Lektion Progress:

Der Lehrgang 3D-Konstruktion mit SolidWorks®

Das Material dieses Lehrgangs besteht in einem kompletten maschinenbaulichen Konstruktionsprojekt, einem elektrischen Hefter für den Schreibtisch – Consumer-Produkte sind schließlich das Standbein von SolidWorks!

Das Projekt

Dieser Hefter ist der gleiche, den Sie als physisches Gerät zusammen mit dem letzten Teil und dem Verdienstkreuz Terrier 1. Klasse (Am Bande, wenn Sie alle Prüfungen mit Eins-Loch bestehen… ;)) von uns verliehen bekommen. 

Seine über achtzig Komponenten werden als Spritzguss-, Blech- und Drehteile ausgeführt, hinzu kommen Norm- und Zukaufteile. Das bedeutet fast den gesamten Funktionsumfang der Anwendung, inklusive Bauteilen, Baugruppen, Normteilen und Zeichnungsableitung.

Die Bauteile sind von steigendem Schwierigkeitsgrad. Und so führen Sie die sechs Hefte des Lehrgangs denn auch von schlichten Achsen über Varianten- und Referenzteile bis hin zum gussgerechten, zweigeteilten Boden komplett mit Nut und Feder und Schraubdomen und Gummifüßen für die Montage.

Im Folgenden will ich Ihnen kurz die Baugruppen vorstellen, in denen wiederum die Einzelteile enthalten sind.

Dies ist Ihre erste Baugruppe. Zusammen mit dem Hebel übersetzt der Exzenter die Drehbewegung des Getriebes in die Hubbewegung der Stanze.

Nächster im Bunde ist der Schlitten, der die Klammer durchs Papier stößt und ihre Enden mit Hilfe der Stanzplatte umbiegt.

Dies ist eigentlich nur eine Dummy-Einheit, denn der Motor wird nicht konstruiert, sondern gekauft. Aber wir benötigen einen Platzhalter für die Montage des Getriebes und irgendwo müssen wir schließlich das Ritzel festmachen.

Die bis dahin aufwendigste Arbeit! Das Getriebe übersetzt die hektischen Touren des batteriebetriebenen Motörchens in das erforderliche Drehmoment des Exzenters. Es umfasst seinerseits zwei Baugruppen: den Motor und den Exzenter.

Eine Staubschutz-Haube mit Auslöser für das Magazin ist der nächste Auftrag. Die Haube wird aus Acryl gefertigt und schnappt mit ihren vier Klinken in die Aufnahmen der Bodengruppe ein.

Die Stanze enthält die Baugruppe Schlitten und das Interims-Bauteil Hebel und ist für die Erzeugung einer ordentlichen Heftung verantwortlich.

Das Fundament des ganzen Geräts besteht aus zwei gussgerechten Halbschalen, die miteinander verschraubt werden. Sie nimmt die Stanze, die Stanzplatte, das Magazin, das Getriebe und die Haube auf.

Das Magazin ist der am leichtesten zu identifizierende Teil des Maschinchens. Wie in jeden handelsüblichen Hefter legen Sie hier die Klammer-Päckchen aus dem Schreibwarenladen ein. Technisch gesehen sind sie ein formbestimmender Faktor des Projekts, denn es gibt sie in nur sehr wenigen konfektionierten Größen. Das Magazin enthält die Baugruppe Arretierung.

Gebrauchsanleitung

Damit Sie vom Gebrauch dieses Lehrgangs maximal profitieren, gebe ich Ihnen einen Wegweiser mit.

Die sechs Teile bauen aufeinander auf, soviel ist sicher klar. Ebenso aber auch die Schwierigkeitsgrade: Die Lernkurve zeigt einen exponentiellen Verlauf, ähnlich einer Bergwanderung – anfangs leicht und geeignet für Halbschuh-Touristen, am Ende steinig, gratig und nur noch mit Bergführer-Kenntnissen zu schaffen.

Aber keine Sorge all diese Kenntnisse werden Sie hier erwerben und erarbeiten:

Teil 1

  • Teil 1 erklärt die Bedienoberfläche, ihre Begrifflichkeiten und Einstellungen. Er wendet sich an diejenigen, die sowohl in den Gefilden des Mechanical CAD oder kurz MCAD als auch in SolidWorks völlig neu sind und sich erst einmal anschauen möchten, was wohin gehört. Auch eine ergonomische Arbeitsplatzkonfiguration ist dabei. Und Sie gehen Ihre ersten Schritte in der parametrischen Konstruktion.

Teil 2

  • Teil 2 erklärt die Grundlagen der Bauteilkonstruktion. Die Beispiele steigen in ihrer Komplexität, wodurch Sie die hierarchische Denkweise des Mechanical CAD kennenlernen, seine strenge Logik, seine konzeptionelle Reinheit. Sie trainieren räumliches Denken und machen außerdem erste Bekanntschaft mit dem Top-Down-Modellieren, einem rekurrierenden Thema.

Teil 3

  • In Teil 3 steigen wir in die Variantenkonstruktion ein ein weites Feld! Sie lernen außerdem ein ganzes Buch an Tricks und Kniffen im Umgang mit den Modellier- werkzeugen kennen – eben Teil 3. Außerdem: Bohrungen und Gewinde, Mehrkörper-Bauteile, externe Referenzen und deren Reparatur.

Teil 4

  • In Teil 4 lernen Sie, mit Referenzteilen zu arbeiten. Das sind Bauteile, die Sie als Schablone für andere Teile benutzen. Hier erzeugen Sie sogar spiegelbildliche Hälften und verwenden mehrere Schablonen für ein und das gleiche Teil! Außerdem arbeiten Sie mit Normteilen und erstellen zwei neue Baugruppen.

Teil 5

  • Teil 5 ist der Erstellung des Getriebes gewidmet. Sie lernen außerdem, im Baugruppenkontext zu modellieren. Erweiterte Baugruppenverknüpfungen wie Getriebe, Anschlag und Langloch stehen ebenso auf dem Programm wie skizzengesteuerte Muster und Spiegelungen.

Teil 6

  • In Teil 6 widmen Sie sich dem weiten Feld der Blechkonstruktion. Außerdem wickeln Sie Federn, bauen den Hefter zusammen und lassen SolidWorks ein paar Zeichnungen anfertigen. Bonus: Exzessive Anwendung der SolidWorks Toolbox, Insidern bekannt als „Die Suche nach der Stecknadel im Stecknadel- haufen“.

Allgemeine Hinweise

  • Jedes Kapitel beginnt mit einem Bild des Lernziels.

  • Alle Modelle, Baugruppen und Zeichnungen befinden sich unter gleichem Namen auf den sechs Datenträgern, entsprechend dem Werdegang der sechs Teile. Das Verzeichnis heißt immer \Modelle.

Nomenklatur

In diesem Lehrgang kommen unterschiedliche Formatierungen zum Einsatz:

  • Spiegelpunkte – siehe links – bedeuten Arbeit. In diesem Format sind sämtliche Bauanleitungen gesetzt.

  • Kursiv gesetzt sind alle Befehle und Funktionen, alle Optionen, Menüpunkte und Schaltflächen, aber auch die SolidWorks-spezifischen Fachbegriffe und die Objektnamen.

  • Datei und Verzeichnisnamen erscheinen in Kapitälchen.

  • Fett sind Text- und Zifferneingaben gesetzt, die Sie bitte in Dialogboxen und Editierfelder eintragen wollen. Hierzu zählen auch die oben erwähnten Objekt- und Dateinamen.

Wenn also eine Datei frisch abzuspeichern ist, dann erscheint ihr Name in Dieser Formatierung.SldPrt, denn es ist ja etwas einzutippen. Eine bestehende Datei hingegen wird mit dieser ForMatierung.sldprt hervorgehoben.

Gleiches gilt für neue Objektnamen, die – genau wie eben – in Dieser Formatierung erscheinen. Ein Bezug auf ein bestehendes Objekt wiederum erfolgt in Dieser Formatierung.

  • Eingaben in Formel- oder Skriptsprache sind in einer Art Schreibmaschinenschrift gesetzt.

  • Tastenbefehle oder sogenannte Shortcuts sind so dargestellt: Alt+Eingabe.

  • Fett Blau sind Hervorhebungen allgemeiner Art gesetzt.

  • Wenn Sie eine Anleitung sehen, die mit drei Pünktchen endet

dann sollten Sie erst einmal weiterlesen, denn hier weise ich auf ein Problem mit der Methode oder der Software hin. Im folgenden Text wird dies näher erläutert.

Der Grund, warum ich Sie gelegentlich – aber nie zu sehr! – in die Irre laufen lasse, ist folgender: Ich glaube, dass Sie dadurch etwas Wichtiges lernen, etwas, das Sie bestimmt nicht lernen, wenn ich Sie wie auf Schienen sorglos von A nach Z geleite. Eingeweihte wissen: MCAD ist nicht so. Und darum ist dieser Lehrgang auch nicht so.

À-propos Rechtschreibung

Bitte wundern Sie sich nicht, wenn Sie im Text scheinbar falsche Schreibweisen vorfinden, etwa „Paßfeder“ statt „Passfeder“, … denn eigentlich, SolidWorks ist Amerikaner: Die eingedeutschten Texte in Dialogboxen und Menüeinträgen sind orthografisch und stilistisch oft alles andere als perfekt. Ich zitiere sie im Original, um Ihnen Kopfzerbrechen zu ersparen.

Die CDs

Jedem Lehrgang liegt eine CD bei. Darauf finden Sie alle SolidWorks-Dateien, die im Text namentlich angesprochen werden, etwa nach dem Schema „Speichern Sie die Datei unter St Führung.“ Die Dateien der CDs besitzen natürlich identische Namen zu ihren Pendants. Sie können diese Dateien also mit Ihren eigenen mischen.

    • Allerdings müssen sie sich dazu allesamt im gleichen Verzeichnis befinden. Aus diesem Grund sind die Modellverzeichnisse aller sechs CDs gleich benannt:\Modelle.

    • Kopieren Sie diese Dateien in ein Verzeichnis auf der Festplatte, bevor Sie sie verwenden. Deaktivieren Sie den Schreibschutz, den alle CD-Dateien per Default aktiviert haben, denn SolidWorks benötigt Schreibrechte.

    • Schließlich werden Sie hin und wieder Referenzen reparieren müssen.

Das ultimativ kernige Fachwörterbuch Windows-Deutsch!

Für einen PC-User der ersten Stunde sind die Begriffe rund um Windows mehr als geläufig. Für Liebhaber der leicht schmierigen Glasplatte hingegen könnte das anders sein, und darum folgt hier ein kurzes Vokabular der Bedienelemente in Windows, wie sie auch in diesem Text zur Anwendung kommen.

Menüs

Handlichstes Bedienelement aller grafischen Benutzerschnittstellen ist das Menü, auch wenn Microsoft mit seinen Ribbons uns vom Gegenteil überzeugen will.

Hierbei handelt es sich um eine breite Leiste kurzer Texte, die durch Anklicken auf- geklappt wird und dadurch weitere Menüpunkte freigibt. Die obersten Texte sind als Hauptpunkte, die untergeordneten als Unterpunkte bekannt. Menüs können Sie mit der Maus, mit Alt + [Shortcut] und den Pfeiltasten bedienen.

  • Den [Shortcut] erkennen Sie an der Unterstreichung des betreffenden Buchstabens, die allerdings oft erst durch Drücken von Alt erscheint: Datei. Hier wäre es also Alt+D.

Dabei sind auch Namen und Reihenfolge festgelegt: Von links nach rechts sehen Sie in fast allen Windows-Programmen Datei, Bearbeiten, Ansicht, Extras, Fenster und Hilfe, ergänzt um die programmspezifischen Hauptpunkte.

Untermenüs

Ein Menü kann weitere Menüs enthalten, die Untermenüs. Diese sind durch rechtsweisende Pfeile gekennzeichnet.

Im Text wird die Bedienung des Menüs auf folgende Art dargestellt:

  • Wählen Sie Ansicht, Symbolleisten, CommandManager.

Das bedeutet, Sie klicken mit der linken Maustaste auf Ansicht, das Menü klappt auf. Dann öffnen Sie das Untermenü Symbolleisten, worauf auch dieses aufklappt. Klicken Sie schließlich auf den Unterpunkt CommandManager, und es passiert etwas. Oder, oft.

Oder Sie machen es wie die Apple-User: Sie klicken auf Ansicht und halten die Maustaste gedrückt, ziehen auf das Untermenü, bis es aufklappt, ziehen auf CommandManager und lassen erst jetzt los. Wenn Sie dies üben, geht es erheblich schneller als die Windows-Methode.

Und jetzt wissen Sie auch, warum die alten Macs nur eine einzige Maustaste hatten: Apple-User haben nur einen einzigen rechten Zeigefinger.

Menüs sind deshalb so wichtig, weil sie traditionell sämtliche Funktionen eines Programms anbieten, anders als die Symbolleisten oder andere Bedienelemente.

Symbolleisten

Die Symbolleiste ist neben dem Menü das wichtigste Bedienelement in jeder mausgesteuerten Benutzeroberfläche.

Die Symbolleiste hat die Aufgabe, häufig genutzte Befehle auf einen Klick anzubieten. Praktisch ist dies auch dann, wenn Sie das Apple-Verfahren nicht beherrschen.

Schaltflächen und Icons

Jeder Befehl auf der Symbolleiste ist in Form einer Schaltfläche dargestellt, eines kleinen, rechteckigen Knopfes mit einem Sinnbild, dem Icon. Es gibt noch eine andere Art, die Text-Schaltfläche, aber die finden Sie erst weiter unten, unter Dialogbox.

Natürlich wird hier nur eine kleine Auswahl der Befehle im Menü geboten, und deshalb dürfen die Schaltflächen auch etwas verschwenderischer mit dem Platz umgehen. SolidWorks besitzt indessen nicht nur viele Symbolleisten, sondern auch gleich mehrere Arten davon:

Üblich ist die sogenannte angedockte Symbolleiste, die oben, links, rechts oder unten am Anwendungsfenster klebt.

In der Titelleiste ganz oben ist neben dem Menü und dem Titel auch die Symbol- leiste Standard untergebracht.

Symbolleisten können aber auch frei im Programmfenster schweben, manchmal sogar außerhalb davon. Hierzu ziehen Sie sie am geriffelten Ende aus dem Docking-Bereich. Sie ist jetzt abgedockt und besitzt oben eine eigene Titelleiste mit Überschrift, einen Rahmen ringsum und eine Schaltfläche Schließen. Das rote „X“.

Ziehen Sie eine freie Symbolleiste in die Nähe des Randes, so wird sie wieder angedockt. Sie können sie auch neben eine andere Symbolleiste ziehen statt darunter, um Platz zu sparen.

    • Es gibt aber noch eine vierte Art, die jedoch SolidWorks-spezifisch ist: Die Symbol- leiste Ansicht (Head-Up). Sie ist fest am oberen Rand des Zeichenfensters angebracht.

Bildlaufleisten

Bildlaufleisten oder Scrollbalken [to] scroll ist ein Kunstwort aus screen roll finden Sie überall in GUIs. Sie werden meist dynamisch eingeblendet, wenn das Fenster für den Inhalt zu schmal oder zu niedrig ist. Sehr oft der Fall ist dies bei Datei-Dialogen.

Sie können die zentralen Regler ziehen, um den Bildausschnitt stufenlos zu ver- schieben. Sie können mittels der Pfeiltasten an den Enden zeilenweise oder durch Klicken zwischen Pfeiltasten und Reglern bildschirmweise voranschreiten. Sie können in solchen Listen fast immer auch die Pfeil- und Steuertasten der Tastatur nutzen.

Die Statusleiste

Ganz unten im Anwendungsfenster sehen Sie noch die Statusleiste, ein Informationszentrum, das beispielsweise über die aktuelle Funktion informiert oder Hilfetexte einblendet.

Dialogboxen bzw. Dialogfelder

Manche Befehle, wie etwa Optionen, führen zu einer sogenannten Dialogbox. Das ist ein Fenster, das vorübergehend eingeblendet wird und Einstellmöglichkeiten für ein bestimmtes Thema bietet.

Auch eine Dialogbox hat eine Titelleiste mit Überschrift, mindestens die Schaltfläche Schließen – manchmal aber noch andere, wie Hilfe, Maximieren und Minimieren und einen verstellbaren Rahmen, falls ihre Inhalte zur Überbreite neigen.

Eine Dialogbox lässt sich über die Titelleiste wegziehen. Wenn der Rest der Anwendung gesperrt ist, handelt es sich um eine modale Dialogbox, andernfalls um eine nichtmodale. Eine Sonderform der nichtmodalen Dialogbox ist die Palette bzw. das Palettenfenster, das meist am linken oder rechten Rand des Anwendungsfensters angedockt ist und eine parallele Bedienung der Anwendung erlaubt.

Dialogboxen verfügen über einige zusätzliche Widgets, die dem Programmfenster vorenthalten bleiben.

Registerkarten

Sind mehr Einstellungen vorgesehen als in eine Dialogbox der maximalen Größe hineinpassen – sprich, der Grafikauflösung des Monitors –, oder existiert eine deutliche thematische Trennung der Inhalte, so werden oft Registerkarten eingesetzt. Sie erkennen sie an den sogenannten Reitern, die oben oder unten über die Registerkarten hinausragen (kurzer Pfeil). Klicken Sie auf einen Reiter, so wird die zugehörige Registerkarte hervorgeholt.

Rubriken

Sind der Einstellmöglichkeiten dann immer noch zu viele, wird die Registerkarte ihrerseits in Rubriken aufgeteilt (oberer Kasten). Klicken Sie auf einen dieser Einträge, wird rechts der gesamte zugehörige Rubrikeninhalt eingeblendet.

Kontrollkästchen

Ein häufig vertretenes Widget in Dialogboxen ist das Kontrollkästchen, manchmal auch als Kontrollfeld oder Checkbox bezeichnet (langer Pfeil). In das kleine Quadrat links neben dem Text können Sie durch Anklicken ein Häkchen einfügen. Man sagt, diese Option sei aktiviert, andernfalls deaktiviert.

Im Lehrgang würde folgende Anweisung zum obigen Fenster führen:

  • Wählen Sie Optionen, Registerkarte Systemoptionen, Rubrik Zeichnungen. Aktivieren Sie Doppelte Modellbemaßungen entfernen.

Wenn das Ziel schon mehrere Male aufgerufen wurde, finden Sie die Kurzfassung:

  • Aktivieren Sie in Optionen, Systemoptionen, Zeichnungen die Option Doppelte Modellbemaßungen entfernen.

Textschaltflächen

In praktisch jeder Dialogbox finden Sie in der unteren rechten Ecke einige Schaltflächen, die jedoch keine Icons enthalten und auch nicht quadratisch sind, sondern rechteckig: die sogenannten Textschaltflächen. In der obigen Dialogbox Optionen sind es die Standards OK, Abbrechen und Hilfe (unterer Kasten).

Gruppenfelder

In vielen Dialogboxen sind Funktionen in Gruppenfeldern angeordnet, welche zwar selbst keine Funktion ausüben, aber die Dialogbox thematisch gliedern. Gruppenfelder sind durch einen dünnen grauen Rand gekennzeichnet und umfassen ein oder mehrere Widgets.

Gruppenfelder haben oft einen bezeichnenden Titel, wie hier Text, Einstellungen oder Textabstand.

Textfelder

Rechts neben der Schaltfläche Schriftart sehen Sie ein Textfeld, das zwar keine Funktion auslöst, das Widget jedoch genauer bezeichnet bzw. dessen aktuelle Einstellung anzeigt, wie hier die Schriftart: ISOCPEUR.

Editierfelder

Im untersten Gruppenfeld finden Sie zwei Editierfelder. Dies sind kleine Fenster, in die Sie alphanumerische Informationen eingeben, wie hier 0.5 mm und 1 mm. Dazu gehört ein beschreibender Text, hier jeweils zur Linken.

Pfeilschaltflächen bzw. Drehfelder

In Editierfeldern finden Sie manchmal sogenannte Pfeilschaltflächen, angelegentlich auch als Drehfelder bezeichnet, die die Werte durch Anklicken in gleichmäßigen Abständen herauf- und herabsetzen. In SolidWorks können Sie den Wert dieser Abstände als sogenannte Drehfeld-Inkremente einstellen.

Default

Wenn Sie Zahlenwerte vorfinden, ohne sie selbst eingegeben zu haben, so handelt es sich hierbei um die sogenannten Defaultwerte oder einfach Defaults. Ein Default wird für den Fall definiert, dass Sie eine Eingabe unterlassen. (Default (eng.): Standard, Vorgabe, Unterlassung.) Dies können alphanumerische, aber auch nichttextliche Werte sein, z. B. die Größe und der Ort einer Dialogbox, der letzte Pfad oder die Abfolge und Ausstattung der Symbolleisten.

Listenfelder

Ein weiteres Widget ist das Listenfeld, eine Art einspaltiges Menü, das Sie oft in Dialogboxen vorfinden. Listenfelder gibt es zum Aufklappen oder bereits fertig aufgeklappt, je nach Anzahl der enthaltenen Daten. Im folgenden Beispiel gibt es deren drei.

Listenfeld-Daten wählen Sie durch Anklicken.

Kombinationsfelder

Ein Kombinationsfeld, auch Combobox, ist eine Kombination aus einem Editierfeld und einem Listenfeld. Sie können sowohl aus einer Liste wählen als auch eigene Einträge zur Liste hinzufügen.

Schieberegler

Einen Schieberegler oder Slider verwenden Sie, um eine Größe qualitativ und meist stufenlos zu definieren, d. h. ohne eine quantitative Angabe machen zu müssen. Im folgenden Bild können Sie die Drehbreite lediglich größer, kleiner oder ausschalten.

Auswahllisten

Ein SolidWorks-eigenes Widget ist die Auswahlliste. Sie ist blau unterlegt, kann mit dem kleinen Knopf in ihrer Länge verändert werden und übernimmt Objekte, die im Editor oder FeatureManager angeklickt werden. Ein zweites Anklicken entfernt diese wieder.

Optionsfelder

In der obigen Abbildung ist noch ein weiteres Widget zu sehen: Optionsfelder. Diese sind tatsächlich als Einheit anzusehen, denn sie können nicht alleine auftreten – nein, hier sollen Sie wählen: Nur eines dieser drei kann jeweils aktiv sein, im Unterschied zu den Kontrollkästchen, bei denen Sie beliebige Kombinationen bilden können. Optionsfelder befinden sich zur besseren Kenntlichkeit oft in Gruppenfeldern.