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Parametrische Konstruktion mit CATIA V5 - Methoden und Strategien für den Fahrzeugbau
Vorwort zur zweiten Auflage
6
Vorwort
8
Inhalt
10
1 Einführung
16
1.1 CAD-Systemkonzepte
16
1.1.1 Funktionale Konstruktion
16
1.1.2 Parametrisch-assoziative Konstruktion
17
1.1.3 Elementlogik
17
1.1.4 Featurelogik
18
1.1.5 Vergleich
18
1.2 CATIA V5-Systemkonzept
19
1.2.1 Option Hybriddesign
20
1.2.2 Datentypen
20
1.2.3 Geometrieelemente
20
1.2.4 Feature
21
1.2.5 Strukturierungselemente
21
1.2.6 Strukturbäume
22
1.3 Ziele
23
1.3.1 Komplexitätsreduzierung
23
1.3.2 Effizienzsteigerung
25
1.3.3 Datenqualitätsoptimierung
26
1.4 Randbedingungen
27
1.4.1 Systemtechnik
27
1.4.2 Anwender
27
1.4.3 Prozess
28
1.4.4 Packaging
29
1.4.5 Berechnung
29
1.4.6 Werkzeugbau
29
1.4.7 Fertigungsverfahren
30
2 Objektorientierte Methoden
31
2.1 Entwurfsprozess
31
2.2 Objekte
32
2.3 Abstraktion
32
2.4 Problemkapselung
32
2.5 Hierarchieerstellung
33
2.6 Modularisierung
33
3 Allgemeine Konstruktionsmethodik
34
3.1 Bauteilanalyse
36
3.1.1 Form- und Begriffsuche
37
3.1.2 Direkte Analyse
38
3.1.3 Strukturierung
42
3.1.4 Beispiele
43
3.2 Unterstrukturen
47
3.2.1 Aufbau
48
3.2.2 Eigenschaften
52
3.3 Konzeptgeometrie
53
3.3.1 Positionspunkte
54
3.3.2 Konzeptebenen
55
3.3.3 Konzeptkurven
57
3.4 Zusammenbaustruktur
67
3.4.1 Größenorientierung
67
3.4.2 Abstrahierung
67
3.4.3 Strukturierung bei Solids
69
3.4.4 Mehrfachverwendung
69
4 Startmodell Bauteil
70
4.1 Konzepte
70
4.2 Startmodellstruktur
73
4.2.1 Bauteil in Konstruktionslage
76
4.2.2 Standards und Informationen
78
4.2.3 Bauteildefinition flächenbasiert
79
4.2.4 Beispiele
80
5 Datenqualität
82
5.1 Stetigkeiten
82
5.1.1 Derivativa-Effekte
83
5.2 Segmentierung
85
5.2.1 Segmente und Toleranzen
87
5.3 Referenzfläche und Leitkurve
88
5.3.1 Verhalten
89
5.3.2 Regeln
89
5.4 Kurvenglättung
95
5.4.1 Kurvenapproximierung
97
5.4.2 Entfernung von Minimalradien
100
5.5 Methode und Datenmenge
103
5.5.1 Segmentierung
103
5.5.2 Systemverhalten
104
5.5.3 Einfluss der Methodik
107
5.5.4 Vergleich der Methoden
110
5.5.5 Einfluss über Entwicklungszeit
111
5.5.6 Dateigrößen V5/V4
111
5.6 Bauteiloptimierung
112
5.6.1 Passive Optimierung
112
5.6.2 Aktive Optimierung
112
6 Gestaltungsregeln für Flächen
114
6.1 Primitivlösungen
114
6.1.1 Aufbau
114
6.1.2 Exakte Herleitung
114
6.1.3 Messen und Annähern
114
6.2 Variable Kantenverrundung
115
6.3 Profilerweiterung
122
6.4 Formerweiterung
124
6.5 Profilsplittung
127
6.6 Referenzflächen und Aufbauebenen
130
6.7 Tangentiale Ersatzflächen
132
6.8 Dimensionierung
134
6.9 3D-/2D-Reduzierung
136
7 Gestaltungsregeln für Körper
140
7.1 Entformungsschrägen und Ausrundungen
140
7.2 Detaillierung am Objekt
142
7.3 Zusammenbau-Ausrundungen
145
7.4 Negativ-Negativ-Methode
148
7.4.1 Konservative Vorgehensweise
149
7.4.2 Prinzip
150
7.4.3 Update-Stabilität
151
7.4.4 Unterstützung des Fertigungsprozesses
152
7.4.5 Zugänglichkeit beim Konstruieren
153
8 Konstruktion Tiefziehteile
154
8.1 Anforderungen
154
8.2 Begriffe
154
8.3 Fahrzeugkoordinaten und Bezugssysteme
155
8.4 Externe Vorgaben
155
8.5 Tiefziehrichtung
156
8.6 Entformbarkeit
157
8.7 Tiefziehoptimierung
158
8.8 Ausrundungen
160
8.8.1 Verrundungsreihenfolge
161
8.8.2 Tiefziehbarkeit und Festigkeit
162
8.8.3 Werkzeugkonstruktion
163
8.8.4 Minimaler Radius
164
8.8.5 Räumliche Krümmung
164
8.8.6 Radius und Materialstärke
166
8.9 Verprägungen
169
8.9.1 Positionspunkte
169
8.9.2 Aufbau
170
8.9.3 Verprägungstypen
171
8.9.4 Formoptimierung
175
8.9.5 Wandanschluss
176
8.9.6 Abflachung
177
8.9.7 Kombination
178
8.10 Standardverprägungen
180
8.10.1 Flanschauge
180
8.10.2 Diabolo
181
8.11 Aussparungen
183
8.12 Flansche
185
8.12.1 Flanschtypen
186
8.12.1.1 Anflanschen
186
8.12.1.2 Offsetflansch
187
8.12.1.3 Profilaufsplittung
188
8.12.1.4 Abstellungen
189
8.12.2 Ersatzumgebung
191
8.12.3 Flanschverprägung
193
8.12.4 Toleranzausgleich
196
8.12.5 Reibende Radien
197
8.13 Löcher
199
8.14 Beschnitte
201
8.14.1 Anforderungen
201
8.14.2 Kurvenbasiert
203
8.14.3 Flächenbasiert
205
8.14.4 Hauptbeschnitt
206
8.14.5 Aussparungen
207
8.14.6 Freischnitte
208
8.14.7 Abstellungen
210
8.14.8 Verallgemeinerung
211
8.15 Falze
212
8.16 Bauteil mit Vorspannung
227
8.16.1 Anforderungen
227
8.16.2 Shape Morphing
227
8.16.3 Türbiegung
230
8.16.4 Verformungsvorgaben
230
8.16.5 Arbeitsschritte
231
8.16.6 Datenqualitätsprüfung
231
8.17 Designflächen
232
8.18 Sichtflächen
234
8.18.1 Ausrundungen und Übergänge
234
8.18.2 Konturen mit Krümmungssprüngen
235
8.18.3 Krümmungsverlauf
235
9 Konstruktion Strangpressprofile
236
9.1 Anforderungen
236
9.2 Übersicht der Methoden
238
9.3 Flächenbasierter Profilaufbau
239
9.3.1 Erstellung der Profilkurven und -flächen
239
9.3.2 Aufteilung des Profils in Bereiche
241
9.3.3 Profile mit internen Kontaktflächen
243
9.4 Solidbasierter Profilaufbau
244
9.4.1 MultiSectionSolid
244
9.4.2 Ribs
246
9.5 Anwendungsfälle
247
9.5.1 Konstante Querschnitte
247
9.5.2 Variabler Querschnitt
247
10 Konstruktion Gussteile
248
10.1 Begriffe
248
10.2 Gusstechnische Gestaltung
249
10.3 Kategorien von Gussbauteilen
250
10.3.1 Schalenbauteile
250
10.3.2 Vollkörperbauteile
251
10.4 Entformung
251
10.4.1 Entformungswinkel
251
10.4.2 Entformung in Hauptachsenrichtung
252
10.4.3 Maximale Projektionsfläche
253
10.5 Entformungsrichtung und Referenzachsen
254
10.5.1 Schalen- oder Vollmaterialentformung
255
10.6 Einschalige Bauteile
256
10.6.1 Flächenbasierter Aufbau
256
10.6.2 Volumenartige Ergänzungen
257
10.6.3 Trennfläche
258
10.7 Mehrschalige Bauteile
260
10.7.1 Analyse der Bauteilfunktionen
261
10.7.2 Formkörper erstellen
262
10.7.3 Formkörper begrenzen
262
10.7.4 Schalenkörper erstellen
264
10.8 Ableitung der Kerne und Schieber
266
10.8.1 Innenform als Abzugskörper
266
10.8.2 Abzugskörper aus Formkörper
267
10.8.3 Bewertung der Features
268
10.8.4 Abzugskörper mit Schalenfeature
270
10.8.5 Strukturbaum
271
10.8.6 Nutzung verlinkter Kopien
272
10.9 Werkzeugteilung und Entformung
273
10.9.1 Aufteilung Außen- und Innenform
273
10.9.2 Festlegung der Funktionsflächen
274
10.9.3 Aufteilung der Formkörper
275
10.9.4 Aufteilung des Werkzeugs
276
10.10 Befestigungsaugen
279
10.11 Verstärkungsrippen
283
10.11.1 Konzeptvorgaben
283
10.11.2 Höhenbegrenzung
284
10.11.3 Rippengrundkörper
284
10.11.4 Entformungsschrägen
285
10.11.5 Rippenausrundung
286
10.11.6 Gestaltung der Rippenknoten
288
10.11.7 Wabenformverrippung
291
10.11.8 Rippenverlauf entlang einer Wand
294
10.12 Lokale Aufdickungen
300
10.13 Variable Wandstärken
302
11 Konstruktion Gussteile mit FMP
306
11.1 Allgemein
306
11.2 Eigenschaften
307
11.3 Toolbar-Übersicht
312
11.4 Strukturierung mit FMP
315
11.4.1 Strukturierungselemente
315
11.4.2 Strukturierungsmöglichkeiten
316
11.4.3 Arbeitsweisen der FMP-Features
317
11.4.4 Ziele einer Strukturierungsmethodik
319
11.4.5 Strukturierungsmethodik
319
11.4.6 Integration in bisherige Methodik
320
11.5 Gestaltung der Entformung
322
11.5.1 Wandstärke und Schalenöffnung
322
11.5.2 Vollkörper
323
11.5.3 Schalenkörper geschlossen
324
11.5.4 Schalenkörper offen
325
11.5.5 Aufbau mit mehreren Kernen
326
11.6 Formgestaltung der Kunststoffschalen
330
11.6.1 Flächenartige Formgestaltung
330
11.6.2 Räumliche Formgestaltung
333
11.7 Bauteil mit mehreren Kernen/Schiebern
336
11.7.1 Außenform erstellen
336
11.7.2 Schalenkörper erstellen
337
11.7.3 Aufteilung der Kerne definieren
338
11.8 Rippenkonstruktion
339
11.8.1 Anwendungsbeispiel
339
11.8.2 Feature Reinforcement
340
11.8.2.1 Automatische Begrenzung desRippenkörpers
341
11.9 Rundsicken
342
11.9.1 Anwendungsbeispiel
342
11.9.2 Shellable Feature nur mit offenen Verlaufskonturen
342
11.10 Flanschkonstruktion
344
11.10.1 Einschalige Bauteile
344
11.10.2 Mehrschalige Bauteile
345
11.11 Schraubbefestigungen
345
11.11.1 Lochverstärkung
345
11.11.2 Freilegung
347
11.12 Ausrundungen
348
11.12.1 Ausrundungsfeature
348
11.12.2 Ausrundungsmethodik
348
11.12.3 FMP – Option: Intersection radius
349
11.12.4 FMP – Feature Edge Fillet
350
11.12.5 FMP – Functional Edge Fillet
351
11.12.6 Part Design - Intersection fillet
352
11.12.7 Ausrundung einer importierten FMP-Konstruktion
353
11.12.8 Zusammenbau bei importierter FMP-Konstruktion
353
11.12.9 Vollkörperaufbau mit Reduzierung zur Schale
355
12 Konstruktion Ziehwerkzeuge
356
12.1 Anforderungen
356
12.2 Begriffe
358
12.3 Einführung
360
12.4 Startmodell
364
12.5 Aufarbeitung der Rohbauteile
368
12.6 Externe Vorgaben
371
12.7 Bauteilpositionierung
373
12.8 Platinentrennung
374
12.9 Ziehzarge
376
12.10 Abklappungen
377
12.11 Überbiegung
383
12.12 Ankonstruktion
386
12.12.1 Formerweiterung
386
12.12.2 Verdrängungskörper
387
12.12.3 Tangentiale Ankonstruktionen
388
12.12.3.1 Beschnittkurven
390
12.12.3.2 Anschlusskurve
393
12.12.3.3 Anschlussfläche
398
12.12.3.4 Verbindungsfläche
400
12.13 Ziehköpfe
409
12.13.1 Profilverlängerung
409
12.13.2 Profilaufweitung
411
12.13.3 Profilabschluss
414
12.14 Ziehwulst
416
12.15 Zargenverrundung
418
12.16 Eckausrundungen
420
12.17 Blechfluss
421
12.18 Stempel und Matrize
422
12.19 Beschnittmesser
423
13 Literaturverzeichnis
426
Index
428
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