F11-PKW-Lenkrad 2020-08 PDF

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CATIA-ÜBUNG...

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CATIA V5

PKW-Lenkrad

PKW-Lenkrad Es soll das CAD‐Modell eines PKW‐Lenkrades erstellt werden. Der Schwerpunkt dieser Übung liegt in der Flächenkonstruktion im „Generative Shape Design“. Das komplette Modell wird als ein Bauteil ausgeführt, das aus folgenden einzelnen Segmenten (Bereichen) aufzubauen ist: ‐ ‐ ‐ ‐

Lenkradkranz mit Holz‐Inlays Speiche 1 mit Schalter Speiche 2 Nabe bestehend aus Nabengrundkör‐ per, Airbag‐Gehäuse und ‐Deckel

Die Lage der Segmente ist durch ein Skizzenmodell, auf das Sie direkt aufbauen können, vorgegeben. Die Unterüberschriften (z.B. „1.1 Profilschnitte“) in dieser Anleitung geben jeweils an, in wel‐ chem geometrischen Set Sie arbeiten sollen.

1. Lenkradkranz Erzeugen sie aufbauend auf das Skizzenmodell die Oberflä‐ che des Lenkradkranzes. Öffnen Sie zunächst die Datei „Lenkrad_Skelettmodell.CATPart“ und legen Sie geometri‐ sche Sets für die Profilschnitte und die Flächen an.

1.1 Profilschnitte 1. Skizzieren Sie die Profilschnitte für die Daumenablage auf den bereits vorhandenen Ebe‐ nen. Setzen Sie dabei die Mittelpunkte der Hauptradien R15 kongruent zu den jeweiligen Schnitten im geometrischen Set „Hilfspunkte“. Achten Sie auf die Projektionsrichtung der dargestellten Schnitte.

3D‐Schnitt A‐A Version 1

3D‐Schnitt B‐B Juli 2020

3D‐Schnitt C‐C Seite 1

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1.2 Flächen 2. Erzeugen Sie den unteren Teil des Griffs mit der Funktion „Translation“. ‐ Profiltyp: Explizit ‐ Profil: Schnitt A ‐ A ‐ Führungskurve: „Basisgeometrie“ (aus geom. Set „Drahtmodell“) ‐ Begrenzungselement 1: „Ebene_Schnitt1_Daumenablage“ (aus geom. Set „Ebenen“) 3. Wiederholen Sie dies mit dem oberen Teil des Griffs. ‐ Profil: Schnitt C ‐ C ‐ Führungskurve: „Basisgeometrie“ ‐ Begrenzungselement 1: „Ebene_Schnitt3_Daumenablage“ 4. Ziehen Sie einen Loft über die Profilschnitte. Wählen Sie hierzu die Funktion „Flächen mit Mehrfachschnitten“ aus. ‐ Wählen Sie nacheinander die einzelnen Profilschnitte. ‐ Achten Sie darauf, dass die Endpunkte in ei‐ ner Linie liegen (Rechtsklick auf Endpunkt, „Endpunkt ersetzen“, Endpunkt wählen) ‐ Erzeugen Sie einen tangentialen Übergang vom Loft zum unteren und oberen Teil, in‐ dem Sie nach der Auswahl der Schnitte die zuvor erzeugten Translationsflächen je‐ weils als Stützelement wählen.

2. Speiche 1 mit Schalter Erstellen sie die Oberfläche der Speiche 1 und des integrierten Schalters. Die äußere Kontur des Schalter folgt der Speichenkontur.

2.1 Profilschnitte 1. Skizzieren Sie die Profil‐ schnitte für die Speiche 1 auf den bereits vorhande‐ nen Ebenen. Die Schnitte liegen symmetrisch zur „Skizze_Richtungsvektor_ Speiche“, welche Sie im geometrischen Set „Dra‐ htmodell“ finden.

Version 1

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Darstellungen in Projektionsrichtung gemäß Schnittpfeile, nicht maßstäblich

2.2 Flächen 2. Ziehen Sie einen Loft über die beiden Profil‐ schnitte. Achten Sie auf die Endpunkte. 3. Skizzieren Sie die Aussparung für den Schalter auf der Ebene „Ebene_Richtungsvektor_Spei‐ che“ nach der Zeichnung auf Seite 2. Die Punkt‐ strichlinie entspricht der Linie aus „Skizze_Rich‐ tungsvektor_Speiche“ des Drahtmodells. 4. „Extrudieren“ Sie die Skizze. ‐ Profil: Skizze Aussparung Schalter ‐ 1. Begrenzung: 25mm ‐ 2. Begrenzung: ‐4mm 5. Wählen Sie die innere Kante der Extrusionsfläche und an‐ schließend die Funktion „Ableiten“. Als Fortführungstyp wäh‐ len Sie „Tangentenstetigkeit“. 6. Erstellen Sie eine „Linie“ (Linienart: „Punkt‐Punkt“). Als Punkte wählen Sie die beiden End‐ punkte der abgeleiteten Randkurve. 7. Erzeugen Sie nun die seitliche Begrenzung für den Schalter mithilfe der Funktion „Füllen“. Als äußere Begrenzungen wählen Sie die Ableitung und die Linie aus Schritt 5 und 6. 8. Verbinden Sie die Extrusionsfläche aus Schritt 4 und die seitliche Begrenzungsfläche aus Schritt 7 durch „Zusammenfügen“. 9. Verrunden Sie die innere Kante mit einem Radius von 2mm.

Version 1

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10. Spiegeln Sie Schalterbegrenzung über die Funktion „Symmetrie“.

2.3 Beschnitt Speiche Legen Sie das geometrische Set „Beschnitt_Speiche“ an. 11. Leiten Sie den Loft aus Schritt 2 ab und benennen Sie ihn als „Ableiten_Mehrfachverwen‐ dung_Speiche1“. Wiederholen Sie dies für die Schalterbegrenzungen aus Schritt 9 und 10 (benennen als „Ableiten_Mehrfachverwendung_Aussparung_Schalter1“ bzw. „…2“). 12. „Trennen“ Sie die Schalteraussparungen von der Speiche ab. ‐ Zu schneidendes Element: „Ableiten_Mehrfachverwendung_Speiche1“ ‐ Schnittelemente: „Ableiten_Mehrfachverwendung_Aussparung_Schalter1“ „Ableiten_Mehrfachverwendung_Aussparung_Schalter2“ 13. „Trennen“ Sie die die erste Schalteraussparung an der Speiche. ‐ Zu schneidendes Element: „Ableiten_Mehrfachverwendung_Aussparung_Schalter1“ ‐ Schnittelemente: „Ableiten_Mehrfachverwendung_Speiche1“ 14. Wiederholen Sie dies für die zweite Schalteraussparung. 15. Verbinden Sie die Ergebnisse aus Schritt 12 bis 14. 16. Verrunden Sie die äußeren Kanten der Aussparungen mit einem Radius von 1mm.

2.4 Schalter Legen Sie das geometrische Set „Schalter“ an. 17. Skizzieren Sie die runde Vertiefung des Schalters (R 8) nach der untenstehenden Zeichnung auf der „Ebene_Richtungsvektor_Speiche“

Version 1

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18. „Extrudieren“ Sie den skizzierten Kreis um 25mm in beide Richtungen. 19. Leiten Sie den Loft aus Schritt 2 ab und benennen Sie ihn als „Ableiten_Mehrfachverwen‐ dung_Speiche“. Wiederholen Sie dies für die Schalterbegrenzungen aus Schritt 9 und 10 (benennen als „Ableiten_Geometrie_Aussparung_Schalter1“ bzw. „…2“), sowie für die Vertiefungskontur aus Schritt 18 (benennen als „Ableiten_Mehrfachverwendung_Vertie‐ fung_Schalter“). 20. Erzeugen Sie jeweils ein „Offset“ der beiden Schalterbegrenzungen von 0,5mm. Als Fläche wählen Sie jeweils die Ableitungen der Begrenzungen aus Schritt 19. Achten Sie auf die Pfeilrichtung. 21. „Trennen“ Sie die Oberseite des ersten Schalters von der Speiche ab. Ach‐ ten Sie darauf, die richtige Seite zu behalten. ‐ zu schneidendes Element: „Ableiten_Mehrfachverwendung_Speiche“ ‐ Schnittelemente: Offset Schalter 1 22. „Trennen“ Sie die Unterseite des ersten Schalters vom Offset der Schalter‐ begrenzung aus Schritt 20 ab. ‐ zu schneidendes Element: Offset Schalter 1 ‐ Schnittelemente: Ergebnis der Operation aus Schritt 21 (Trennen) 23. Fügen Sie die beiden Teile des ersten Schalters aus Schritt 21 und 22 zusammen. 24. Teilen Sie die Geometrie der Vertiefung „Ableiten _ Mehrfachverwendung _ Vertie‐ fung _ Schalter“ an der eigenen Skizze durch „Trennen“. Wählen Sie „Beide Seiten behal‐ ten“. 25. „Trennen“ Sie den einen Teil der Geometrie für die Schaltervertiefung (Schritt 24) von der Ver‐ bindung (Schritt 23) ab. 26. „Trennen“ Sie das Ergebnis aus Schritt 25 von der Vertiefungsgeometrie (Schritt 24) ab. 27. Fügen Sie die Ergebnisse aus Schritt 25 und 26 zum fertigen Schalter zusammen. 28. Wiederholen Sie Schritt 21 bis 27 für den zweiten Schalter. 29. Verrunden Sie alle Kanten der beiden Schalter jeweils mit einem Radius von 0,5mm. 30. Spiegeln Sie die beiden Schalter jeweils an der zx‐Ebene.

Version 1

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3. Speiche 2 Erstellen Sie in gleicher Weise das Halbmodell der Oberfläche der Speiche 2.

3.1 Profilschnitte 1. Skizzieren Sie die Profilschnitte für die Speiche 2 auf den bereits vorhandenen Ebenen. Setzen Sie die Symmetrielinien mit „Skizze_Richtungsvektor_Speiche2“ kongruent.

Nicht maßstäblich

3.2 Flächen 2. Ziehen Sie in gleicher Weise wie bei Speiche 1 einen Loft über die beiden Profilschnitte.

4. Nabe

4.1 Profilschnitte 1. Skizzieren Sie das Halbprofil der Nabe auf der xy‐Ebene. Die Gesamtkontur entnehmen Sie der nachfolgend dargestellten Zeichnung „Nabe“. 2. Erstellen Sie die Beschnitt‐Geometrie für das Airbag‐Gehäuse auf der xy‐Ebene. Die zu skiz‐ zierende Kontur ist in der folgenden Zeichnung grün markiert. Version 1

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Nabe

Beschnitt‐Geometrie Airbag‐Gehäuse 3. Erstellen Sie eine Ebene mit einem Offset von 9 mm zur yz‐Ebene in negative x‐Richtung. 4. Skizzieren Sie auf der Ebene einen Kreis mit einem Durchmesser von etwa 140 mm. Der Mittelpunkt liegt im Ursprung.

4.2 Flächen 5. Rotieren Sie die Konturen für die Nabe und den Beschnitt für das Airbag‐Gehäuse über die Funktion „Drehen“. Als Grenzwerte für den ersten und zweiten Winkel wählen Sie jeweils 90°, sodass Halbmodelle entstehen. 6. „Füllen“ Sie den Kreis aus Schritt 4.

Version 1

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4.3 Beschnitt Speiche 7. Leiten Sie folgende Flächen ab und benennen Sie diese entsprechend: ‐ Rotation Nabe (Schritt 5)  „Ableiten_Mehrfachverwendung_Nabe“ ‐ Rotation Beschnitt Airbag‐Gehäuse (Schritt 5)  „Ableiten_Beschnittfläche_Airbag“ ‐ Loft Speiche 2 (Kap. 3, Schritt 2)  „Ableiten_Mehrfachverwendung_Speiche2“ ‐ Translation Griff unten (Kap. 1, Schritt 2)  „Ableiten_Mehrfachverw_Griff_unten“ ‐ Translation Griff oben (Kap. 1, Schritt 3)  „Ableiten_Mehrfachverw_Griff_oben“ ‐ Loft Daumenablage (Kap. 1, Schritt 4)  „Ableiten_Mehrfachverwendung_Loft“ 8. „Trennen“ Sie die abgeleiteten Teile und die Speiche 1 (mit Vertiefung) folgendermaßen: Zu schneidendes Element:

Schnittelemente:

8.1

verrundete Speiche 1 (Kap. 2, Schritt 16)

Ableiten_Mehrfachverw_Griff_unten Ableiten_Mehrfachverwendung_Nabe

8.2

Ableiten_Mehrfachverwendung_Speiche2

Ableiten_Mehrfachverw_Griff_unten Ableiten_Mehrfachverwendung_Nabe

8.3

Ableiten_Mehrfachverw_Griff_unten

verrundete Speiche 1 (Kap. 2, Schritt 16)

8.4

Ergebnis aus 8.3 (gestutzter Griff)

Ableiten_Mehrfachverwendung_Speiche2

8.5

Ableiten_Mehrfachverwendung_Nabe

verrundete Speiche 1 (Kap. 2, Schritt 16)

8.6

Ergebnis aus 8.5 (gestutzte Nabe

Ableiten_Mehrfachverwendung_Speiche2

9. Fügen Sie folgende Flächen zusammen: ‐ Ableiten_Mehrfachverw_Griff_oben ‐ Ableiten_Mehrfachverwendung_Loft ‐ Ergebnis Griff unten (Schritt 8.4) ‐ Ergebnis der Speiche 1 (Schritt 8.1) ‐ Ergebnis der Speiche 2 (Schritt 8.2) ‐ Ergebnis der Nabe (Schritt 8.6)

(Griff oben) (Daumenablage) (Griff unten) (Speiche 1) (Speiche 2) (Nabe)

10. Verrunden Sie die Kanten am Übergang von der Nabe zu den Speichen mit R 10. 11. Verrunden Sie die Kanten am Übergang vom Griff zu den Speichen mit R 7. 12. Trennen Sie das Airbag‐Gehäuse von der Nabe. Behalten Sie beide Seiten. ‐ Zu schneidendes Element: Ergebnis aus Schritt 11 ‐ Schnittelemente: Ableiten_Beschnittfläche_Airbag 13. Trennen Sie die Beschnittfläche für den Airbag am Lenkrad. ‐ Zu schneidendes Element: Ableiten_Beschnittfläche_Airbag ‐ Schnittelemente: Ergebnis aus Schritt 11 14. Verbinden Sie den Verbund aus Griff, Speiche und Nabe (Schritt 12) mit der Airbag‐Auflage (Schritt 13). 15. Verbinden Sie das Airbag‐Gehäuse (Schritt 12) mit der Airbag‐Auflage (Schritt 13). Version 1

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16. Verrunden Sie die an der Trennfläche entstandenen Kanten des Verbunds aus Griff, Speiche und Nabe mit einem Radius von 1 mm.

4.4 Airbag-Gehäuse Legen Sie ein geometrisches Set für das Airbag‐Gehäuse an. 17. Leiten Sie das Airbag‐Gehäuse aus Schritt 15 ab (benennen als „Ableiten_Mehrfachverwendung_Gehäuse_Airbag“). Wiederho‐ len Sie dies für die Kreisfläche aus Schritt 6 (benennen als „Ablei‐ ten_Mehrfachverwendung_Airbag_Oberseite“). 18. Verrunden Sie die an der Trennfläche entstandenen Kanten des Airbag‐Gehäuses mit einem Radius von 1 mm. 19. „Trennen“ Sie die Ableitung der Kreisfläche an der zx‐Ebene, so‐ dass Sie eine Halbkreisfläche erhalten. 20. „Trennen“ Sie das Airbag‐Gehäuse (Schritt 18) an der Halbkreis‐ fläche. Behalten Sie beide Seiten. 21. „Trennen“ Sie die Halbkreisfläche am Airbag‐Gehäuse. 22. Fügen Sie das beschnittene Airbag‐Gehäuse (Schritt 20) und die beschnittene Halbkreisfläche (Schritt 21) zusammen. 23. Verrunden Sie die obere Kante des Airbag‐Gehäuses mit einem Radius von 1,5 mm. 24. Spiegeln Sie das Airbag‐Gehäuse (Schritt 23) an der zx‐Ebene.

4.5 Airbag-Deckel Legen Sie ein geometrisches Set für den Airbag‐Deckel an. 25. Leiten Sie die Oberseite des Airbag‐Deckels aus Schritt 20 ab (benennen als „Ablei‐ ten_Mehrfachverwendung_Deckel“). Wiederholen Sie dies für die beschnittene Halbkreis‐ fläche aus Schritt 21 (benennen als „Ableiten_Mehrfachverwendung_Unterseite“). 26. Fügen Sie die beiden abgeleiteten Teilflächen des Deckels zusammen. 27. Verrunden Sie die untere Kante des Deckels mit einem Radius von 1,5 mm und die obere Kante mit einem Radius von 3 mm. 28. Spiegeln Sie den verrundeten Deckel (Schritt 27) an der zx‐Ebene.

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5. Holz-Inlays Erstellen Sie die Oberflächen der Holz‐Inlays. Die Außenkonturen entsprechen dem Lenkrad‐ kranz, die Einschnitt‐Konturen entnehmen Sie der entsprechenden Zeichnung.

5.1 Profilschnitte 1. Skizzieren Sie die Einschnitt‐Konturen der Holz‐Inlays auf der yz‐Ebene. Erstellen Sie die beiden Konturen jeweils auf einer separaten Skizze.

Schnitt A‐A

Schnitt B‐B

5.2 Flächen 2. „Extrudieren“ Sie die Skizzen jeweils um 20mm in beide Richtungen entlang der x‐Achse.

5.3 Beschnitt Holz-Inlay oben Legen Sie geometrische Sets für die Holz‐Inlays an. 3. Leiten Sie folgende Flächen ab und benennen Sie diese entsprechend: ‐ Verrundeter Lenkradkranz (Kapitel 4, Schritt 16)  „Ableiten_Lenkradkranz_oben“ ‐ Schnittflä. oberes Holz‐Inlay (Schritt 2)  „Ableiten_Schnittflaeche_Holzinlay_oben“

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4. „Trennen“ Sie den abgeleiteten Lenkradkranz an der abgeleiteten Schnittfläche des Holz‐Inlays. 5. „Trennen“ Sie die abgeleitete Schnittfläche des Holz‐Inlays am abgeleiteten Lenkradkranz. 6. Fügen Sie die Ergebnisse aus Schritt 4 und 5 zusammen. 7. Verrunden Sie die Kante des Holz‐Inlays mit einem Radius von 1mm. 8. Spiegeln Sie das verrundete Holz‐Inlay (Schritt 7) an der zx‐Ebene.

5.4 Beschnitt Holz-Inlay unten 9. Leiten Sie folgende Flächen ab und benennen Sie diese entsprechend: ‐ Verrundeter Lenkradkranz (Kapitel 4, Schritt 16)  „Ableiten_Lenkradkranz_unten“ ‐ Schnittfläche unteres Inlay (Schritt 2)  „Ableiten_Schnittflaeche_Holzinlay_unten“ 10. Wiederholen Sie die Schritte 4 bis 8 für das untere Holz‐Inlay.

5.5 Beschnitt Speiche 11. Leiten Sie die beiden Schnittflächen der Holz‐Inlays (Schritt 2) ab und benennen Sie diese als „Ableiten_Schnittflaeche_oben“ bzw. „…unten 12. „Trennen“ Sie den Lenkradkranz an den Schnittflächen der Holz‐Inlays. ‐ Zu schneidendes Element: Verrundeter Lenkradkranz (Kapitel 4, Schritt 16) ‐ Schnittelemente: „Ableiten_Schnittflaeche_oben“ „Ableiten_Schnittflaeche_unten“ 13. „Trennen“ Sie die abgeleitete Schnittfläche des oberen Holz‐Inlays am verrundeten Lenkradkranz (Kapitel 4, Schritt 16). 14. Wiederholen Sie dies für die untere Schnittfläche. 15. Verbinden Sie die Ergebnisse aus Schritt 12 bis 14. 16. Verrunden Sie die Kanten der Inlay‐Aussparungen mit einem Radius von 1mm. 17. Spiegeln Sie den verrundeten Lenkradkranz (Schritt 16) an der zx‐Ebene.

6. Fertigstellung Bereinigen Sie das Modell, indem Sie alle Ebenen, Skizzen und sonstige Konstruktionsele‐ mente ausblenden. Gestalten Sie die Segmente bzw. Bereiche farblich abgesetzt. Version 1

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