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Parametrische Konstruktion mit CATIA V5

Methoden und Strategien für den Fahrzeugbau

Autor	Michael Brill
Verlag	Carl Hanser Fachbuchverlag
Erscheinungsjahr	2009
Seitenanzahl	433 Seiten
ISBN	9783446420014
CD zum Buch	1
Format	PDF
Kopierschutz	Wasserzeichen/DRM
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	47,99 EUR

Dieses Grundlagen- und Praxisbuch entstand auf Basis der von DaimlerChrysler für CATIA V5 entwickelten Konstruktionsmethodik im Fahrzeugbau. Die vorgestellten Methoden sind generell für den Einsatz in der Automobilbau- und Zulieferbranche geeignet. Die hier vorliegende 2. Auflage wurde vollständig auf R18 / R19 aktualisiert und im Umfang stark erweitert. Ziel dieses weiterführenden Methodenbuches ist die Vermittlung von effektiven Methoden für den praktischen Aufbau von Bauteilen. Eine allgemein gültige Konstruktionsmethodik umfasst die Themen Bauteilanalyse, Strukturierung, Datenqualitätsoptimierung und Gestaltungsregeln. Spezielle Konstruktionsmethoden befassen sich mit der Modellierung von Tiefziehteilen, Gussteilen und Tiefziehwerkzeugen. Das Buch eignet sich zum Selbststudium und ermöglicht somit einer breiten Anwenderschaft, sich an den aktuellen Anforderungen der Industrie zu orientieren. Auf der beiliegenden CD-ROM befinden sich praxisnahe Beispiele von parametrisch-assoziativ aufgebauten Fahrzeugteilen, basierend auf CATIA V5 R16.

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Blick ins Buch

Inhaltsverzeichnis

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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