Sándor Vajna Hrsg. Michael Schabacker Solid Edge 2020 für Fortgeschrittene – kurz und bündig 2. Auflage Solid Edge 2020 für Fortgeschrittene – kurz und bündig Michael Schabacker (Autor) Sándor Vajna (Hrsg.) Solid Edge 2020 für Fortgeschrittene – kurz und bündig 2., erweiterte und bearbeitete Auflage Autor Hrsg. Michael Schabacker Sándor Vajna Lehrstuhl Maschinenbauinformatik Lehrstuhl Maschinenbauinformatik Otto-von-Guericke-Universität Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Magdeburg Magdeburg, Deutschland Magdeburg, Deutschland ISBN 978-3-658-29911-8 ISBN 978-3-658-29912-5 (eBook) https://doi.org/10.1007/978-3-658-29912-5 Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen National- bibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar. © Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, ein Teil von Springer Nature 2017, 2020 Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung des Verlags. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Bearbeitungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von allgemein beschreibenden Bezeichnungen, Marken, Unternehmensnamen etc. in diesem Werk bedeutet nicht, dass diese frei durch jedermann benutzt werden dürfen. Die Berechtigung zur Benutzung unterliegt, auch ohne gesonderten Hinweis hierzu, den Regeln des Markenrechts. Die Rechte des jeweiligen Zeicheninhabers sind zu beachten. Der Verlag, die Autoren und die Herausgeber gehen davon aus, dass die Angaben und Informa- tionen in diesem Werk zum Zeitpunkt der Veröffentlichung vollständig und korrekt sind. Weder der Verlag, noch die Autoren oder die Herausgeber übernehmen, ausdrücklich oder implizit, Gewähr für den Inhalt des Werkes, etwaige Fehler oder Äußerungen. Der Verlag bleibt im Hinblick auf geografische Zuordnungen und Gebietsbezeichnungen in veröffentlichten Karten und Institutionsadressen neutral. Lektorat: Thomas Zipsner Springer Vieweg ist ein Imprint der eingetragenen Gesellschaft Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH und ist ein Teil von Springer Nature. Die Anschrift der Gesellschaft ist: Abraham-Lincoln-Str. 46, 65189 Wiesbaden, Germany Vorwort Am Lehrstuhl für Maschinenbauinformatik der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg werden Studierende seit über 25 Jahren an führenden 3D-CAx-Syste- men ausgebildet. Da sich dieses Lehr- und Arbeitsbuch an Studierende und Ingenieure wendet, die bereits Erfahrungen mit der Modellierung in Solid Edge haben, wird daher als Ein- stieg eine Klausuraufgabe zur Wiederholung der Grundfertigkeiten aus dem Ein- steigerbuch Solid Edge 2019 für Einsteiger – kurz und bündig gewählt (Kapitel 1). Anschließend erfolgt die Blechteilmodellierung (Kapitel 2), in der zusätzlich ein selbstständiger Übungsteil eingearbeitet wurde, so dass diese Blechteile und weite- re Bauteile sich zu einer Siloanlage in der Schweißbaugruppe zusammenbauen las- sen und mit Schweißfeatures versehen werden (Kapitel 3). Danach erfolgt die Frei- formmodellierung (Kapitel 4), in der Baugruppenumgebung die Rohrerstellung mit XpresRoute an der Siloanlage (Kapitel 5) und Kabelbaumerstellung mit Harness Design an einem Cinch-Kabel (Kapitel 6). Ein weiterer inhaltlicher Übungsblock betrifft die Parametrisierung von Einzelteilen (Kapitel 7), die die Basis zur Erstel- lung von Teilefamilien (Kapitel 8), Baugruppenfamilien (Kapitel 9) und User De- fined Features (Kapitel 10) bildet. Neu hinzugekommen ist in dieser Auflage die Erstellung von Formelementen durch das Engineering Reference Feature anhand des Beispiels eines Stirnradpaares (Kapitel 11). Für die konstruktionsbegleitende Simulation werden Anregungen zur Benutzung der FEM an der Siloanlage, einem einfachen Stab, Doppel-T-Träger, dünnwandigen Bauteilen und Temperaturmes- sung (ebenfalls neu in dieser Auflage) gegeben (Kapitel 12). Die Anwendung des Moduls Explosion – Rendern – Animation mit der zuvor erstellten Siloanlage in der Baugruppenumgebung rundet das Fortgeschrittenen-Buch ab (Kapitel 13). Besonderer Dank der Autoren gilt Frau Celine Spellerberg für die kritische Durch- sicht dieser Auflage, Herrn Justin-Patrick Heiß für die Aufbereitung der Enginee- ring Reference Formelemente und der FEM-Temperaturmessung sowie Herrn Thomas Zipsner, Frau Ellen-Susanne Klabunde und allen beteiligten Mitarbeitern des Springer Vieweg Verlags, Lektorat Maschinenbau für die konstruktive und freundliche Zusammenarbeit. Natürlich sind die Autoren dankbar für jede Anre- gung aus dem Kreis der Leser bezüglich Inhalt, Darstellung und Reihenfolge der Modellierung mit Solid Edge. Magdeburg, im Februar 2020 Dr.-Ing. Dipl.-Math. Michael Schabacker Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Sándor Vajna Inhaltsverzeichnis Vorwort ............................................................................................................... V 1 Einführung ................................................................................................. 1 1.1 Grundlegende Begriffe ...................................................................... 1 1.2 Starten von Solid Edge für 3D-Modellierung ................................... 2 1.3 Anwendungen in Solid Edge 2020 .................................................... 2 1.4 Solid Edge-Benutzungsoberfläche .................................................... 4 1.5 Klausur: Modellieren der Spannrolle ................................................ 6 1.5.1 Modellieren der Grundplatte (17 Punkte) ............................. 7 1.5.2 Modellieren des Lagerbocks (17 Punkte) ............................. 7 1.5.3 Modellieren der Riemenscheibe (13 Punkte) ....................... 7 1.5.4 Modellieren der Schraube (6 Punkte) ................................... 8 1.5.5 Modellieren der Welle (3 Punkte) ........................................ 8 1.5.6 Zusammenbau (24 Punkte) ................................................... 8 1.5.7 Zeichnungserstellung Zusammenbau (19 Punkte) ............... 9 1.5.8 Technische Zeichnungen ...................................................... 9 2 Blechteilmodellierung (Sheet Metal) ........................................................ 16 2.1 Modellieren des Bolzens ................................................................... 16 2.1.1 Modellieren des Bolzenkopfes ............................................. 17 2.1.2 Modellieren des Bolzenschafts ............................................. 17 2.1.3 Erstellen der Zeichnung ........................................................ 17 2.2 Modellieren des Oberteils ................................................................. 17 2.2.1 Einstellen der Teileigenschaften ........................................... 18 2.2.2 Modellieren der Lasche ........................................................ 20 2.2.3 Modellieren einer Seite ......................................................... 21 2.2.4 Einfügen der Bohrungen ....................................................... 23 2.2.5 Spiegeln des Konturlappens ................................................. 23 2.2.6 Erstellen der Zeichnung ........................................................ 24 2.3 Modellieren des Unterteils ................................................................ 24 2.3.1 Einstellen der Teileigenschaften ........................................... 25 2.3.2 Modellieren der Lasche ........................................................ 25 2.3.3 Modellieren einer Seite ......................................................... 25 2.3.4 Fertigstellen des Teiles ......................................................... 27 2.3.5 Erstellen der Zeichnung ........................................................ 27 2.4 Zusammenbau der einzelnen Komponenten ..................................... 27 2.4.1 Einfügen des Unterteils ......................................................... 27 2.4.2 Einfügen des Oberteils .......................................................... 28 VIII Inhaltsverzeichnis 2.4.3 Einfügen des Bolzens ............................................................ 28 2.4.4 Erstellen der Zusammenbauzeichnung ................................. 28 2.5 Abwickeln des Unter- und Oberteils ................................................. 28 2.6 Basisbleche der Siloanlage ................................................................ 29 2.7 Kontrollfragen ................................................................................... 33 3 Modellierung einer Schweißbaugruppe (Weldment) ............................. 34 3.1 Einzelteile der Siloanlage .................................................................. 34 3.2 Grundlagen einer Schweißnaht in Solid Edge .................................. 35 3.3 Erstellen einer Schweißkonstruktion ................................................. 38 3.4 Erzeugen einer Fugennaht ................................................................. 39 3.5 Erzeugen einer Kehlnaht ................................................................... 40 3.6 Erzeugen einer unterbrochenen Schweißnaht ................................... 41 3.7 Erzeugen einer umlaufenden Fugennaht ........................................... 42 3.8 Kontrollfragen ................................................................................... 44 4 Freiformmodellierung mit Splines ........................................................... 45 4.1 Erzeugen eines Sattels mit Splines .................................................... 45 4.1.1 Generieren und Spiegeln der Tabellenkurven ...................... 47 4.1.2 Generieren der Verbindungskurven (Eigenpunktkurven) .... 48 4.1.3 Erzeugen der geführten Fläche ............................................. 50 4.1.4 Prüfen der Symmetrie ........................................................... 51 4.1.5 Trimmen einer Fläche ........................................................... 51 4.1.6 Spiegeln und Vernähen der Fläche ....................................... 52 4.1.7 Verstärken der Fläche ........................................................... 53 4.1.8 Einfügen der Bohrungen und Verrunden der Kanten ........... 54 4.2 Modellieren eines Pokals .................................................................. 54 4.2.1 Erzeugen von parallelen Ebenen und Skizzen ...................... 55 4.2.2 Erzeugen einer geführten Ausprägung mit einer Leitkurve 56 4.2.3 Erzeugen einer geführten Ausprägung mit zwei Leitkurven 58 4.2.4 Erzeugen einer geführten Ausprägung ohne Leitkurven (Übergangsausprägung) ........................................................ 59 4.3 Erzeugen einer Feder (Schraubenfläche) .......................................... 59 4.4 Zusammenbau einer Federbaugruppe ............................................... 61 4.4.1 Erstellen des Blechteils ......................................................... 62 4.4.2 Einfügen des Blechteils ........................................................ 63 4.4.3 Einfügen der Feder ................................................................ 63 4.4.4 Einfügen des zweiten Blechteils ........................................... 65 4.5 Kontrollfragen ................................................................................... 65 Inhaltsverzeichnis IX 5 Rohrerstellung (XpresRoute) ................................................................... 66 5.1 Erstellen von Rohren mittels automatischer Rohrpfaderstellung ..... 66 5.2 Erstellen von Rohren mittels manueller Rohrpfaderstellung ............ 68 5.3 Erstellen der restlichen Rohre ........................................................... 69 5.4 Kontrollfragen ................................................................................... 70 6 Kabelbaumerstellung (Harness Design) .................................................. 71 6.1 Konstruktion der Cinch-Anschlüsse ................................................. 71 6.2 Erstellen eines Drahtes ...................................................................... 72 6.3 Erstellen eines Kabels ....................................................................... 74 6.4 Erstellen eines Bündels ..................................................................... 75 6.5 Kontrollfragen ................................................................................... 76 7 Parametrisierung von Einzelteilen ........................................................... 77 7.1 Grundlegende Parametrisierung einer Hülse .................................... 78 7.2 Parametrisierung einer Hülse mit Unterdrückungsvariable .............. 79 7.3 Verknüpfung von Parametern in einer Baugruppe ............................ 81 7.4 Kontrollfragen ................................................................................... 82 8 Erstellung von Teilefamilien (Part Families) .......................................... 83 8.1 Parametrisieren des Silos .................................................................. 83 8.2 Erzeugen und Ablegen von einzelnen Varianten .............................. 84 8.3 Erstellen einer Zeichnung für eine Teilefamilie ................................ 85 8.4 Kontrollfragen ................................................................................... 86 9 Erstellung von Baugruppenfamilien ........................................................ 87 9.1 Erzeugen und Ablegen von einzelnen Varianten .............................. 87 9.2 Kontrollfragen ................................................................................... 89 10 User Defined Features (UDF) ................................................................... 90 10.1 Erstellen eines User Defined Features .............................................. 90 10.2 Verwenden des User Defined Features ............................................. 92 10.3 Kontrollfragen ................................................................................... 93 11 Engineering Reference Formelemente .................................................... 94 11.1 Parameter des Stirnradpaares ............................................................ 94 11.2 Erzeugen des Stirnradpaares ............................................................. 94 X Inhaltsverzeichnis 12 Konstruktionsbegleitende Simulation (FEM) ......................................... 98 12.1 Grundlagen ........................................................................................ 98 12.2 Preprocessing in Solid Edge .............................................................. 100 12.3 Postprocessing in Solid Edge ............................................................ 103 12.4 Optimierung in Solid Edge ................................................................ 104 12.5 FEM an einem Doppel-T-Träger ....................................................... 107 12.5.1 Teilen von Flächen ................................................................ 107 12.5.2 FEM-Analyse eines Doppel-T-Trägers ................................ 109 12.6 FEM mit Schalenelemente ................................................................ 111 12.7 Temperaturmessung mit FEM ........................................................... 114 12.8 Kontrollfragen ................................................................................... 120 13 Explosion – Rendern – Animation (ERA) ............................................... 121 13.1 Erstellen einer Explosionsansicht ..................................................... 121 13.2 Rendern von Bilder mit KeyShot ...................................................... 122 13.2.1 Benutzungsoberfläche von KeyShot ..................................... 123 13.2.2 Erstellen einer Szene in KeyShot ......................................... 123 13.3 Erstellen einer Animation .................................................................. 125 13.4 Kontrollfragen ................................................................................... 127 Musterlösungen ................................................................................................ 128 Lösungen zu Kontrollfragen in Kapitel 2 .................................................... 128 Lösungen zu Kontrollfragen in Kapitel 3 .................................................... 129 Lösungen zu Kontrollfragen in Kapitel 4 .................................................... 130 Lösungen zu Kontrollfragen in Kapitel 5 .................................................... 131 Lösungen zu Kontrollfragen in Kapitel 6 .................................................... 131 Lösungen zu Kontrollfragen in Kapitel 7 .................................................... 132 Lösungen zu Kontrollfragen in Kapitel 8 .................................................... 132 Lösungen zu Kontrollfragen in Kapitel 9 .................................................... 133 Lösungen zu Kontrollfragen in Kapitel 10 .................................................. 134 Lösungen zu Kontrollfragen in Kapitel 12 .................................................. 134 Lösungen zu Kontrollfragen in Kapitel 13 .................................................. 135 Literaturverzeichnis ............................................................................................ 136 Sachwortverzeichnis ........................................................................................... 137 1 Einführung Dieses Buch gilt als Fortsetzung zu Solid Edge 2019 für Einsteiger – kurz und bündig [Scha-2019]. Das Einführungskapitel gliedert sich in mehrere Abschnitte. Es werden die verwendeten, grundlegenden Begriffe und die Benutzungsober- fläche von Solid Edge wiederholt. Als Einstieg werden einige Funktionalitäten be- züglich Volumenmodellierung, Zusammenbau und Zeichnungserstellung aus dem Einsteigerbuch [Scha-2019] in Form einer Klausur wiederholt. Zu den im Einstei- gerbuch besprochenen Funktionalitäten haben sich für die Anwendung in Solid Edge 2020 keine Änderungen ergeben. In den folgenden Kapiteln werden weiterführende Funktionen gezeigt, die den Konstruktionsprozess erleichtern und verbessern. Um alle gezeigten Funktionen zu nutzen, wird die Installation von Microsoft Excel vorausgesetzt. Es werden alle Excel-Versionen ab 2007 unterstützt. In den folgenden Kapiteln bildet eine kurze Zusammenstellung einfacher Kontroll- fragen den Abschluss. Diese dienen dem Anwender als Selbstkontrolle zum ver- mittelten Inhalt des Kapitels. 1.1 Grundlegende Begriffe Button Taste Doppelklick Zweifache Betätigung einer Maustaste (Erläuterung) Erläuterung einer Aktion zum besseren Verständnis Funktion Modellierungsfunktion (siehe Bildschirmaufteilung) Selektieren Auswählen eines Geometrieobjektes mit der Maus Vorgabewert Vorgegebener Wert, der verändert werden kann <Wert> Tastatureingabe eines Zahlenwertes <“Wert“> Tastatureingabe der Zeichenkette „Wert“  Trennung zwischen zwei Aktionen / Kurzform für „oder“ Gruppe Zusammenfassung von Buttons (Funktionalitäten) in der Symbolleiste Reiterkarte Sortier- und Navigationshilfe, die der weiteren Unterteilung von Dialogen dient Return-Taste © Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, ein Teil von Springer Nature 2020 M. Schabacker, Solid Edge 2020 für Fortgeschrittene – kurz und bündig, https://doi.org/10.1007/978-3-658-29912-5_1