SolidWorks für Einsteiger – kurz und bündig
Michael Schabacker
SolidWorks für Einsteiger – kurz und bündig
5., überarbeitete und erweiterte Auflage
Michael Schabacker
Lehrstuhl Produktentwicklung und Konstruktion (LPK)
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
Magdeburg, Deutschland
ISBN 978-3-658-33145-0 ISBN 978-3-658-33146-7 (eBook) https://doi.org/10.1007/978-3-658-33146-7
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Lektorat: Thomas Zipsner
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Vorwort
An der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg werden Studierende seit mehr als 25 Jahren an führenden 3D-CAx-Systemen mit dem Ziel ausgebildet, Grundfer- tigkeiten in der Anwendung der CAx-Technologie zu erwerben, ohne sich dabei nur auf ein einziges System zu spezialisieren. Das vorliegende Übungsbuch nutzt die vielfältigen Erfahrungen, die während der Ausbildung in 3D-CAx-Systemen gesammelt wurden.
Der Anspruch des Buches „kurz & bündig“ kann nur eine Auswahl der grundle- genden Elemente von SolidWorks abbilden. Der Fokus liegt daher auf einer kur- zen, verständlichen Darstellung der grundlegenden Modellierungstechniken, be- ginnend mit einfachen Bauteilen. Somit kann der Leser parallel zu den erläuterten Funktionen diese sofort praktisch anwenden und das Erlernte festigen.
Im ersten Kapitel werden grundlegende Begriffe und Befehle für die Benutzung von SolidWorks 2020 dargestellt.
Im zweiten Kapitel werden zunächst eine allgemeine Vorgehensweise zur 3D- CAD-Modellierung und deren Arbeitstechniken zur Volumenmodellierung darge- stellt. Im Gegensatz zu den bisherigen Auflagen ist die Reihenfolge der Grundkör- pererstellung geändert worden. So erfolgt im zweiten Kapitel zuerst die Erstellung einer Extrusion anhand Hülse und Winkel (vormals im dritten Kapitel) mit einfa- chen geometrischen Formelementen (Features) wie z. B. Ausschnitt zum Abziehen von Material, Bohrungen, Fasen, Verrundungen und Spiegelung.
Im dritten Kapitel wird anhand des neuen Beispiels Zierhülse aus einer einfachen 2D-Kontur ein Rotationskörper erzeugt. Zum Abziehen von Material wird zweimal der Rotationsausschnitt mit halbgeschlossenem und geschlossenem Profil geübt, so dass der Nutzer den Unterschied der Vorgehensweise erkennen kann.
Im vierten Kapitel werden Einzelteile einer Baugruppe modelliert. Eingefügt wur- den die Technischen Zeichnungen der Schraube und Schreibe, die sich in der vor- herigen Auflage im fünften Kapitel befunden haben.
Im fünften Kapitel werden die Einzelteile mit verschiedenen Beziehungstypen zu einer Baugruppe verknüpft. Ein weiterer Schwerpunkt bildet das Ableiten von Ge- ometrien, das sog. „Teil aus einer Baugruppe erstellen“, aus dem Zusammenbau.
Dies wird im Vergleich zur vorherigen Auflage gleich an zwei Beispielen geübt.
Damit die Drehmotorensimulation gezeigt werden kann und „aus einer Baugruppe erstellten“ Bauteile sich bei der Motorensimulation auch mitdrehen, wird die Vor- gehensweise dargestellt, dass ein „aus einer Baugruppe erstelltes“ Bauteil mit dem betreffenden Einzelteil in einer separaten Unterbaugruppe modelliert werden muss.
Des Weiteren wird der Leser bei den Zusammenbauverknüpfungen sensibilisiert,
VI Vorwort
welche Komponente mit welcher Komponente verbaut sein muss, dass z. B. die Motorfunktion später auch einwandfrei arbeitet.
Im sechsten Kapitel wird die Ableitung technischer Zeichnungen behandelt.
Im siebten Kapitel werden Blechteile modelliert und abgewickelt.
Im achten Kapitel werden spezielle SolidWorks-Funktionen vorgestellt.
Das Buch wendet sich an Leser mit keiner oder geringer Erfahrung in der Anwen- dung von 3D-CAx-Systemen. Es soll das Selbststudium unterstützen und zu weite- rer Beschäftigung mit der Software anregen. Durch den Aufbau des Textes in Ta- bellenform und die zahlreichen Abbildungen ist dieses Buch sehr gut als Schritt- für-Schritt-Anleitung geeignet, kann darüber hinaus auch als Referenz für die täg- liche Arbeit mit dem System genutzt werden.
Besonderer Dank der Autoren gilt Herrn Lucas Engel für die kreative Unterstüt- zung und Überarbeitung des Manuskripts, Frau Sara Richter für das Überprüfen der Modellierungsschritte sowie Frau Ellen-Susanne Klabunde und Herrn Thomas Zipsner und allen beteiligten Mitarbeitern des Springer Vieweg-Verlages Lektorat Technik für die konstruktive und freundliche Zusammenarbeit. Ebenso herzlichen Dank an die Leser, deren zahlreiche Hinweise bei der Überarbeitung des Buches mit eingeflossen sind. Natürlich sind die Autoren dankbar für jede Anregung aus dem Kreis der Leser bezüglich Inhalt, Darstellung und Reihenfolge der Modellie- rung mit SolidWorks.
Magdeburg, im Januar 2021
Dr.-Ing. Dipl.-Math. Michael Schabacker
Inhaltsverzeichnis
VORWORT V
INHALTSVERZEICHNIS VII
1 EINFÜHRUNG 1
1.1 Grundlegende Begriffe 1
1.2 Starten von SolidWorks für 3D-Modellierung 1
1.3 Anwendungen in SolidWorks 2
1.4 Benutzungsoberfläche in der Teil-Umgebung 3
1.5 Mausbelegung 4
1.5.1 Auswahl in 2D-Umgebungen 5
1.5.2 Auswahl mittels QuickPick 5
1.6 Anlegen neuer CAD-Dateien 6
1.6.1 Öffnen bestehender CAD-Dateien 7
1.6.2 Speichern der Dateien 8
1.7 Einstellen des Materials und Bauteilinformationen 8
1.8 Systemeinstellungen 8
1.9 Manipulation der Bildschirmdarstellung 9
1.9.1 Zoomfunktionen 9
1.9.2 Verschieben des Bildausschnitts (Pan) 9
1.9.3 Dynamisches Drehen 10
1.9.4 Weitere Funktionen 10
1.9.5 Modellansichten 11
1.9.6 Schattieren 12
1.9.7 Aktualisieren der Bildschirmdarstellung 13
1.10 Hilfsfunktionen für das Modellieren 13
1.10.1 Löschen von Geometrieelementen 13
1.10.2 Rückgängigmachen von Aktionen 13
1.10.3 Messen geometrischer Größen 13
1.10.4 Ein-/Ausblenden von Objekten 14
1.10.5 Unterdrücken von Objekten 14
VIII Inhaltsverzeichnis
1.10.6 Ändern von Objekteigenschaften 14
1.10.7 Auswahlmöglichkeiten in SolidWorks 14
1.10.8 Online-Hilfe 15
1.11 Erklärung der einzelnen Buttons 16
1.12 Schaltflächen im PropertyManager 19
1.13 Kontrollfragen 20
2 MODELLIERUNG VON EXTRUSIONSKÖRPERN 21
2.1 Vorgehensweise zur 3D-CAD-Modellierung 21
2.2 Arbeitstechniken zur Volumenmodellierung 21
2.3 Beispiel Hülse 22
2.3.1 Modellieren des Solids als Extrusion 23
2.3.2 Einfügen der Bohrungen (als Feature) 25
2.3.3 Modellieren der Nut als Ausschnitt 27
2.3.4 Modellieren der beiden Fasen 28
2.4 Beispiel Winkel 29
2.4.1 Skizzieren der L-Kontur des Winkels 30
2.4.2 Symmetrisches Extrudieren der L-Kontur des Winkels 31
2.4.3 Einfügen der zwei Bohrungen 32
2.4.4 Einfügen eines Ausschnitts mit Verrundungen 32 2.4.5 Spiegeln des Ausschnitts samt Verrundung 33
2.5 Kontrollfragen 34
3 MODELLIERUNG VON ROTATIONSKÖRPERN 35
3.1 Beispiel Zierhülse 35
3.1.1 Skizzieren der Grundkörperkontur 36
3.1.2 Rotieren der Skizze um 360° 36
3.1.3 Einfügen einer Stufenbohrung 37
3.1.4 Modellieren eines stufenartigen Rotationsausschnittes 37
3.1.5 Modellieren eines Rotationsausschnittes 39
3.1.6 Modellieren einer Nut als Ausschnitt 40
3.1.7 Verrunden der Kanten an der Stufenbohrung 41 3.1.8 Zuweisen der fehlenden Modelleigenschaften 41
3.2 Kontrollfragen 41
Inhaltsverzeichnis IX
4 GEOMETRIEMODELLIERUNG 42
4.1 Modellieren des Hebels 43
4.1.1 Erzeugen der drei separaten Skizzen 43
4.1.2 Symmetrisches Extrudieren der Elemente des Hebels aus den Skizzen 45
4.1.3 Erzeugen der Bohrungen 46
4.1.4 Zuweisen der Farbe <blau> 46
4.2 Modellieren des Deckels 46
4.3 Modellieren der Welle 48
4.3.1 Erzeugen der Zylinder 48
4.3.2 Modellieren des Ausschnittquaders 51
4.3.3 Erzeugen der Bohrungen 52
4.4 Modellieren der Ventilplatte 53
4.4.1 Erzeugen des Zylinders 54
4.4.2 Erzeugen der Bohrungen 55
4.5 Modellieren des Gehäuses 55
4.5.1 Erzeugen des waagerechten Zylinders 56
4.5.2 Erzeugen des senkrechten Zylinders mittels Hilfsebenen 57
4.5.3 Modellieren des Flansches 58
4.5.4 Modellieren der Flanschbohrung 60
4.5.5 Modellieren der Flanschverrundung 60
4.5.6 Kopieren des Flansches als Kreismuster 60
4.5.7 Spiegeln der Flansche auf die andere Seite des Zylinders 61
4.5.8 Modellieren der großen Bohrung 61
4.5.9 Modellieren der Stufenbohrung für die Welle 61 4.5.10 Modellieren der Bohrungen für den Deckel 62
4.5.11 Kopieren der Bohrung als Kreismuster 62
4.5.12 Modellieren der Gehäuseverrundung 63
4.6 Modellieren einer Schraube und einer Scheibe 63
4.7 Kontrollfragen 64
5 ZUSAMMENBAU (ASSEMBLIES) 65
5.1 Definitionen 65
5.2 Erläuterungen zum BefehlsManager 66
5.3 Erläuterung der verschiedenen Beziehungstypen 67 5.4 Erläuterung der Funktionen unter Anwendung der rechten Maustaste 68
X Inhaltsverzeichnis
5.5 Zusammenbau des Drosselventils 69
5.5.1 Einfügen des Gehäuses 69
5.5.2 Einfügen der Welle 71
5.5.3 Einfügen der Ventilplatte 73
5.5.4 Einblenden des Gehäuses 74
5.5.5 Einfügen des Deckels 74
5.5.6 Einblenden der Welle 75
5.6 Erstellen und Einfügen der Hebelunterbaugruppe 75
5.6.1 Einfügen des Hebels 76
5.6.2 Modellieren des Hebelaufsatzes 76
5.6.3 Einfügen der Hebelunterbaugruppe in das Drosselventil 78
5.7 Modellieren eines Blindflansches 79
5.7.1 Extrudieren aus Gehäuseumriss 79
5.7.2 Einfügen der Bohrungen in den Blindflansch 80
5.7.3 Zusammenbau der Unterbaugruppe 81
5.7.4 Platzieren der Unterbaugruppe im Ventilgehäuse 82
5.7.5 Mustern der Unterbaugruppe 82
5.7.6 Einfügen von weiteren Schrauben als Kopie 83
5.8 Kollisionsanalyse 83
5.9 Einfügen eines Motors 84
5.10 Kontrollfragen 85
6 ZEICHNUNGSERSTELLUNG (DRAFTING) 86
6.1 Voreinstellungen im DRAFTING-Modus 86
6.2 Erklärung der Buttons der Symbolleiste DRAFTING 87
6.3 Einrichten des Zeichenblattes 89
6.4 Erstellen der Zeichnung 89
6.4.1 Einfügen einer Modellansicht 90
6.4.2 Skalieren einer Ansicht 90
6.4.3 Einfügen orthogonaler Ansichten 91
6.4.4 Löschen von Ansichten 91
6.4.5 Erstellen von Hilfsansichten 92
6.4.6 Bewegen von Ansichten 92
6.4.7 Aktualisieren von Ansichten 92
6.4.8 Ausrichten einer Ansicht 92
Inhaltsverzeichnis XI
6.5 Erzeugen von Schnitten 93
6.5.1 Einfache Schnitte 93
6.5.2 Winklige Schnitte 93
6.5.3 Normteile in Schnittansichten 94
6.6 Erzeugen einer Detailansicht 95
6.7 Hinzufügen von Bemaßungen, Texten etc. 95
6.7.1 Einfügen von Mittelkreuz, -linie 96
6.7.2 Einfügen eines Lochkreises 96
6.7.3 Einfügen von Bemaßungen 96
6.7.4 Einfügen von Bemaßungspräfixen 98
6.7.5 Einfügen und Editieren von Text 98
6.7.6 Einfügen von Texten als Formatverknüpfung 99
6.8 Editieren der Formatvorlage 100
6.9 Erzeugen einer Stückliste 101
6.10 Plotten der Zeichnung 102
6.11 Kontrollfragen 102
7 BLECHTEILMODELLIERUNG (SHEET METAL) 103
7.1 Modellieren des Bolzens 103
7.1.1 Modellieren des Bolzenkopfes 104
7.1.2 Modellieren des Bolzenschafts 104
7.1.3 Erstellen der Zeichnung 104
7.2 Modellieren des Oberteils 104
7.2.1 Modellieren der Bodenplatte 105
7.2.2 Modellieren einer Seite (2 Kante-Laschen) 107
7.2.3 Einfügen der Bohrungen 108
7.2.4 Spiegeln des Teiles 108
7.2.5 Fertigstellen des Oberteils 109
7.2.6 Erstellen der Zeichnung 109
7.3 Modellieren des Unterteils 109
7.3.1 Modellieren der Bodenplatte 110
7.3.2 Modellieren einer Seite (Kante-Lasche) 110
7.3.3 Fertigstellen des Unterteils 111
7.4 Zusammenbau der einzelnen Komponenten 111
7.4.1 Einfügen des Unterteils 112
7.4.2 Einfügen des Oberteils 112
XII
7.4.3 Einfügen des Bolzens 112
7.4.4 Erstellen der Zeichnung 113
7.5 Abwickeln des Unterteils 113
7.6 Kontrollfragen 113
8 SPEZIELLE FUNKTIONEN IN SOLIDWORKS 114
8.1 Formschrägen 114
8.2 Dünnwandige Bauteile 115
8.3 Verstärkungsrippen (einfache Rippen) 117
8.4 Verstärkungsrippen (Versteifungsnetze) 118
8.5 Luftdurchlässe (Lüftungsgitter) 119
8.6 Befestigungsaufsätze (Befestigungsdome) 122
8.7 Kontrollfragen 123
