Autodesk Inventor

Transcription

Autodesk Inventor

1
3D-CAD
Autodesk Inventor
Release 2014
www.aschaub.ch
Schulungsunterlagen
in Kurzform
Aufbaukurs
A. Schaub, GIB-Liestal
2. überarbeitete Fassung vom März 2014
3D-CAD Inventor, Aufbaukurs
© A. Schaub, Fachlehrer, Ing. HTL, Berufsfachschule Liestal
www.aschaub.ch
..\Inventor_2014_Aufbau.docx
2
Inhaltsverzeichnis
1 Arbeitselemente ................................................ 1-1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
Skizzierebene ....................................................... 1-1
Ursprungsebene, -achse und -punkt ..................... 1-1
Arbeitsebenen ....................................................... 1-1
Arbeitsachsen und -Punkte ................................... 1-2
Bearbeiten von Arbeitselementen ......................... 1-2
Übungsaufgabe „Kegel mit Keilnute“ .................... 1-3
2 Skizzierte Bauteilelemente .............................. 2-1
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
2.10
2.11
2.12
2.13
2.14
2.15
2.16
2.17
2.18
2.19
2.20
Extrusion ............................................................... 2-1
Drehung ................................................................ 2-1
Bohrung ................................................................ 2-1
Gewinde ................................................................ 2-1
Rippe .................................................................... 2-1
Erhebung .............................................................. 2-2
Sweeping .............................................................. 2-2
2D-Sweeping ........................................................ 2-2
3D-Sweeping ........................................................ 2-2
Spirale ................................................................... 2-2
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
Rundung ............................................................... 2-9
Fase ...................................................................... 2-9
Trennen................................................................. 2-9
Kombinieren .......................................................... 2-9
Flächenverjüngung ............................................... 2-9
Wandstärke ........................................................... 2-9
Übungen ............................................................. 2-10
Rechteckige Anordnung ...................................... 2-11
Runde Anordnung ............................................... 2-11
Element spiegeln ................................................ 2-11
Bearbeiten von Bauteilen .................................... 2-11
Erstellen von Notizen .......................................... 2-11
3 Konstruktions-Assistent .................................. 3-1
3.1
3.2
Zahnräder ............................................................. 3-2
Übung Stirnzahnräder ........................................... 3-3
Gestell-Generator ................................................. 3-5
Übung1: T-Normprofil ........................................... 3-5
Übung2: Flex-Gestell ............................................ 3-6
Eigenes Profil für die Bibliothek erstellen (Übung) 3-7
4 Erstellen von 2D-Vorlagen ............................... 4-1
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
Erstellen von firmenspezifischen Vorlagen ........... 4-1
Ränder .................................................................. 4-1
Schriftfeld .............................................................. 4-2
Übung: Meine Vorlagen ABC.idw.......................... 4-3
Teileliste am Beispiel Pumpenmodell ................... 4-4
Bemassen von Zeichnungen................................. 4-6
Symbole in der 2D-Vorlage ................................... 4-7
Symbole erzeugen ................................................ 4-7
Symbole einfügen ................................................. 4-7
6 Abgeleitete Komponenten ............................... 6-1
6.1
6.2
6.3
Gussteil Zahnrad ................................................... 6-1
Nockenwelle .......................................................... 6-1
Zwei Übungen dazu .............................................. 6-2
Übung Zahnradkasten ........................................... 6-2
Übung Nockenwelle .............................................. 6-2
7 Blechteilmodellierung ...................................... 7-1
7.1
7.2
7.3
Grundlagen ........................................................... 7-1
Vorlagedatei ‚Blech.ipt‘ mit vordefinierten
Parametern ........................................................... 7-1
Blechstandards ..................................................... 7-1
Biegetabellen ........................................................ 7-2
Unterschiedliche Konstruktionsmethoden ............. 7-3
Methoden zur Erzeugung von Blechteilen ............. 7-3
Übung: Projekt Blechabdeckung in 38 Schritten ... 7-4
8 Schweissbaugruppe ........................................ 8-1
8.1
8.2
8.3
8.4
Schweissbaugruppe .............................................. 8-1
Vorgehen............................................................... 8-1
Schweissnähte ...................................................... 8-1
Übungen................................................................ 8-2
1 Winkel ................................................................ 8-2
2 Hebel .................................................................. 8-2
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 ....... 11-2
11.3 Übung FEM-Analyse ........................................... 11-3
Übung1: Flacheisen ............................................ 11-3
Übung 2: Biegebalken ......................................... 11-5
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 ............... 12-3
Projizierte Masse ................................................. 12-4
12.4 Konturdaten aus einer Excel-Datei importieren ... 12-4
12.5 Globale Variable direkt in Inventor ...................... 12-6
12.6 Passungen mit Toleranzangaben sichtbar .......... 12-7
5 Projekte kopieren und verwalten .................... 5-1
5.1
5.2
Konstruktionsassistent .......................................... 5-1
Verwalten (nur aus dem Explorer heraus) ............ 5-1
Pack & Go ............................................................. 5-1
Vorgehen .............................................................. 5-1
www.aschaub.ch
1-1
1 ARBEITSELEMENTE
1.1
Skizzierebene
Jede erzeugte 2D-Skizze muss auf einer Skizzierebene erstellt werden. Ausser für Sweepings verwenden wir immer
2D-Skizzen. Skizzierebenen kann man sich wie Klarsichtfolien 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
werden. 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 Ursprungsebene
7. Parallel zu Fläche und durch Achse
8. Parallel zu Fläche mit „ziehen“
9. Durch Punkt und lotrecht zu Linie
(oder Spline)
*) Hinweis: Ein Leerschlag auf der Tastatur wiederholt den letzten Befehl!
www.aschaub.ch
1-2
1.4
Arbeitsachsen und -Punkte
Arbeitsachsen sind parametrische Hilfskonstruktionen auf
einem Bauteil. Sie können als Zentrum für eine polare Reihe
dienen 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 3DSkizzen, 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
1.5
_Arbeitsachsen-Punkte.idw
Bearbeiten von Arbeitselementen
Bearbeitet werden die Arbeitsebenen, -achsen und -punkte über das Kontextmenü im
Browser:
 Sichtbar
Ein- und Ausschalten von einzelnen Arbeitselementen
 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. Sollen 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!
www.aschaub.ch
1-3
1.6
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 eine machen 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):



5.
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
Erzeugen Sie nun auf der Arbeitsebene (f)
eine Skizze, projizieren Sie die Achse
und konstruieren Sie eine Keilnute gemäss der Abbildung rechts.
N.B. In der Figur sind alle Arbeitselemente
ausser der Ebene (f) unsichtbar gemacht worden.
www.aschaub.ch
2-1
2 SKIZZIERTE BAUTEILELEMENTE
2.1
Extrusion
Die Extrusion steht immer senkrecht auf einer Skizzierebene. Sie entsteht 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, Projizieren, Stutzen und Dehnen erzeugt werden.
Für die Volumenmodelle stehen 3 boolesche Operatoren zur Auswahl:
 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.
Damit 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 kleineren 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
Rotationskörpers 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 markieren 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
www.aschaub.ch
2-2
2.6
Erhebung
Mittels Erhebung kann ein komplexer Volumenkörper erstellt werden.
Auf Arbeitsebenen werden geschlossene Profile erzeugt. Die einzelnen 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
2.7
Übung Seite 2-4 und 2-5
Sweeping
Ursprungselemente für die
Skizzenerstellung nutzen!!
(Projizieren, koinzident)
2D-Sweeping
Ein skizziertes Profil wird entlang eines skizzierten Pfades erzeugt, und es entsteht ein Volumenkörper, also ein neuer Körper (z. B. ein Rohr) eine Differenzmenge (Bohrung),
eine Schnittmenge oder auch nur eine Fläche.
Bsp.:
2.7_2D_Sweeping.ipt
Wir benötigen also zwei 2D-Skizzen. Diese können auf bestehenden Körperflächen aber auch auf neuen Arbeitsebenen skizziert sein.
b)
a)
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.
1. 2D-Skizze
2. 3D-Skizze
3. Geometrie einschliessen
4. Biegung
5. Sweeping
Die Biegung gibt an, welcher Biegeradius für den Linienzug
automatisch eingesetzt wird.
>> siehe
Übung Seite 2-6
2.8
Spirale
Mit Spiralen können Federn, spiralförmige Nuten in Bauteilen, Ventilatorflügel etc. geformt werden. Für die Konstruktion wird eine Linie als Achse und ein Profil verlangt.
Damit die Feder eine Zentrumslinie hat, sollte die Skizze auf dem Ursprung skizziert werden.
Eine Arbeitsachse (und gegebenenfalls eine Arbeitsebene) kann anschliessend ebenfalls auf das Koordinatensystem gesetzt werden. Mit
diesen Arbeitselementen kann die Feder später problemlos in den Zusammenbau eingepasst werden!!
Windungen 3
Höhe
50
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
www.aschaub.ch
2-3
2.9
Übungen
Drehung mit Schnittmenge
1. Beginnen Sie ein neues Einzelteil (Norm.ipt)
2. Zeichen Sie einen Würfel mit dem Schwerpunkt im Zentrum 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, gestutzt
7. Erzeugen Sie eine Drehung mit der Schnittmenge
Bsp:
2.9.1_Drehung_mit_Schnittmenge.ipt
www.aschaub.ch
2-4
Erhebung: Griff
Übung:
2.9.2_Erhebung-Griff.ipt
Wichtig:
Jedes der drei Profile muss auf
einer separaten Skizzierebene
erstellt werden!
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Ursprungselemente einblenden.
Skizze auf in der X/Y-Ebene erzeugen
Projizieren der Arbeitselemente auf der Skizze in der XY-Ebene
Erste Skizze erstellen.
Zweite Skizze auf der XZ-Ebene erstellen.
Dritte Skizze auf der XY-Ebene erstellen.
Erhebung mit Gewichtung 1 erstellen.
Stellen Sie die Gewichtung nun um auf 1 links und 5 rechts.
Gewichtung = 0
Gewichtung = 1
Gewichtung = 5
www.aschaub.ch
2-5
Erhebung: Verdrilltes 6-Eck
Übung:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
2.9.3_Erhebung-6-Eck.ipt
Ursprungselemente einblenden.
Skizze in der X/Y-Ebene erstellen
Arbeitselemente projizieren.
Erstes 6-Eck zeichnen s=30.
Zweite Arbeitsebene im Abstand 30
Darauf Skizze mit projiziertem 6-Eck
Dritte Arbeitsebene im Abstand 30
Darauf Skizze mit projiziertem 6-Eck
Erhebung anwenden:
a) Skizzen 1 bis 3 selektieren
b) Übergang manuell anpassen:


Im Register Übergang die automatische Zuordnung deaktivieren!
Richtungsvektoren im Satz 1 bis 6 mit
der Maus neu ausrichten.
www.aschaub.ch
2-6
Sweeping frei im Raum mit einer 3D Skizze
Idee
Man zeichne ein Rohr etwa gemäss folgenden Angaben:
Vorgehen
Neues Bauteil erzeugen.
Auf der 2D-Skizze:
1. Sichtbar machen der Ursprungsebenen.
2. Projizieren des Ursprungs
3. Grundprofil zeichnen:
Kreis mit d=10 im Koordinatenursprung
Auf einer neuen 3D-Skizze:
*)
Linie zeichnen, im Ursprung beginnen und dann immer
die relativen Koordinaten angeben und mit Enter abschliessen,
also:
1. 0,0,0
> eingeben 0 [TAB] 0 [TAB] 0 [TAB]
2. 0,0,50
3. 0,50,0
4. 0,0,50
5. 0,50,0
6. 100,0,0
Biegung des Linienzuges mit Radius 15
Sweeping erzeugen.
*) Falls das 3D-Eingabe fehlt, kann dieses mit Zeichnen > „Präzise Eingabe“
geöffnet werden:
www.aschaub.ch
2-7
Spirale: Propeller
1. Projekt neu: Propeller
Bsp.:
2_Propeller.ipt
2. Baugruppe neu: Propeller
3. Komponente erstellen: Nabe
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
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:
Einfügen:1 Fluegel
ausgerichtet auf Arbeitsachse (d) und
Arbeitspunkt (e)
Komponente anordnen: rund, 3 Mal, 120°
8. Arbeitselemente ausblenden
www.aschaub.ch
2-8
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.
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.
4.
www.aschaub.ch
2-9
Beispiele:
2.10 Rundung
2.10.1_Rundung.ipt
Konstante Abrundung
Element
2.10.2_Rundung.ipt
Optionen sind:
 Kante: Einzelne Kanten müssen angewählt werden.
 Kontur: Alle Kanten einer Fläche werden ausgewählt.
 Element: Alle Kanten, ob Innen- oder Aussenradien, werden
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 unterschiedlicher
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 komplizierten 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:
Demo:
2.11_Fase
 Anstandsmethode
 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 Trennen
Demo:
2.12_Trennen
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 unterschiedlichen 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 können 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
Demo: 2.14_Flächenverjüngung
Für Gussteile mit Anzug. Mit der Zugrichtung wird die bleibende Kante der Flächenverjüngung definiert. Mit Flächen werden die Flächen selektiert, die einen positiven oder negativen Anzug haben sollen. Auch getrennte Bauteile können so verjüngt werden.
2.15 Wandstärke
Einem Bauteil kann eine Wandstärke oder mehrere unterschiedliche Wandstärken zugeordnet werden. Mit Fläche entfernen wird eine offene Fläche markiert. Über die erweiterten
Optionen kann jeder Fläche eine unterschiedliche Wandstärke zugeordnet werden.
www.aschaub.ch
2-10
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
www.aschaub.ch
2-11
2.16 Rechteckige Anordnung
Ein Element, z. B. eine Bohrung, kann in 2
Richtungen kopiert werden. Die Richtung 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 angepasst, wenn dieses ändert.
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 Modell anpassen) sowie Positionsmethoden (Inkrement und eingepasst) zur Auswahl.
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 Skizzenbemassung, Extrusionshöhe etc. werden eingeblendet und können
direkt verändert werden.
Skizze bearbeiten: Nur die Masse der Skizze können direkt verändert werden.
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
Objekt im Browser.
Durch Schliessen des Notizfensters kehrt man zurück
zur Zeichnung, wo jetzt ein Infopunkt zu erkennen ist.
www.aschaub.ch
3-1
3 KONSTRUKTIONS-ASSISTENT
Der Konstruktions-Assistent stellt Generatoren und Berechnungen bereit, mit denen mechanisch korrekte Komponenten 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
Hinweis:
„Dialog“ unten links in der Statuszeile
beachten.
Dieser Dialog ist bei ungewohnten Befehlen besonders hilfreich!!
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)
Änderungen mit dem
Kontextmenü!
www.aschaub.ch
3-2
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
Zähnezahlen
Zahnradbreite
m = 5 mm
z1= 29, z2= 29
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.
5.
6.
7.
Machen sie die XZ-Ebene und die Z-Achse sichtbar
Erzeugen Sie eine Mittelebene durch das Zahnrad
Skizzieren Sie ein Drehwerkzeug ausserhalb des Zahnrades auf die XZ-Ebene.
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!
www.aschaub.ch
3-3
Übung Stirnzahnräder
Vorgehen
1. Neue Baugruppe erzeugen und abspeichern.
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
𝒎∙(𝒛𝟏+𝒛𝟐)
𝒂=
= ⋯ = 115 𝑚𝑚
𝟐
5. Wir fügen die Zahnradhalterung.ipt
aus dem Ordner
3_Konstruktionsassistent in die Baugruppe und fixieren diese.
6. Die Fixierung der Zahnräder lösen wir
und montieren diese auf die Achsen.
7. Nun muss die Zahnbaugruppe nur noch flexibel gemacht werden.
8. Fertig.
Flexibel
Siehe auch:
U:/0_Inventor/_L_Demos_Inventor/Stirnradgetriebe
www.aschaub.ch
3-4
www.aschaub.ch
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 gebogene T-Stahl gemäss
Abbildung oben. Die Pfadskizze machen Sie unsichtbar.
www.aschaub.ch
3-6
Übung2: 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, danach die Sichtbarkeit der Skizze ausschalten!) Einzelteil speichern.
3.
4.
5.
6.
Neue Baugruppe (Norm.iam) „Gestell“ erzeugen.
Grundkörper einfügen, fixieren.
Menü „Konstruktion“ > Gestell.
Gestell Einfügen > siehe unten:
Gehrung
7. Alle gewünschten Kanten des Grundkörpers für die Profile 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.
Stuten auf Fläche
www.aschaub.ch
3-7
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 Figur rechts)
11. Einzelteil speichern als ProfilABC
www.aschaub.ch
3-8
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 Gestellgenerator 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).
www.aschaub.ch
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 2014\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 Namen gespeichert werden.
Mit KM „Rahmen speichern“ wird der gezeichnete Rahmen unter Angabe eines Namens in der Vorlage abgespeichert.
www.aschaub.ch
4-2
4.3
Schriftfeld
Mit KM „Neues Schriftfeld definieren“ wird eine Skizze für den Zeichenkopf aufgerufen. Die Geometrie wird skizziert 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.
iProperties
www.aschaub.ch
4-3
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 definieren wählen.
Die Geometrie wird wie üblich gezeichnet und
bemasst.
Die Strichstärke kann mit dem KM geändert
werden.
Als Logo kann bei Bedarf eine Bitmap-Datei eingefügt werden.
7. Schriften können mit KM Ausrichten positioniert werden. Dabei müssen die Texte davor mit der Ctrl-Taste selektier werden.
8. KM auf Schriftfelder > Schriftfeld speichern > ABC.
Arbeitsblattformat mit Grösse, Rand und Kopf erzeugen
9.
10.
11.
12.
KM auf Blatt:1 > Blatt bearbeiten > Grösse A4.
Doppelklick auf Ränder A4-ABC (der Rand wird so eingefügt)
Doppelklick auf Schriftfeld ABC (das Schriftfeld wird so eingefügt)
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.
www.aschaub.ch
4-4
4.4
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
www.aschaub.ch
4-5
Übung im Ordner
4_Pumpenmodell
Stückliste
1.
2.
3.
4.
5.
Aktivieren Sie das Projekt 4_Pumpenmodell und öffnen Sie die Baugruppe _Zusammenbau.iam.
Betrachten Sie die Attribute im Zusammenbau und auch in der Datei mit dem Explorer von Windows.
Erzeugen Sie eine 2D-Zeichnung (_Pumpe.idw) der Baugruppe exakt wie oben dargestellt.
Fügen Sie Positionsnummern und eine Teileliste in Ihre Zeichnung ein.
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.
www.aschaub.ch
4-6
4.5
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 werden kann.
Hilfsansichten können ausserhalb des Zeichnungsbereichs positioniert werden und davon können dann Ausschnitte 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.
www.aschaub.ch
4-7
4.6
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 Template) 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 speichern können Sie die ergänzte Datei direkt in den Vorlageordner 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.
www.aschaub.ch
5-1
5 PROJEKTE KOPIEREN UND VERWALTEN
Achtung:
Benennen und kopieren Sie niemals
Inventor-Dateien über den WindowsExplorer um. Verwenden Sie hierfür
grundsätzlich den Konstruktionsassistenten.
Beim Installieren von Inventor wird ein Plug-in in den
Microsoft-Explorer eingebaut. Aufgerufen wird es
über das Kontext-Menü (KM auf einer InventorDatei).
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 erfolgen.
Wird eine Zusammenbauzeichnung (.iam) oder eine
Papierzeichnung (.idw) mit Pack & Go kopiert, werden
alle verknüpften Dateien mitkopiert und die Verknüpfungen 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 Projektdatei (.ipj) wird angepasst.
www.aschaub.ch
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.


Die Belastungsanalyse (FEM) in Inventor funktioniert mit Einzelteilen. Mit einem abgeleiteten Bauteil lässt sich
diese Einschränkung teilweise umgehen.
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.
2.
3.
4.
5.
6.
Man erstellt eine Baugruppe mit den zylinderischen Teilen und den Nockenelementen.
Alle Teile werden mit Abhängigkeiten im Zusammenbau korrekt verbaut.
Die Baugruppe wird geschlossen.
Eine neue Einzelteilzeichnung (z. B. Nockenwelle.ipt) wird erstellt.
In der Registerkarte Verwalten > [Einfügen] > Ableiten wählen.
Alle Teile der Baugruppe werden mit den boolschen Operationen Addition eingefügt.
www.aschaub.ch
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
www.aschaub.ch
7-1
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 werden. Die Grenzen liegen bei allen Umformprozessen, bei denen es, durch plastische Verformungen, zu Änderungen 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 Konvertieren ebenfalls in ein Blechteil umgewandelt werden. Dabei muss die Blechdicke auf den Modellparameter „Stärke“ umgestellt werden!
Blechstandards
Die gewünschten Einstellungen sollten immer zu Beginn der Konstruktion eingestellt
werden!
www.aschaub.ch
7-2
Es können unterschiedliche Blechstandards definiert und mit einem Namen (z. B. Biegetabelle Aluminium) abgespeichert 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
einem 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 2014\Design Data\Bend Tables gespeichert:
www.aschaub.ch
7-3
7.2
Unterschiedliche Konstruktionsmethoden
Methoden zur Erzeugung von Blechteilen
Blechfläche und „anbauen“
Bsp.:
7_Blech
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 Hülle und dem Parameter Stärke wird es zum Hohlkörper.
 Die Ecken werden aufgetrennt (Eckverbindung 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 Aussenfläche 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 )
Zusatzaufgabe:
1. Erzeugen Sie eine Bohrung d= 25 horizontal durch den
Kegel.
2. Erstellen Sie eine 2D-Zeichnung der Abwicklung.
www.aschaub.ch
7-4
Übung: Projekt Blechabdeckung in 38 Schritten
„Drehbuch“ mit den einzelnen
Konstruktionsschritten:
siehe folgende Seite!
7.3
www.aschaub.ch
7-5
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
Konturlasche vorne, Falz seitlich und versetzte Lasche hinten erstellen, Fase vorne
8. Skizze > Linie an der Seite bei der offenen Kante
9. Konturlasche (keine Überlappung)
10. Eckverbindung
11. Skizze der Konturlasche editieren: auf 60° ändern
12. Falz links und rechts
13. Lasche > erweitert > Typ „Breite“, Abstand 10, Versatz 4, Breite 10
14. Skizze > Punkte im Zentrum der Laschen
15. Bohrung d=6.5
16. Eckenrundung r=4
17. Eckenfasen s=5
18. Skizze auf vordere Lasche
Falz
19. Bohrung von vorne =5, von der Seite=8, d=6.5
Ausschnitte im Blech oben und vorne
20. Skizze oben gemäss Bild recht mit Überstand 3mm
21. Ausschneiden > über Biegung hinweg ausklinken
22. Rechteckige Anordnung: 1 Reihe 18x, Abstand 3
23. Spiegeln an der Mittelebene
24. Skizze von # 20 bearbeiten: Länge auf 18
25. Skizze vorne > Rechteck Breite0.5
26. Ausschneiden
27. Rechteckige Anordnung 28x / 1.3
28. Skizze Konturlasche editieren Winkel= 20°
Seitliche Ausschneiden und Stanzwerkzeug (iFeature)
29. Skizze, Rechteck seitlich
30. Ausschneiden
31. Abspeichern
32. Skizze, Punkt im Abstand oben 10, hinten 12
33. Stanzwerkzeug „keyhole.ide“
Grösse im mm: Fillet= 1, Slot_Width= 4, Hole_Diameter= 6, Length=10
Freie Lasche: Blech hinten gebogen
34. Skizze hinten, Linie von oben 12
35. Falten 60°
36. Abwicklung erstellen
Papierzeichnung
37. Neu > Norm.idw > A3 mit Lochrand
38. Basisansicht erstellen
Abwicklung / Gefaltetes Modell
www.aschaub.ch
8-1
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 normalen 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 Standardwerkzeugen (Skizze, Extrusion etc.) erzeugt.
4. Schweissnähte: Werkzeug zum Erzeugen von detaillierten Schweissnähten
5. Bearbeitung: Mit Standardwerkzeugen werden Bearbeitungen gemacht, die erst nach dem Schweissen angebracht werden dürfen wie oben die Bohrung.
Ein Doppelklick im Browser auf das Objekt Vorbereitung, Schweissnähte resp. Bearbeitung öffnet das entsprechende Menü für die jeweiligen Operationen.
8.2
Schweissnähte
Kehlnähte werden bei rechtwinklig zueinanderstehenden Bauteilen eingesetzt.
Mit Füllnähten können beliebige Nähte wie V-, X-, INähte erzeugt werden:
www.aschaub.ch
8-2
8.3
Übungen
Reihenfolge beim
Auswahlsatz:
1 Winkel
Übung
1
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

2
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!
www.aschaub.ch
8-3
www.aschaub.ch
9
Übung
9-1
IPROPERTIES
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 Konstrukteur eingegeben.
Im Register Physikalisch werden die physikalischen Daten
gemäss Abbildung wiedergegeben. Der Schwerpunktsabstand S bezieht sich dabei auf den Ursprung des Koordinatensystems.
N.B.
Übung
3
3
7,85 g/cm =7.85 kg/dm =7850 kg/m
3
9_iProperties\ Rundstahl.ipt
Sichtbar kann der Schwerpunkt mit dem Menü
Ansicht > Schwerpunkt
Der Schwerpunkt funktioniert auf dieselbe Art bei
Zuammenbauzeichnungen.
Hinweis:
Ursprung einblenden!
www.aschaub.ch
10 DARSTELLUNGEN
10-1
Innerhalb von KonstruktionsAnsichten können Bauteile oder
Baugruppen sichtbar bzw. nicht
sichtbar, geschnitten oder teilgeschnitten und namentlich gespeichert werden.
Auch können verschiedene Positionen (Winkel) namentlich gespeichert werden.
Auch die Detailgenauigkeit mit
Normteilen bzw. ohne kann am
selben Ort eingestellt werden.


Hinweis:
Die Einstellung von diesen
Darstellungen ist nur in Baugruppen (*.iam) vorhanden!
In 2D-Ableitungen (*.idw)
kann auf diese Eigenschaften
zurückgegriffen werden!
Einige der Möglichkeiten sollen
am Beispiel des V-Motors gezeigt 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. Ansicht)
Wir erstellen eine Arbeitsebene 25 mm nach hinten von der Gehäusevorderfront:
Zusammenfügen > Arbeitsebenen > -25
KM auf Darstellung > Ansicht > Neu
Umbenennen der Ansicht1 in Halbschnitt
Ansicht > Halber Schnitt wählen (evt. sperren Sie diese Ansicht mit dem KM)
Arbeitsebene unsichtbar schalten
b) Ohne Gehäuse (2.Ansicht)
KM auf Darstellung > Ansicht > Neu
Umbenennen der Ansicht 2 in Ohne Gehäuse
Gehäuse ausblenden
Jetzt kann einfach zwischen den gespeicherten
Ansichten gewechselt
werden.
c) Erzeugen Sie nun von
beiden Ansichten eine
2D-Zeichnung (A3)
 Motorvarianten.idw
Siehe Vorlage auf der
nächsten Seite!
www.aschaub.ch
10-2
Position
Mit Positionsdarstellungen
können kinematische „Momentaufnahmen“ von Baugruppen für Bewegungsstudien erzeugt werden. Positionsdarstellungen werden
häufig in Verbindung von flexiblen Baugruppen eingesetzt.
Übung:
Es sollen drei Winkel (0°, 45°
und 90°) für die Position der
Kurbelwelle definiert werden:
Vorgehen:
a) Winkel definieren
-
Definieren Sie eine Winkelabhängigkeit 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
-------4. KM auf Darstellung >
Position > Neu
5. Umbenennen von
Position1 in 45°
-------7. KM auf Darstellung >
Position > Neu
8. Umbenennen von
Position1 in 90°
Die drei Positionen können
nun in „Papierzeichnungen“
als Überlagerungsansichten
verwendet werden.
.
www.aschaub.ch
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. Flächen-Schwerpunkt
Bezogen auf den Koordinatenursprung. Befehle: iProperties > Physikalisch > Schwerpunkt
mit Ansicht > Schwerpunkt
kann dieser sichtbar gemacht
werden.
y-Abstand
y= 72.846 mm
2. Querschnittsfläche und Trägheitsmomente Ix und Iy
Befehle: Prüfen > Schnitt > Ebene wählen > Erweitert > Berechnen
Trägheitsmomente
Ix=1‘851‘524 mm4
Iy=1‘007‘333 mm4
Fläche (Bereich)
A= 2‘080 mm2
www.aschaub.ch
11-2
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 Sicherheitsfaktoren.
Für die Berechnung ist es wichtig, dass das Bauteil die richtigen physikalischen Eigenschaften, d.h. das richtige Material zugewiesen hat, aus dem es gefertigt wird. (z.B. Stahl, Aluminium etc.)
Siehe zu dazu das Video: Die erste Tacoma-Narrows-Brücke
Sie wurde 1938–1940 als Hängebrücke erbaut und stürzte nach nur vier Monaten Betriebszeit am 7. November 1940 aufgrund winderregter Schwingungen
spektakulär ein.
Mit einer Mittelspannweite von 853 Metern besass die erste Tacoma-NarrowsBrücke zum Zeitpunkt ihrer Fertigstellung die drittgrösste Spannweite einer
Hängebrücke weltweit.
www.aschaub.ch
11-3
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) Absatz für die Einleitung der Biegespannung mit
Skizze > Linie zeichnen, Extrusion t=0.1mm
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)
Netzansicht wählen
www.aschaub.ch
11-4
f)
Das Bauteil einspannen
Mit Abhängigkeiten > Fest (Festgelegte Abhängigkeit) fixieren wir die linke Stirnseite des Profils
g) Zugbeanspruchung mit Einzelkraft
Mit Lasten > Kraft (Kraftbelastung) wählen wir die
rechte Stirnseite des Profils und geben 10‘000N ein.
h) Erste Simulation
Mit Simulieren > Ausführen wird die Beanspruchung
gerechnet und farbig angezeigt.
Als Ergebnis lesen wir eine unkritische Zugspannungen von
z= 0.34 N/mm2 bis 59.5 N/mm2 ab.
Als Vergleich der Baustahl S235JR (=St 37-2)
2
hat eine Streckgrenze von etwa 240 N/mm .
Hinweis.:
2
1 MPa = 1 N/mm
Im Objektbrowser kann das Ergebnis differenziert auf Spannung, Verschiebung und Dehnung umgestellt werden! Auch können Ergebnisse wie der materialabhängige Sicherheitsfaktor abgelesen werden!
i)
Zusätzliche Druckbelastung von oben auf die kleine Fläche
2
Mit Druck von 5 N/mm (also 500 N) zusätzlich auf die kleine Fläche rechts oben simulieren wir die neue Situation mit der Netzdarstellung.
Als Ergebnis lesen wir eine hohe Beanspruchung von
z= 2.3 N/mm2 bis 376.5 N/mm2 ab.
Obiger Baustahl käme schon an seine Belastungsgrenze!!.
j)
Zusätzliche Torsionsbeanspruchung mit einem Drehmoment
Mit Drehmomentbelastung auf die Fläche rechts von
100‘000 Nmm (=100 Nm) simulieren wir die neue Situation
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.
k) Ein Bericht und eine Animation der Ergebnisse ergänzen die FEM-Analyse
www.aschaub.ch
11-5
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:
www.aschaub.ch
11-6

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





TABELLE 1
Biegebalken.ipt Statistik
40. mm
Begrenzungsrahmenmasse 20. mm
1000 mm
Auswertung, hier ein Ausschnitt aus dem Bericht:
Teilemasse
6.28 kg
Geometrie und Netz
Teilevolumen
8.e+005
mm³
Netzrelevanzeinstellung
0
Knoten
260
Elemente
21
Mit der unten aufgeführten Relevanzeinstellung wurde die Feinheit des in dieser Analyse verwendeten Netzes gesteuert. Zur Referenz: Die Einstellung -100
erzeugt ein grobes Netz, schnelle Lösungen und Ergebnisse, die eine beträchtliche Unbestimmtheit aufweisen können. Eine Einstellung von +100 erzeugt
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 ZRichtung an.
TABELLE 6
Strukturelle Ergebnisse
Ergebnisse
In der Tabelle unten sind alle strukturellen Ergebnisse der Analyse aufgeführt. 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 Entsprechung der Spannungsbruchtheorie für verformbare Materialien berechnet.
Die Spannungsgrenze wurde durch Zug-Streckgrenze des Materials angegeben.
Name
Minimum
Maximum
Vergleichsspannung 2.677 MPa 266.6 MPa
Deformation
0. mm
20.71 mm
Sicherheitsfaktor
0.7765
-
www.aschaub.ch
12-1
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 fortlaufend 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
Parametern arbeiten, dann sollten Sie das auch tun.
Und Parameter können sich gegenseitig referenzieren, d.h., in
die Spalte Gleichungen können Formeln eingetragen werden,
die Parameter beinhalten.
Dabei muss die auch 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 können, sind:
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.
www.aschaub.ch
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 Aussehen
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 Anpassungen 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 Konstruktionszeichnung mit der Exceltabelle:
> Name Blechparameter und
> Startzelle A2
www.aschaub.ch
12-3
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.
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.
Dabei kann die projizierte Geometrie bemasst werden, das Mass z. B. umbenannt und im neuen Teil mit andern Toleranzen behaftet sein.
Die Darstellung des genauen Masses kann über das Bemassungsmenü gewählt werden.
Das Anzeigeformat wird im Kontextmenü Bemassungsanzeige eingestellt.
www.aschaub.ch
12-4
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,
6. Wählen Sie im Borwser Skizze1 wiederverwenden
 das Oval wird wieder sichtbar.
www.aschaub.ch
12-5
7. Den Zahn vervielfältigenSie mit Rechteckige Anordnung, Richtung1 ist der oval Spline,
alle übrigen Werte wie abgebildet eingeben. OK.
8.
9.
10.
11.
12.
Eine neue Skizze auf den obersten Zahn legen.
Das Oval projizieren und versetzen, koinzident zum Zahn.
Zentrumsbohrung d=14 mm erzeugen,
inneres Oval (ohne Bohrung) extrudieren und
die Skizze1 unsichtbar setzten.
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.
www.aschaub.ch
12-6
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 übernommen.
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
www.aschaub.ch
12-7
>> Zum Testen ob die Parameterverbindung richtig funktioniert, geben Sie im Glasteil den Wert 30 ein:
4. Neue Variante 30 mm
a. Glasteil öffnen > fx > Wert 15 auf 30 ändern, [Fertig]
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 > Bemassungseigenschaften… >
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 > Bemassungseigenschaften… >
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 verdeckten Kanten einstellen
12. Ansicht > Halbschnitt > Ursprung x/y-Ebene
13. Die Passung wird nun sichtbar (Bild mit Pfeil).
www.aschaub.ch

Autodesk Inventor

Transcription

Similar documents

Autodesk Inventor - Mensch und Maschine

Autodesk Inventor - Mensch und Maschine

warzone ger pc manual (72pp)

AutoCAD - Unitec Informationssysteme GmbH

Mechanical und Inventor

Mittelfränkischer Schulanzeiger

BrückenBau

PKD und CBN PKD und CBN

Informationen

Zeichenhilfe für Baugesuche

Injection Februar 2012

Acrobat: 1,2 MB PDF

Doppler