Konstruktionstechnik und CAD

Institut für Management und Technik

Version 5.0 vom 13.11.2019

75B0044

Design Methods and Computer Aided Design

Allgemeiner Maschinenbau (B.Sc.)

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Die Darstellung technischer Systeme Zeichnungen, Plänen und Skizzen ist die wichtigste Kommunikationsplattform bei der Konstruktion und Entwicklung, Fertigung, Montage sowie bei der Wartung und Instandhaltung. Insbesondere das räumliche Vorstellungsvermögen damit die Fähigkeit dreidimensionale Strukturen aus zweidimensionalen Darstellungen zu entwickeln und umgekehrt zweidimensionale Zeichnungen aus räumlichen Modellen abzuleiten ist für die berufliche Praxis von unverzichtbaren Wert. Die grundlegenden und standardisierten Darstellungsweisen werden anhand ausgewählter Baugruppen und Maschinenelemente, wie zum Beispiel Getriebe und Kupplungen bzw. Schrauben, Wellen, , Sicherungselementen und Dichtungen erläutert und anhand eigener Übungsaufgaben nachvollzogen.Parallel und in Ergänzung zum konventionellen Zeichnen und Skizzieren bietet die Einführung in das Computer Aided Design (CAD) die Basis für heutige moderne rechnergestützte Konstruktionsprozesse. Im Sinne eines durchgängig digitalisierten Entwicklungsprozesses - auch vor dem Hintergrund einer Industrie 4. 0 Umgebung - wird dadurch die direkte Einbindung weiterer Prozessschritte gewährleistet. Ansätze, Aufbau, Funktionalitäten, Module und Schnittstellen moderner 3D CAD Systeme werden am Beispiel der Entwicklungsumgebung des -Systems SolidWorks vertieft und die Einbindung in den weiteren Prozess der Produkterstellung vorgestellt.

• 1. Grundlagen des Konstruktionsprozesses
• 2. Analysieren von Baugruppen-Zeichnungen
• 3. Toleranzen, Passungen und Oberflächenangaben
• 4. Grundzüge der Darstellung von
• Verbindungselementen (Schrauben und Niete)
• Wälzlagern, Sicherungselementen und Dichtungen
• Wellen und Welle-Nabe-Verbindungen
• Zahnrädern und Federn
• 5. Grundlagen des Freihandskizzierens
• 6. Einführung in 3D-CAD Systeme am Beispiel von SolidWorks
• 7. Praktische Ermittlung dreidimensionaler Geometrien mittels Messmitteln und Modellierung im 3-D CAD System
• 8. Erstellung von 3-D Modellen auf Basis von Zeichnungen
• 9. Modellierung von Einzelteilen und Ableitung fertigungsgerechte Zeichnungen
• 10. Erstellung von Baugruppen und Simulation der kinematischen Baugruppenstruktur sowie Ableitung der Baugruppenzeichnung
• 11. Generierung und Verwaltung von Baukastenstücklisten unter Verwendung von Positionsnummern

Wissensverbreiterung
Die Studierenden kennen die unterschiedlichen gängigen Dokumentationsformen technischer Systeme durch Einzelteil-, Baugruppen- und Montagezeichnungen sowie anhand von Skizzen und Plänen und wissen wie die wichtigsten Maschinenelemente normgerecht dargestellt werden. Darüber hinaus verfügen sie über grundlegende Kenntnisse des CAD Einsatzes im Konstruktionsprozess und der Erstellung von Einzelteilen und Baugruppen auf Modellebene sowie der Ableitungen von entsprechenden normgerechten zweidimensionalen Zeichnungen.
Wissensvertiefung

Können - instrumentale Kompetenz
Die Studierenden sind in der Lage normgerechte zeichnerische Darstellungen von Bauteilen und Baugruppen zu analysieren und die Funktionen und die Bauzusammenhänge zu erkennen. Grundlegende Maschinenelemente können Sie in ihrer typischen Wirkungsweise innerhalb einer Baugruppe selbständig skizzieren und normgerecht zeichnerisch darstellen, sowohl konventionell als auch rechnergestützt.
Können - kommunikative Kompetenz
Insbesondere durch die intensive Auseinandersetzung innerhalb dieses Moduls bei der Analyse von Zeichnungen und dem selbstständigen Erstellen von Skizzen auf Grundlage des Freihandzeichnens, sind die Studierenden in der Lage sich mit anderen Fachleuten aus Konstruktion, Entwicklung, Fertigung, Vertrieb sowie internen und externen Kunden und Lieferanten in geeigneter Weise auszutauschen und wesentliche bauteil-oder baugruppenbezogene Fragestellungen zielführend zu klären.
Weiterhin erkennen sie die Bedeutung der Dokumentation und Transparenz der bei der Modellierung angewandten Vorgehensweise, gerade im Hinblick auf Änderungen und Varianten der ursprünglichen Konstruktion.
Können - systemische Kompetenz
Das in diesem Modul erworbene konstruktive Können, insbesondere die Fähigkeit dargestellte technische Systeme zu analysieren und deren Funktionsweise zu erkennen , ist eine wichtige und unverzichtbare Kompetenz in Bezug auf weiterführende Module wie beispielsweise technische Mechanik, Elektrotechnik, Fertigungstechnik/ Werkzeugmaschinen, Produktentwicklung, Thermodynamik/ Fluiddynamik und Antriebstechnik.
Die in Bezug auf die Anwendung eines 3D-CAD-Systems erworbenen Kenntnisse und Fertigkeiten befähigen die Teilnehmer grundsätzlich dazu, ihre Tätigkeit im Rahmen einer digitalisierten Wertschöpfungskette (Industrie 4.0) auszuführen.

• Die Veranstaltung erfolgt in Vorlesungen und betreuten Laborübungen, in denen Praxisbeispiele konventionell und am Rechner konstruiert werden. Ergebnisse von gestuften CAD-Konstruktionsaufgaben, die durch die Studierenden eigenständig bearbeitet werden, werden bei Lernkontrollen durchgesprochen.
• Workshop zur Analyse von Zeichnungen und zum Freihandzeichnen
• Vorlesungen mit Übungen und Berechnungen
• selbständige Anfertigung von technischen Skizzen, CAD-Modellen, abgeleiteten Zeichnungen Zusätzlich wird zu den Laborübungen ein „Freies Üben“ im CAD-Labor unter Betreuung von wissenschaftlichen und studentischen Mitarbeitern sowie Tutoren angeboten.

Grundlagen Mathematik, insbesondere darstellende Geometrie, Technische Physik; ggf. Technische Mechanik I – Statik, Werkstoffengineering

Piwek, Volker

• Piwek, Volker
• Adamek, Jürgen

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• Hoischen, H.: Praxis des Technischen Zeichnens - Arbeitsbuch für Ausbildung, Fortbildung und Studium , Berlin, Cornelsen Verlag, 2016
• Labisch S.; Weber C.: Technisches Zeichnen - selbstständig lernen und effektiv üben, Wiesbaden, Springer Vieweg, 2013
• Hoenow, G.; Meißner, T.:Entwerfen und Gestalten im Maschinenbau : Bauteile - Baugruppen – Maschinen, München, Carl Hanser Verlag, 2016
• Steinmüller, A. [Hrsg]: Tabellenbuch für Metallbautechnik, Haan-Gruiten, Europa-Lehrmittel Verlag, Nourney, 2016
• Vogel, H.: SolidWorks 2007, Hanser Fachbuchverlag Leipzig

Klausur 2-stündig

• Regelmäßige Teilnahme
• Arbeitsprobe, praktisch

1 Semester

Nur Sommersemester

Deutsch