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E-Book

Inventor 2019

Grundlagen und Methodik in zahlreichen Konstruktionsbeispielen

Autor	Günter Scheuermann, Patrick Klein, Thorsten Tietjen
Verlag	Carl Hanser Fachbuchverlag
Erscheinungsjahr	2018
Seitenanzahl	589 Seiten
ISBN	9783446457133
Format	PDF
Kopierschutz	Wasserzeichen/DRM
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	39,99 EUR

Grundlagen und Methodik der 3D-Konstruktion mit Autodesk Inventor
Dieses Standardwerk in nun sechster, vollständig überarbeiteter Auflage bietet einen umfassenden Einstieg in das CAD-System Autodesk Inventor und eignet sich hervorragend zum Selbststudium oder als unterrichtsbegleitende Lektüre. Darüber hinaus dient es auch fortgeschrittenen Anwenderinnen und Anwendern als praxisnahes Kompendium.
Auf Basis von Inventor 2019 führen die Autoren Sie in die Methodik der 3D-Konstruktion ein. Sie lernen die Grundlagen der Programmbedienung und alle wichtigen Programmfunktionen kennen. Anhand illustrierter Beispiele werden einzelne Konstruktionsschritte bis hin zur vollständigen digitalen 3D-Modellierung erläutert. Folgende Themen erwarten Sie:
- Erstellung von 2D- und 3D-Skizzen
- Bauteil- und Baugruppenmodellierung
- Technische Zeichnungen (inkl. Ansichten, Bemaßung und Stücklistenerzeugung)
- Visualisierung/Präsentation (inkl. Animation)
- Datenaustausch (Import und Export)
- Prüf- und Analysewerkzeuge (Simulation)
- Konstruktionsassistenten und Möglichkeiten zur Konstruktionsautomatisierung
- Inventor-Arbeitsbereiche (Schweißumgebung, Rohre & Leitungen, Kabel & Kabelbäume, Formenbau, Blechmodul, Kunststoffteile, 3D-Druck)
Zusätzlich bieten Ihnen übergreifende Übungsbeispiele die Möglichkeit, Ihr Wissen zu vertiefen, und zeigen Ihnen ein breites Spektrum an 3D-Arbeitstechniken. Sämtliche Beispiel- und Übungsdateien stehen im Internet zur Verfügung.

Dipl.-Ing. Thorsten Tietjen arbeitet am Institut für integrierte Produktentwicklung (BIK) der Universität Bremen.

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Inhaltsverzeichnis

Inhalt	6
TEIL I – Learning by Doing	18
1 Einführung	20
1.1 Der Aufbau dieses Buches	21
1.2 Installation von Inventor	22
2 Grundlagen der Programmbedienung	24
2.1 Die Arbeitsumgebung für ein neues Bauteil	26
2.1.1 Strukturbaum (Objekt-Browser)	27
2.1.2 Die Statusleiste	28
2.1.3 Multi-Funktionsleiste (MFL)	29
2.2 Ansichten steuern und bearbeiten	29
2.2.1 Zoom und Pan	29
2.2.2 Der ViewCube	30
2.2.3 Funktionsleiste zum Steuern der Ansicht	30
2.2.3.1 Freier Orbit, freies Drehen einer Ansicht	31
2.2.3.2 Zoomen	31
2.3 Modellansichten aktualisieren	32
2.4 Elemente auswählen bzw. markieren	34
2.5 Das Kontextmenü (rechte Maustaste)	35
3 Inventor-Probefahrt – ein Rollenständer	36
3.1 Für wen und warum	36
3.2 Das Produkt »Rollenständer«	37
3.3 Ein Projekt erstellen	38
3.4 Die Baugruppe »Ständer« erstellen	39
3.5 Bauteil »Grundplatte« erstellen	40
3.5.1 Mit der Konstruktion eines Bauteils starten	40
3.5.2 Eine 2D-Skizze für die »Grundplatte« erstellen	41
3.5.2.1 Konzentrische Kreise erstellen	41
3.5.2.2 Linien in radialer Anordnung erzeugen	42
3.5.2.3 Linien bis zum Kreisrand stutzen	44
3.5.2.4 Abhängigkeiten kontrollieren und neu vergeben	44
3.5.2.5 Bemaßen der aufgespannten Winkel	46
3.5.2.6 Segmente vervielfältigen und Muster verwenden	46
3.5.2.7 Skizze beenden	47
3.5.3 3D-Bauteil aus der Skizze durch Extrusion erzeugen	48
3.5.4 Abrunden und Anfasen der Bauteilkanten	48
3.5.5 Nut (Langloch) für die Rippen einbringen	50
3.5.6 Nuten vervielfältigen (Muster verwenden)	53
3.5.7 Auswahl eines Materials für die fertige Grundplatte	53
3.6 Die Baugruppe »Ständer« erstellen	56
3.7 Neue Baugruppenkomponenten im Kontext einer Baugruppe anlegen	58
3.8 Die Rippe in der Baugruppe erstellen	65
3.8.1 Die Extrusion der Rippe	68
3.8.2 Zapfen an den Enden der Rippe anbringen	68
3.8.3 Vervielfältigen der Rippe auf Komponentenebene	70
3.9 Ein Bauteil nachträglich weiterbearbeiten	70
3.10 Eine fotorealistische Ansicht erzeugen	74
3.11 Die Baugruppe »Schiebeteil«	75
3.12 Das Schieberohr konstruieren	75
3.13 Anlegen der Baugruppen-Datei (.iam) »Schiebeteil«	78
3.14 Konstruieren rotationssymmetrischer Teile	82
3.15 Bohrungen in die Traverse einbringen	86
3.16 Einfügen von Normteilen (Schrauben und Muttern)	89
3.17 Erstellen des Bauteils »Rolle« als Drehteil	93
3.18 Die Baugruppe »Schiebeteil« vervollständigen	96
3.19 Der »Rollenständer« wird zusammengebaut	97
3.20 Ableiten von Zeichnungen und Präsentationen	101
3.20.1 Die Einzelteilzeichnung	101
3.20.2 Eine Explosionsdarstellung erstellen	107
3.20.3 Die Zeichnung mit einer Stückliste ergänzen	109
3.21 Fazit	110
TEIL II – Anwendungsbereiche und Funktionen	112
4 Skizzen und Arbeitselemente	114
4.1 Arbeitselemente	114
4.1.1 Die Ursprungsgeometrie	115
4.1.2 Die Befehlsgruppe Arbeitselemente	116
4.1.3 Koordinatensysteme	119
4.2 Grundsätze einer Skizzenerstellung	120
4.3 Skizzenumgebung öffnen	122
4.4 Einstellungen für das Arbeiten mit Skizzen	123
4.5 2D-Skizzen	127
4.5.1 Profilskizzen	127
4.5.2 Pfadskizzen	128
4.6 Die Geometrieelemente der Skizze	128
4.6.1 Standardlinien	129
4.6.2 Konstruktionslinien	129
4.6.3 Mittellinien, Mittel- und Skizzierpunkte	130
4.6.4 Spline, Ellipse, Rechteck, Langloch und weitere Skizzenelemente	130
4.6.5 Text in Skizzen einfügen	133
4.6.6 Linien umformatieren	133
4.6.7 Geometrie projizieren – Referenzgeometrien	134
4.6.8 Muster – mehrfache Anordnung von Elementen	136
4.6.8.1 Rechteckige Anordnung	136
4.6.8.2 Runde Anordnung	137
4.6.8.3 Spiegeln	138
4.6.9 Blockgeometrie	138
4.7 Genaues Positionieren beim Zeichnen	139
4.8 Elemente in Skizzen bemaßen	139
4.8.1 Ausgerichtete Bemaßung	140
4.8.2 Getriebene Bemaßung	140
4.8.3 Toleranzangaben	141
4.8.4 Bemaßungsanzeige	142
4.9 2D-Abhängigkeiten in Skizzen erstellen	143
4.9.1 Absolute Abhängigkeiten	143
4.9.2 Geometrische Abhängigkeiten	144
4.10 Automatisch vergebene Abhängigkeiten	144
4.11 Abhängigkeiten ein- und ausblenden	146
4.12 Konturen in Skizzen ändern	147
4.12.1 Verschieben, Kopieren und Drehen	148
4.12.2 Stutzen, Dehnen und Trennen	149
4.12.3 Skalieren, Gestreckt und Versatz	150
4.12.4 Rundung und Fasen	151
4.13 Maße mit Formeln oder Wertetabellen verknüpfen	151
4.13.1 Die Parametrik des Systems	151
4.13.2 Maße mit Formeln verknüpfen	152
4.13.3 Maße mit einer Wertetabelle verknüpfen	153
4.13.3.1 Erstellen und Verknüpfen der Wertetabelle	155
4.13.3.2 Steuern des CAD-Modells über die Tabelle	156
4.14 Mehrfache Skizzenverwendung	158
4.14.1 Verwendung in anderen Bauteil-Dateien	158
4.14.2 Mehrfachverwendung innerhalb eines Bauteils	158
4.14.3 Die Skizzen-Ableitung aus anderen Bauteilen	159
4.15 3D-Skizzen	160
4.15.1 Eine Stützkonstruktion erstellen	162
4.15.2 3D-Skizze erstellen	164
4.15.3 Querschnitt entlang einer 3D-Skizze aufziehen	165
4.15.4 Schnittkurven, Silhouettenkurven und Projektionen in 3D-Skizzen	167
4.16 3D-Punktewolke importieren	168
5 Bauteile	170
5.1 Bauteiltypen	170
5.1.1 Standard-Bauteile	170
5.1.2 Blechbauteile, Schweißbauteile und Formenbau (Mold Design)	172
5.1.3 Flächen und Hüllkörper	173
5.2 Grundkörper erstellen	174
5.3 Freiformkörper	175
5.3.1 Freiform erzeugen	175
5.3.2 Freiform ändern	176
5.4 Bauteile erstellen	179
5.4.1 Extrusion	179
5.4.2 Drehung	182
5.4.3 Erhebung	183
5.4.4 Sweeping	186
5.4.5 Rippe	188
5.4.6 Spirale	191
5.4.7 Prägen	192
5.4.8 Aufkleber	193
5.4.9 Abgeleitete Komponenten	194
5.5 Bauteile ändern	197
5.5.1 Bohrungen und Innengewinde	197
5.5.2 Rundung, Abrunden	200
5.5.3 Fasen	202
5.5.4 Wandung, Wandstärke	203
5.5.5 Flächenverjüngung	205
5.5.6 Außen- und Innengewinde	206
5.5.7 Kombinieren	207
5.5.8 Verdickung/Versatz	207
5.5.9 Teilen, Trennen	209
5.5.10 Direkt, Direktbearbeitung	210
5.5.11 Fläche löschen	213
5.5.12 Verschieben und Drehen (von Körpern)	214
5.5.13 Biegungsteil, Biegung	215
5.5.14 Objekt kopieren	216
5.6 Flächenbefehle	217
5.6.1 Fläche heften	217
5.6.2 Umgrenzungsfläche	218
5.6.3 Formen, Körper aus Flächen erstellen	219
5.6.4 Regelfläche	220
5.6.5 Stutzen	221
5.6.6 Dehnen	222
5.6.7 Fläche ersetzen	222
5.6.8 Körper reparieren	223
5.6.9 Netzfläche einpassen	223
5.7 Muster	224
5.7.1 Rechteckige Anordnung	224
5.7.2 Runde Anordnung	226
5.7.3 Element spiegeln	226
5.7.4 Skizzenbasiertes Muster	227
5.8 Einem Bauteil ein Material zuweisen	228
5.9 Adaptive Bauteile	230
5.9.1 Adaptive Bauteile durch unbestimmte Parameter	231
5.9.2 Adaptive Bauteile durch projizierte Geometrien	232
6 Baugruppen	234
6.1 Grundlagen	234
6.2 Freiheitsgrade eines Bauteils	235
6.3 Abhängigkeit und Verbindungen	237
6.4 Freiheitsgrade durch Abhängigkeit eliminieren	237
6.4.1 Abhängigkeit, Typ Passend	239
6.4.2 Abhängigkeit, Typ Winkel	241
6.4.3 Abhängigkeit, Typ Tangential	242
6.4.4 Abhängigkeit, Typ Einfügen	243
6.4.5 Abhängigkeit, Typ Symmetrie	244
6.4.6 Ergänzende Angabe, Versatz oder Winkel	244
6.4.7 Abhängigkeiten kombinieren	244
6.5 Verbindung(en) erzeugen	245
6.6 Zusammenfügen	248
6.7 Abhängigkeiten: Sichtbarkeit und Bewegen	249
6.7.1 Beziehungen ein- bzw. ausblenden	249
6.7.2 Bewegungen ausführen	250
6.8 Bauteile in eine Baugruppe einfügen	251
6.8.1 Platzieren ohne Optionen	252
6.8.2 Platzieren mit Lageveränderung	252
6.8.3 Platzieren als fixiertes Bauteil	253
6.8.4 Bauteile mit iMates einfügen	254
6.8.5 Bauteile fixieren	255
6.8.6 Mehrere identische Kopien eines Bauteils nach Mustern gleichzeitig einfügen	255
6.9 Einzelne Bauteile in einer Baugruppe bewegen	256
6.9.1 Freie Verschiebung	257
6.9.2 Freie Drehung	257
6.9.3 Rasterfang	257
6.10 Bauteile im Kontext einer Baugruppe bearbeiten	259
6.11 Ein neues Bauteil in einer Baugruppe erstellen	263
6.12 Änderungen an adaptiven Elementen einer Baugruppe	267
6.13 Darstellungen, Ansichten, Position, Detailgenauigkeit	270
6.13.1 Ansicht	271
6.13.2 Position	272
6.13.3 Detailgenauigkeit (LOD)	272
6.14 Vereinfachung von Baugruppen	273
6.14.1 Ersatz für Konturvereinfachung (Detailgenauigkeit)	277
6.14.2 Ansicht vereinfachen	278
6.14.3 Hüllen definieren	279
6.14.4 Vereinfachtes Bauteil erstellen	280
6.15 Die Befehlsgruppe Produktivität	281
7 Zeichnungsableitung	284
7.1 Einzelteil- und Gesamtzeichnungen	284
7.2 Arbeiten mit Zeichnungsnormen	285
7.2.1 Normenauswahl im Startfenster	285
7.2.2 Anpassen von Zeichnungsvorlagen	285
7.3 Arbeitsblatt, Zeichnungsrahmen und Schriftfeld	287
7.3.1 Blattformate	287
7.3.2 Zeichnungsrahmen	288
7.3.3 Schriftfeld	288
7.4 Layer und Linienstil	291
7.5 Zeichnungsansichten	294
7.5.1 Erstansicht	295
7.5.2 Parallele und isometrische Ansichten	297
7.5.3 Hilfsansicht	299
7.5.4 Schnittansicht	299
7.5.5 Detailansicht	301
7.5.6 Überlagerung	301
7.5.7 Nagelbrettansicht	301
7.5.8 Entwurfsansicht	301
7.6 Ansicht ändern	302
7.6.1 Lösen, Unterbrochene Ansicht	302
7.6.2 Ausschnitt – Ausbruch	302
7.6.3 Aufgeschnittene Ansicht	304
7.6.4 Zuschneiden	304
7.7 Skizze erstellen	305
7.8 Neues Blatt, Ansichten auf mehreren Blättern	305
7.9 Zeichnung mit Anmerkung versehen	306
7.9.1 Mittellinien	306
7.9.2 Zeichnungen bemaßen	308
7.9.3 Bemaßungen einfügen	309
7.9.3.1 Durchmesser-Bemaßungen	310
7.9.3.2 Bemaßung mit »gedachten« Schnittpunkten	311
7.9.3.3 Bemaßungsstil während der Bemaßung ändern	312
7.9.3.4 Genauigkeit und Toleranzen angeben und einstellen	312
7.9.4 Bemaßungen ändern	314
7.9.5 Bemaßungen verschieben	315
7.9.6 Tabellen, Revisionstabellen, Bohrungstabellen einfügen	315
7.9.7 Modellbemaßung	316
7.10 Baugruppenzeichnungen	317
7.10.1 Baugruppenzeichnung erzeugen	317
7.10.2 Schnittansichten in Baugruppenzeichnungen	317
7.10.3 Zeichnungsansichten um Positionsnummern ergänzen	318
7.10.3.1 Positionsnummernvergabe »von Hand«	318
7.10.3.2 Automatische Positionsnummernvergabe	318
7.10.3.3 Positionsnummern ändern	320
7.10.4 Teileliste, Stückliste erzeugen und einfügen	321
7.10.5 Stückliste bzw. Bauteilliste bearbeiten	322
8 Modell-, Zeichnungs- und Präsentationsaufbereitung	324
8.1 Präsentation und Animation	324
8.1.1 Eine Präsentation beginnen	325
8.1.2 Komponentenpositionen ändern	326
8.1.3 Kamera erfassen (Zoom und Sichtachse einstellen)	327
8.1.4 Aufzeichnungen als Videosequenz speichern	329
8.2 Zeichnungsableitung aus der Präsentationsumgebung	331
8.3 Bauteile mit 3D-Anmerkungen versehen	335
8.4 Material- und Darstellungsbibliothek	341
8.4.1 Der Materialien-Browser	342
8.4.2 Mit Materialien und Darstellungen arbeiten	344
8.4.3 Eigene Bibliothek(en) mit neuen Materialen erstellen	347
8.5 Inventor Studio – Rendering	351
9 Datenaustausch	360
9.1 Import von Bauteilen und Baugruppen	360
9.2 Import in und Export von Skizzen	364
9.3 Export	365
9.4 Import und Export von Parametern	367
10 Konstruktionsassistenten	368
10.1 Befestigung, Feder und Berechnung	368
10.1.1 Wellen-Generator	370
10.1.2 Lager-Generator	374
10.1.3 Riementrieb-Generator	376
10.1.4 Keilverbindung (Welle-Nabe-Verbindung)	379
10.1.5 Kurvenscheiben-Generator	381
10.1.6 Schraubverbindung	383
10.1.7 Weitere Konstruktionsassistenten	385
10.2 Gestell- und Rahmen-Generator	388
10.2.1 Konstruktiver Aufbau eines Gestells	389
10.2.2 Gestellanalyse	393
10.3 Material-Impact-Analyse/ Eco Materials Adviser	397
11 Konstruktionsautomatisierung	402
11.1 Normteilbibliothek – Inhaltscenter	402
11.1.1 Eigene Bibliotheken anlegen	404
11.1.2 Eigene Bauteilfamilien in Bibliotheken anlegen	405
11.2 Vordefinierte Bauteilabhängigkeiten: iMates	406
11.2.1 Erstellen von iMates	407
11.2.2 Positionierung mit iMates	407
11.3 Teilefamilien: iParts	408
11.4 Baugruppenfamilien: IAssemblies	410
11.5 Nutzerdefinierte Features – iFeatures	413
11.6 Regeln und Formulare: iLogic	416
11.6.1 Formular erstellen	417
11.6.2 Regel erstellen	418
11.6.3 iLogic-Komponente verwenden	420
11.7 Intelligente Kopien – iCopies	421
11.7.1 Generieren von iCopy-Vorlagen	421
11.7.2 iCopy-Komponente verwenden	425
11.8 Programmerweiterung über VBA und APIs	428
12 Prüf- und Analysewerkzeuge	430
12.1 Messen	430
12.2 Oberflächenanalysen	434
12.3 Dynamische Schnittdarstellungen	436
12.4 Dynamische Simulation	438
12.5 Belastungsanalyse (FEM)	444
TEIL III – Arbeitsbereiche und Übungen	454
13 Inventor-Arbeitsbereiche	456
13.1 Schweißumgebung	456
13.2 Rohre und Leitungen	462
13.2.1 Erstellen einer zu verrohrenden Baugruppe	463
13.2.2 Rohre und Leitungen erstellen	465
13.3 Kabel und Kabelbäume	474
13.3.1 Bauteile einer Kabelbaugruppe	475
13.3.2 Verkabelung erstellen	477
13.3.3 Segment erstellen und Kabelverlauf festlegen	479
13.3.4 Routen – Kabel zu einem Kabelbaum zusammenfassen	481
13.3.5 Weitere Bearbeitungsfunktionen	481
13.4 Formenbau (Werkzeugbau)	482
13.4.1 Bauteil-Negativform über die Baugruppenumgebung erzeugen	482
13.4.2 Starten der Umgebung für den Formenbau	485
13.5 Blechmodul	493
13.5.1 Funktion Lasche	496
13.5.2 Löcher bohren bzw. stanzen	499
13.5.3 Blechabwicklung	499
13.6 Kunststoffteile	502
13.6.1 Aufbau von Kunststoffteilen auf Basis eines Mehrfachbauteils (Multipart)	502
13.6.2 Lüftungsöffnung (-gitter) erzeugen	504
13.6.3 Lippe (Montageränder, Dichtungslippen)	506
13.6.4 Schnappverschluss erzeugen	508
13.7 3D-Drucken	510
14 Übung: Zahnstangenpresse	514
14.1 Projekt »Zahnstangenpresse« anlegen	515
14.2 Konstruktion des Grundkörpers (Gestell)	515
14.2.1 Konstruktive Umsetzung der zu bearbeitenden Flächen am Ständer	519
14.2.2 Konstruktive Umsetzung der zu bearbeitenden Flächen am Pressentisch	522
14.2.3 Bearbeitung der Tischfläche	524
14.2.4 Mit Fasen und Abrundungen das Bauteil fertigstellen	526
14.3 Führungsplatte	528
14.4 Kopfteil	529
14.5 Zahnrad und Zahnstange	531
14.6 Welle	536
14.7 Knebel und Knebelknopf	538
14.8 Druckplatte	538
14.9 Abdeckblech	539
14.9.1 Grundkörper	539
14.9.2 Laschen anbringen	542
14.9.3 Befestigungslöcher einbringen	543
14.9.4 Blechabwicklung	544
14.10 Baugruppen der Zahnstangenpresse	545
14.10.1 Zahnstange mit Druckplatte	545
14.10.2 Welle mit Stirnrad und verschiedenen Normteilen	547
14.10.3 Knebelstange	548
14.10.4 Gestell mit den Führungselementen	549
14.11 Zusammenbau der Zahnstangenpresse	553
14.12 Bewegungsfunktion der Presse	557
15 Übung: Bügelflasche	560
15.1 Flaschenkörper	560
15.1.1 Prägung am unteren Flaschenrand anbringen	562
15.1.2 Vertiefungen für den Bügelverschluss	563
15.1.3 »Braunes Glas« erzeugen	564
15.2 Verschluss	566
15.3 Drahtbügel für den Verschluss	567
15.4 Drahtbügel für den Schließmechanismus	568
15.4.1 Erstes Teilstück: Halterung am Flaschenkörper	568
15.4.2 Zweites Teilstück: Spirale	569
15.4.3 Drittes Teilstück: Betätigungsbügel	570
15.5 Gummidichtung	572
15.6 Etikett	573
15.7 Zusammenbau	575
16 Anhang	578
16.1 3D-CAD-Begriffe	578
16.1.1 3D-Kernel	578
16.1.2 3D-Datenmodelle	579
16.1.3 Geometrieelemente	579
16.1.4 Kurvenübergänge, Stetigkeiten	580
16.2 Inventor-Module	580
16.3 Tastaturkurzbefehle/Hotkeys (Auszug)	581
16.3.1 Funktionstasten	581
16.3.2 Werkzeuge	581
16.3.3 Allgemein	582
16.3.4 Bauteilumgebung	582
16.3.5 Baugruppenumgebung	583
16.3.6 Zeichnungsumgebung	583
Index	584

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