Genauso häufig wie die Extrusion wird die Rotation angewendet, eine Funktion zur Erzeugung rotationssymmetrischer Körper wie Achsen, Wellen, Cognacgläser.

Um einen Volumenkörper zu rotieren, zeichnen Sie einen geschlossenen Querschnitt und eine Mittellinie. Der Querschnitt wird um diese Mittellinie rotiert, wodurch ein Regelkörper entsteht. Alle Drehteile können durch Rotation konstruiert werden – bei manchen allerdings fahren Sie besser mit der Extrusion: Der Trick besteht immer darin, das zweckmäßige Verfahren zu wählen.

Konstruieren Sie eine Achse mit zwei umlaufenden Kerben für Sicherungsscheiben:

Erstellen Sie ein neues Teil und speichern Sie es sofort unter St Führung Achse. (St steht für die Baugruppe Stanze, diejenige also, die mit dem Klammern befasst ist.)

Erstellen Sie auf der Ebene vorne eine neue Skizze.

Zeichnen Sie eine Mittellinie ein, die links vom Ursprung beginnt und etwa 40 mm lang ist.

Die Kunst der Skizzenbeziehung – oder auch Skizzenbeschränkung – besteht darin, die Skizze nach Kräften zu automatisieren, sodass Sie am Ende mit einem Minimum an Bemaßungen auskommen. Dies ist auch der Weg zur voll bestimmten Skizze: Erst zeichnen Sie, dann beschränken Sie, dann bemaßen Sie, am Ende ist alles schwarz.

Wenn Sie nicht zu schief zeichnen, wird Ihre Skizze bereits bei der Erstellung horizontal, vertikal und deckungsgleich beschränkt. Dies geschieht durch die Funktion Automatische Beziehungen. Aber üben Sie für den Anfang ruhig einmal ohne Netz und doppelten Boden:

• Schalten Sie über das Menü Extras, Skizzeneinstellungen Automatische Beziehungen aus.

Sie haben ja immer noch das Gitter und die Koordinatenanzeige unten in der Statusleiste.

Wählen Sie Linie (Tastatur: L) und zeichnen Sie, vom Ursprung ausgehend nach oben, den geschlossenen Linienzug nach Abb. 3.1. Achten Sie nicht auf Genauigkeit, nur auf die Topologie, also die richtige Anzahl von Ecken und Kanten. Genauigkeit kommt beim MCAD immer erst im zweiten Schritt. Mit Esc oder Rechtsklick, Auswählen schließen Sie die Linie ab.

Abb. 3.1

Wählen Sie Elemente einblenden/ausblenden und lassen Sie die Skizzenbeziehungen anzeigen.

• Alle Linienstücke sollen zunächst horizontal oder vertikal beschränkt sein.

Klicken Sie eine annähernd Horizontale an und wählen Sie aus der Kontext- Symbolleiste Horizontal (Abb. 3.2). Die Linie wird ausgerichtet.

Führen Sie diesen Schritt für die fünf restlichen „Horizontalen“ durch. Fahren Sie dann analog mit den sechs „Vertikalen“ fort.

Abb. 3.2: Automatische Beziehungen sind gefährlich, solange man ihre Funktionsweise nicht versteht

Verknüpfen Sie den linken, unteren Eckpunkt deckungsgleich mit dem Ursprung. Wählen Sie die beiden Punkte mit gedrückter Strg-Taste (Abb. 3.3).

Abb. 3.3: Die Richtung stimmt, doch es stehen noch zahlreiche Beschränkungen aus …

Das ist also die Arbeit, die normalerweise die Funktion Automatische Skizzenbeziehung übernimmt. Dabei kennt sie insgesamt sechs Fälle, die den Löwenanteil der Beziehungs-Arbeit umfassen: Vertikal, Horizontal und Deckungsgleich kennen Sie schon; hinzu kommen Mittelpunkt, Lotrecht und Tangential.

Die Übung hat den folgenden Hintergrund, der Ihnen vielleicht auch schon beim Experimentieren auffiel: Wenn Sie annähernd horizontal, vertikal oder orthogonal skizzieren, so werden die Linien wie von Geisterhand geradegezogen und an zufällig in der Nähe befindlicher Geometrie angeheftet. SolidWorks versucht, Ihre Intention zu erraten und Ihnen so Arbeit abzunehmen.

Solange Sie genau wissen, was das Programm da macht, ist dagegen auch nichts einzuwenden. Doch zu Beginn möchte ich Ihnen ans Herz legen, dass Sie sich mit den Skizzenbeziehungen selbst auseinandersetzen. Denn je gründlicher Sie das tun, um so besser werden Sie dem Programm später einmal sagen können, was es zu tun hat – und nicht anders herum!

• Schalten Sie die automatischen Beziehungen jetzt wieder ein.

Ziehen Sie den rechten, unteren Endpunkt, so springt sofort die Automatik an und schlägt eine deckungsgleiche Verknüpfung vor. Das erkennen Sie an dem kleinen Label neben dem Cursor, das nun gelb statt weiß unterlegt ist – der Indikator dafür, dass die automatischen Skizzenbeziehungen aktiv sind.

Obwohl die Elemente auf das Koordinatensystem ausgerichtet sind, fehlt noch die Ausrichtung der Objekte aufeinander, denn wir wollen ja eine Achse konstanten Durchmessers mit zwei Kerben. Das bedeutet, die beiden horizontalen Randlinien und das Stück in der Mitte müssen kollinear aufeinander ausgerichtet werden:

• Markieren Sie mit Strg die beiden Randlinien und das Mittelstück (Abb. 3.4).

Abb. 3.4: Kollineares Ausrichten der horizontalen Linienstücke

Wählen Sie entweder in der Kontext-Symbolleiste oder im PropertyManager die Skizzenbeziehung Kollinear (Kasten).

Wenn Sie die Linien anständig schief gezeichnet haben, springen sie jetzt in Position. Wenn Sie jedoch die Skizzenbeziehungen sichtbar machen, erkennen Sie, dass nicht alle drei Elemente miteinander verknüpft wurden, sondern in Wahrheit zwei Paare gebildet wurden: Die mittlere Linie besitzt zwei Kollinear-Labels! Die Beziehung Kollinear ist also ebenfalls binär. Oder auf Algebraisch: Bei n Elementen werden n-1 Paare gebildet.

Verknüpfen Sie nun auch die beiden kurzen Horizontalen der Nuten kollinear miteinander, denn die Nuten sollen identisch sein.

Die Nuten sollen identisch sein – das bedeutet, sie haben auch die gleiche Breite:

Wählen Sie nochmals die beiden kurzen Horizontalen und klicken Sie auf die Skizzenbeziehung Gleich. Nutzen Sie ruhig die Kontext-Symbolleiste, das geht schneller (Abb. 3.5).

Abb. 3.5: Zwei Linien erhalten die gleiche Länge

Es ist interessant zu sehen, was die Skizzenbeziehungen mit den Elementen an- stellen:

• Ziehen Sie eine der Nuten in verschiedene Richtungen, so folgt die andere in mancherlei Hinsicht auf dem Fuße (Abb. 3.6).

• Auch die drei kollinear verbundenen Stücke verhalten sich synchron.

• Richten Sie die Objekte dann in etwa wieder so aus wie vorher.

Abb. 3.6: Überprüfen der korrekten Beschränkung der Skizze

Die beiden Nuten sind identisch, aber auch gleich weit von den Enden entfernt. Zeit für ein wenig Symmetrie:

Zeichnen Sie eine vertikale Mittellinie durch die Kontur. Wählen Sie mit gedrückter Strg-Taste diese Mittellinie und den Mittelpunkt der unteren, durchgezogenen Horizontalen. Achten Sie dabei auf die Anzeige und das Icon des Cursors.

Wenn Sie die Mittellinie bewegen, muss das rechte Ende in doppelter Geschwindigkeit mitgehen (Abb. 3.7). Machen Sie diese Bewegung jedoch wieder rückgängig.

Der Sinn der Symmetrielinie kommt aber erst jetzt zum Tragen:

Abb. 3.7: Häufiger Fall: Eine zweite Mittellinie für die Achsensymmetrie des Querschnitts selbst

Markieren Sie die Mittellinie und die beiden kurzen inneren Vertikalen der Nuten und verknüpfen Sie auch diese drei symmetrisch miteinander (Abb. 3.8).

Es ist durchaus faszinierend, was Sie mit der Skizze jetzt alles anstellen können.

• Ziehen Sie an beliebigen Punkten und Seiten, die Skizze reagiert stets symmetrisch und harmonisch. Nicht dass sämtliche Variationen unbedingt auch Sinn ergeben müssten (Abb. 3.9)!

Abb. 3.8: Die beiden Innenseiten der Nuten werden symmetrisch aufeinander ausgerichtet

Abb. 3.9: Synchronschwimmer-Verein: Alle Elemente befinden sich in Beziehung zueinander – die Skizze kann bemaßt werden!

Bemaßen Sie zunächst die untere Horizontale – die Länge über alles skaliert die Skizze in etwa passend (Abb. 3.10).

Abb. 3.10: Die ersten Maße verziehen die Kontur recht heftig

Da Sie jetzt fertig sind mit den Skizzenbeziehungen und es ohnehin ein wenig voll wird im Editor, können Sie die Skizze ausblenden. Wie das geht, wissen Sie noch? Gut.

Der Durchmesser ist hier natürlich nur ein Halbmesser, da es sich ja um eine Rotationsskizze handelt. Statt aber die Hälfte des gewünschten Durchmessers anzugeben und damit falsche Maße in die Zeichnung einzuführen, arbeiten wir hier mit einer Sonderfunktion der Intelligenten Bemaßung: dem Doppelten Abstand:

• Mit eingeschalteter Bemaßungsfunktion klicken Sie erst auf die obere Horizon- tale, dann auf die horizontale Mittellinie – nicht auf die durchgezogene Konturlinie, denn so funktioniert es nicht (Abb. 3.11 links und Mitte).

• Zeigen Sie zur Platzierung des Maßes auf einen Punkt unterhalb – allgemein: auf der anderen Seite – der Mittellinie, so erkennt SolidWorks Ihre Absicht, einen Durchmesser zu definieren und verdoppelt die Maßzahl. Klicken Sie und geben Sie als Durchmesser 3 mm an (rechts).

Der Rest der Bemaßungen ist ziemlich einfach:

• Der wichtigste Längenabstand ist derjenige zwischen den beiden Kerben, also bemaßen Sie ihn mit 18 mm (Abb. 3.12).

Abb. 3.11: Anlegen eines Doppelten Abstandes

• Die Nutbreite beträgt 0.64 mm für eine Sicherungsscheibe nach DIN 6799 2.3 für einen Nenndurchmesser von 3 mm.

Abb. 3.12: Fast fertig: Der Querschnitt der Achse

• Die Nuttiefe entsteht durch den Restdurchmesser, und den bemaßen Sie wiederum über einen Doppelten Abstand zu 2.3 mm.

Die Skizze sollte jetzt vollständig schwarz und damit voll definiert sein. Schließen Sie sie, nennen Sie sie via F2 Sk Achse und speichern Sie die Datei.

Klicken Sie in der Symbolleiste Features auf Aufsatz/Basis rotiert.

Der PropertyManager würde normalerweise schon jetzt mit einer Vorschau der Rotation erscheinen, doch in dieser Skizze befinden sich zwei Mittellinien – Sie müssen also wählen:

• Klicken Sie auf die horizontale Mittellinie des Profils, und die Vorschau wird erzeugt (Abb. 3.13).

• Belassen Sie die Einstellungen auf ihren Defaults, also eine blinde Rotation um 360°, wodurch ein Vollkörper entsteht.

Abb. 3.13: Voransicht der rotierten Achse

Nennen Sie die Rotation R Achse und speichern Sie sie erneut. In Abb. 3.14 ist der Historienbaum des Bauteils zu sehen.

Abb. 3.14: Die Achse der Stanze soweit

Der Achse fehlen allerdings noch zwei Fasen an den Enden. SolidWorks verfügt über zwei Funktionen zu diesem Zweck. Probieren wir einfach beide.

Klicken Sie in der Symbolleiste Feature auf Fase (Abb. 3.15).

• Stellen Sie als Fasenparameter Winkel-Abstand ein, wie es im Technischen Zeichnen üblich ist.

• Geben Sie 0.2 mm für den Abstand und als Winkel 45° ein.

• Aktivieren Sie Vollständige Vorschau. Klicken Sie dann jeweils auf die Kanten zwischen dem Zylinder und einer Endfläche, sodass die Fase angedeutet wird. Bestätigen Sie mit OK.

Der große Vorteil des Fasen-Features ist, dass Sie es problemlos erweitern können:

Abb. 3.15: Anbringen eines Fasen-Features

Klicken Sie auf das Icon der Fase<n> im FeatureManager und wählen Sie Feature bearbeiten.

• Die blaue Liste unter Fasenparameter ist bereits aktiviert, da sie die einzige im PropertyManager der Fase ist. Wenn eine Funktion mehrere solcher Auswahllisten besitzt, wählen Sie zunächst die gewünschte durch Anklicken:

Aktivieren Sie die Auswahlliste unter Fasenparameter und klicken Sie auf die Kante am entgegengesetzten Ende der Achse.

• Die Kante wird der Liste zugefügt.

• Bestätigen Sie, so wird auch das andere Ende gefast (Abb. 3.16).

Abb. 3.16: Das Fasen-Feature wird aufs andere Ende der Achse ausgeweitet

Diese Methode hat den Vorteil der leichten Wartbarkeit: Wenn Sie Fasen ändern wollen, so können Sie das direkt im FeatureManager tun, durch Editieren des expliziten Features.

Doch hierin liegt auch ein Nachteil: Sicher, der Feature-Baum enthält ohnehin nur zwei Einträge, da macht einer mehr oder weniger nicht viel aus. Aber wenn Sie mehrere Dutzend Einträge haben, wird der Baum zusehends ungemütlich – die Features häufen sich, Sie beginnen den Überblick zu verlieren. Auch die Performance leidet mit jedem neuen Feature. Ordnung ist also nicht das halbe, sondern das ganze Leben im MCAD! Aber wie gesagt, keine Sorge. Sie haben noch fünf Lehrbriefe vor sich.

Den dritten Nachteil des Features Fase verstehen Sie nach Anwendung der Alternative:

Löschen Sie das Feature der Fase, indem Sie es im FeatureManager anklicken und Entf drücken.

Öffnen Sie die Skizze Sk Achse zur Bearbeitung. Wechseln Sie in die Normalansicht.

Aktivieren Sie in der Symbolleiste Skizze die Funktion Fase skizzieren. Wählen Sie wieder den Fasenparameter Winkel-Abstand, stellen Sie 0.2 mm und 45° ein (Abb. 3.17).

• Aktivieren Sie in der oberen Reihe Schaltflächen die dritte, Sichtbar – die Stecknadel. Somit können Sie mehrere Fasen auf einmal definieren.

• Klicken Sie dann die beiden oberen äußeren Ecken des Profils an, sodass die Fasen eingefügt werden.

• Zur besseren Übersicht können Sie an die Ecken heranzoomen und die Maßzahlen aus der Kontur ziehen.

• Bestätigen Sie, um die Fasenfunktion zu beenden. Bestätigen Sie ein weiteres Mal, um den Skizzenmodus zu beenden.

• Das Ergebnis ist scheinbar das Gleiche wie eben: Die Achse zeigt saubere Fasen an beiden Enden. Den Unterschied erkennen Sie erst im FeatureManager: Dort befindet sich nur ein einziges Feature – die Rotation selbst (Abb. 3.18).

Abb. 3.17: Skizzieren der Fasen

Der Vorteil dieser Methode ist jedoch nicht nur, dass sie Features einspart, sondern auch, dass Sie jetzt sämtliche geometrischen Merkmale – minus die Rotation – in einer einzigen Skizze haben! Die Skizze wird somit praktisch zur Zentralverwaltung des ganzen Bauteils.

Das mag Ihnen im Moment nicht viel ausmachen, doch wenn Sie erst komplexe Bauteile mit vielen Skizzen haben, oder wenn Sie gar Teile im Baugruppenkontext editieren, wo Sie ein halbes Dutzend Hierarchieebenen und hunderte von Features haben, dann – glauben Sie mir: Sie werden für jeden Ort dankbar sein, an dem Sie nicht suchen müssen …

Abb. 3.18: Andere Route, gleiches Ziel: Die Achse wurde mit dem Skizzenfeature angefast

Das vorige Beispiel hat gezeigt, wie viel strategisches Denken doch zur Rotation gehört. Rotation ist einfach elegant. Und sie war im Beispiel die bessere Lösung, weil wir in Rotationsrichtung Einzelheiten unterbringen mussten – die Nuten für die Sicherungsringe nämlich. Das wäre als Extrusion auch möglich gewesen, wäre aber wesentlich umständlicher gewesen.

Aber es gibt auch einfache Drehteile wie die beiden Achsen, die Sie im Folgenden anfertigen. Die sollte man extrudieren können. Versuchen wir folgendes:

• Öffnen Sie ein neues Bauteil und speichern Sie es unter Ar Auslöser Achse. (Ar steht für die Baugruppe „Arretierung“.)

Erstellen Sie auf der Ebene vorne eine Skizze.

Zeichnen Sie einen Kreis deckungsgleich auf den Nullpunkt. Achten Sie darauf, dass Extras, Skizzeneinstellungen, Automatische Beziehungen eingeschaltet ist.

Sie können das zur Not aber auch in zwei Schritten erledigen, indem Sie mit Strg das Zentrum und den Ursprung wählen und Deckungsgleich wählen.

Bemaßen Sie den Kreis mit 3 mm Durchmesser (Abb. 3.19).

• Schließen Sie die Skizze und nennen Sie sie Sk Achse.

Abb. 3.19: Ein Kreis, ein Durchmesser, eine voll bestimmte Skizze

Markieren Sie den Eintrag der Skizze und wählen Sie Linear ausgetragener Aufsatz.

• Geben Sie eine Tiefe von 31 mm ein und bestätigen Sie. Nennen Sie das Feature A Achse (Abb. 3.20). Das A ist ein Textkürzel, das die Art des Features beschreibt. Hier also ein A für Aufsatz.

• Verglichen mit dem vorigen Exkurs war dies ein Kinderspiel, nicht wahr? Mit umlaufenden Kerben hätten wir hier allerdings schon Probleme, da wir keine Skizze in Rotationsrichtung haben. Was wir haben, ist ein simpler Kreis (Abb. 3.21)!

Abb. 3.20: Einfacher als gedacht: Extrudieren eines Drehteils

• Auch „fasenweise“ sind wir hier auf das Feature Fase festgelegt. Aber diesmal können wir einen Trick anwenden:

Abb. 3.21: Die Skizze der extrudierten Achse taugt nicht zur Skizzen-Fase

Schalten Sie Fase ein, konfigurieren Sie die Fase wieder zu 0.2 D 45° und klicken Sie einfach auf die Zylinderfläche.

• Ergebnis: Beide Fasen werden in einem Arbeitsgang angebracht (Abb. 3.22).

• Wenn Sie statt Kanten ganze Flächen wählen, so werden all deren Begrenzungen gefunden. Daher also die zwei Fasen mit einem Klick.

Nennen Sie die Fase F Achse.

Abb. 3.22: Warum schwierig: Anwahl des Zylinders erzeugt beide Fasen auf einmal

Speichern Sie das Bauteil (Abb. 3.23).

• Sie sehen schon, auch im MCAD hat alles seine Vor- und Nachteile.

Abb. 3.23: Die fertige Achse des Auslösers