhang) vorbehalten bleiben.

NX lässt sich vielfältig anpassen. Diese Modifikationen sind anwenderspezifisch. Daher kann es sein, dass Darstellungen im Buch nicht exakt mit denen am System des Anwen-ders übereinstimmen. Die wesentlichen Anpassungsmöglichkeiten werden in Kapitel 2 beschrieben.

Für die Abbildungen im Buch wurde die Siemens-Rolle »Erweitert mit vollständigen Menüs« verwendet. Für die Darstellungen wurden im Wesentlichen die Systemvorgaben übernommen. Bei Abbildungen von Modellen wurde ein weißer Hintergrund verwendet.

Ziel und Aufbau des BuchesZiel des Buches ist es, eine Einführung in die praktische Anwendung von NX zu geben. Dabei werden die allgemeinen Grundlagen der Arbeit mit CAD-Systemen als bekannt vorausgesetzt. Das Buch bietet die Möglichkeit der selbstständigen Einarbeitung in die Software oder des gezielten Nachschlagens bestimmter Befehle.

Durch die ständige Weiterentwicklung von NX und aufgrund der Komplexität der Soft-ware existieren oftmals unterschiedliche Methoden gleichzeitig, sodass die jeweiligen Ziele auf verschiedenen Wegen erreicht werden können. Es ist nicht möglich, all diese Wege darzustellen. Wir stellen jeweils die aus unserer Sicht am besten geeigneten Metho-den dar. Dabei werden bei der Beschreibung der einzelnen Befehle möglichst einfache Beispiele verwendet, um das Wesentliche der jeweiligen Funktion zu zeigen. Darüber hinaus enthält das Buch aber auch eine Vielzahl von ausführlichen Übungsbeispielen, in denen die Möglichkeiten von NX an realen Praxisbeispielen dargestellt werden.

In Kapitel 2 werden zunächst die Anwenderoberfläche, einige Anpassungen bei der Instal-lation und die wichtigsten allgemeinen Begriffe und Befehle erläutert. Diese sind die Basis für die Anwendung der verschiedenen Module innerhalb von NX.

Einführung

2  1 Einführung

Die Kapitel 3 bis 6 beschreiben detailliert die Erstellung von 3D-Modellen unter Nutzung von Grundkörpern, Formelementen, Skizzen, assoziativen Kurven, Operationen sowie die Befehle der synchronen Konstruktion. Weiterhin werden Hinweise für ihre sinnvolle Anwendung gegeben.

Der Zusammenbau der einzelnen Teile zu technischen Baugruppen wird in den Kapiteln 7 und 8 dargestellt. Neben den Befehlen zum Aufbau und Ändern von Baugruppen werden die Befehle zum Informationsaustausch zwischen Teilen, die Handhabung von Stücklisten und einfache Bewegungsabläufe beschrieben.

Auf der Basis der Einzelteile und Baugruppen erfolgt die Ableitung der entsprechenden Fertigungszeichnungen. Dieses Vorgehen wird in Kapitel 9 dargestellt.

In den Kapiteln 10 und 11 finden Sie ausführliche Übungsbeispiele zu den einzelnen Schwerpunkten, welche typische Lösungswege für die Bearbeitung verschiedener Auf-gabenstellungen zeigen.

Unter http://downloads.hanser.de finden Sie die Beispieldateien zu den Übungen aus Kapitel 10 und 11.

Auszeichnungen, Abkürzungen und IconsIm Buch werden die folgenden Auszeichnungen und Abkürzungen verwendet:

� KApITäLchEN: Befehl von NX � MENü > BEFEhL: Aufruf eines Befehls über die Menüleiste � datei.prt: Name einer Datei, eines Verzeichnisses oder eines Eingabewerts � MT1: linke Maustaste � MT2: mittlere Maustaste � MT3: rechte Maustaste � ENTER: Eingabetaste � STRG: Steuerungstaste � TAB: Tabulatortaste � ALT: Alt-Taste � ShIFT: Umschalttaste � ENTF: Löschtaste � ESc: Escape-Taste � WCS: Arbeitskoordinatensystem (Work Coordinate System)

Der Aufruf der Befehle wird hauptsächlich unter Verwendung von Icons beschrieben. Der Zugriff auf die Icons erfolgt über die Standard- oder Kontext-Werkzeugleisten und auch über ein radiales Popup-Menü. Alternativ besteht die Möglichkeit, die einzelnen Befehle über die Menüleiste zu starten.

Die entsprechenden Icons und ihre Bedeutung werden über das Buch hinweg in der Rand-spalte dargestellt, um die Suche nach bestimmten Themen zu erleichtern. Neben der deut-schen wird auch die englische Bedeutung angegeben.