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Tutorialbeschreibung

Gewinde über Lathe-NURBS

Gewinde über Lathe-NURBS

Sicher habt ihr schon vor der Aufgabe gestanden, ein Gewinde zu erstellen. Ich möchte euch mit diesem Tutorial einen Weg zeigen, wie man mithilfe eines Lathe-NURBS ein Gewinde erstellt.


Das Ergebnis soll ein Pfosten mit einem Durchmesser von 80 mm und einer Länge von 800 mm werden. Am unteren Ende soll ein Gewinde angesetzt sein.

Gewindedaten:

• M80 Trapezgewinde
• Steigung 8 mm
• Kerndurchmesser 74 mm
• Gewindelänge 48 mm

Wir beginnen damit, dass wir in die Ansicht Vorne wechseln. Im Menü Objekte klicken wir auf den Menüpunkt Spline-Erzeugung. Dann klicken wir auf Bézier (Bild 01).

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Bild 01


Dann klicken wir nacheinander 5 Punkte wie in Bild 02 an.

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Bild 02


Danach klicken wir auf das Symbol Verschieben (Bild 03).

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Bild 03


Wir passen im Koordinaten-Manager (und nur hier ist es möglich) die Punkte wie in Bild 04 gezeigt an. Hierzu klicken wir den entsprechenden Punkt an und ändern die Werte.

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Bild 04


Um das Gewinde zu erstellen, benötigen wir wie gesagt einen Lathe-NURBS. Wir finden den Lathe-NURBS im Menü Objekte unter dem Menüpunkt NURBS (Bild 05):

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Mit dem Lathe-NURBS erstellen wir ein Objekt durch Rotation. Hierzu schieben wir im Objekte-Manager den Bézier-Spline in das Lathe-NURBS (Bild 06).

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Bild 06


Das Ergebnis sehen wir in Bild 07 in der Ansicht Zentralperspektive.

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Bild 07


Wir sehen einen einzelnen Gewindegang, aber ohne Steigung. Jetzt müssen wir uns über ein paar Parameter klar werden:

Wie genau soll das Gewinde erstellt werden? Hierzu müssen wir ein paar Sachen berücksichtigen:

• Damit die Steigungen plastisch dargestellt werden, müssen wir den Phong-Tag des Gewindes auf einen niedrigen Wert einstellen.
• Da der Phong-Tag einen niedrigen Wert zugewiesen bekommt, müssen wir die Anzahl der Segmente pro Gewindegang erhöhen.

Wenn wir den Phong-Tag z.B. auf einen Wert von 35 reduzieren, sollten wir mindestens 48 Segmente je Gewindegang haben. Wir wollen eine fertige Gewindelänge von 48 mm erreichen. Bei 8 mm Steigung sind dies 48/8 = 6 Gewindegänge.

Bei Gewindeanfang und –ende müssen wir die Polygone anpassen. Hierzu benötigen wir insgesamt drei zusätzliche Gewindegänge. Somit sind insgesamt 9 Gewindegänge erforderlich, was einer Gewindelänge von 72 mm entspricht. Bei 9 Gewindegängen je 48 Segmente sind 432 Segmente erforderlich.

Für den Winkel müssen wir die Anzahl Gewindegänge mit 360° multiplizieren (9 · 360 = 3240°).

Da die Eingabefelder eine Taschenrechnerfunktion besitzen, kann man die Werte auch direkt als Formel eingeben. Die errechneten Parameter verwenden wir in den Attributen des Lathe-NURBS (Bild 08).

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Bild 08


Nachdem wir die Parameter eingegeben haben, sehen wir das Ergebnis wie in Bild 09.

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Bild 09


Jetzt sieht es schon eher wie ein Gewinde aus. Aber oben und unten ist das Objekt nicht gerade. Dies werden wir als Nächstes berichtigen.

 
Wir wechseln wieder in die Ansicht Vorne. Um das Gewinde unten zu beschneiden, benötigen wir einen Zylinder. Wir finden ihn im Menü Objekte unter Grundobjekte (Bild 10).

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Bild 10


In den Attributen des Zylinders stellen wir eine Höhe von 18 ein. Da die Höhe jeweils zur Hälfte in die positive und negative Y-Achse hineinragt, wird vom Zylinder etwas mehr als ein Gewindegang abgedeckt. Wichtig ist, dass wir die Anzahl der Segmente auf denselben Wert einstellen, den wir beim Gewinde benutzen (Bild 11).

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Bild 11


Im Objekte-Manager markieren wir den Zylinder und drücken die Tastenkombination Strg+C. Damit haben wir den Zylinder in die Zwischenablage kopiert. Mit der Tastenkombination Strg+V fügen wir eine Kopie in die Szene ein (Bild 12).

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Bild 12


 
In den Attributen der Kopie ändern wir die Y-Koordinate auf den Wert 78. Damit ist der Zylinder am oberen Ende des Gewindes positioniert (Bild 13).

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Bild 13


Im Menü Objekte klicken wir unter Modeling auf Objekt verbinden (Bild 14).

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Bild 14


 
Wir müssen die Zylinder jetzt vom Gewinde abschneiden. Dazu benötigen wir ein Boole. Wir finden es im Menü Objekte unter Modeling (Bild 15).

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Bild 15


Im Boole ist der Typ A minus B eingestellt. Dies bedeutet, dass vom oberen Objekt im Boole das untere subtrahiert wird. Wir ordnen nun die Objekte (wie in Bild 16 gezeigt) dem Boole unter. Damit werden die beiden Zylinder im Objekt verbinden von dem Lathe-NURBS subtrahiert.

Damit zum Schluss nur das Gewinde stehen bleibt, müssen wir im Boole das Häkchen bei Einzelnes Objekt erzeugen setzen.

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Bild 16


 
Damit wir weiterarbeiten können, ist es erforderlich, das Boole zu konvertieren. Hierzu markieren wir es und drücken dann die Taste C (Bild 17).

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Bild 17


In der Zentralperspektive sehen wir das Zwischenergebnis (Bild 18).

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Bild 18


Der nächste Schritt ist sehr wichtig. Am unteren Ende des Gewindes wollen wir eine Fase anbringen. Wenn wir jetzt einfach einen entsprechenden Körper mittels Boole subtrahieren würden, bekämen wir ein völlig unbrauchbares Ergebnis. Dies liegt daran, dass unser Objekt oben und unten offen ist. Wir müssen das Objekt an beiden Enden vorher schließen.

 
Wir stellen uns die Ansicht so ein, dass wir das obere Ende des Gewindes sehen (Bild 19).

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Bild 19


Dann klicken wir auf das Symbol Punkte bearbeiten (Bild 20).

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Bild 20


Nun klicken wir im Menü Struktur auf Polygonloch schließen (Bild 21).

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Bild 21


 
Wir klicken mit dem Mauszeiger auf den Rand des oberen Gewindeendes (Bild 22). Das Gewinde erhält nun oben eine Deckfläche.

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Bild 22


Dann drehen wir die Ansicht so, dass wir das untere Gewindeende sehen. Auch hier klicken wir auf den Rand des Gewindeendes (Bild 23).

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Bild 23


 
Nun stellen wir die Ansicht wieder auf Vorne. In den Attributen des Gewinde-Objektes stellen wir die Y-Koordinate auf den Wert -12 ein. Damit ragt das Objekt 3 mm unter der Null-Achse heraus.

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Bild 24


Um das untere Gewindeende mit einer Fase zu versehen, fügen wir einen Zylinder ein. Dazu klicken wir im Menü Objekte unter Grundobjekte auf Zylinder (Bild 25).

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Bild 25


 
In den Attributen nehmen wir die Einstellungen wie in Bild 26 vor.

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Bild 26


Dann drücken wir die Taste C, um den Zylinder in ein Polygon-Objekt zu konvertieren. Damit uns das Gewinde nicht stört, blenden wir es aus, indem wir so oft auf den oberen kleinen Punkt hinter dem Objekt klicken, bis er sich rot färbt (Bild 27).

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Bild 27


 
Dann klicken wir auf das Symbol Polygone bearbeiten. Anschließend wählen wir im Menü Selektion die Ring-Selektion aus (Bild 28).

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Bild 28


Wir selektieren auf der Oberseite die inneren Polygone wie in Bild 29.

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Bild 29


 
Im Koordinaten-Manager ändern wir die Werte wie in Bild 30. Dadurch erhalten wir eine 45°-Schräge.

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Bild 30


Die selektierte Fläche liegt nun genau auf der Null-Achse. Im Menü Objekte klicken wir auf Modeling und dann auf Boole (Bild 31).

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Bild 31


Damit zum Schluss nur das Gewinde stehen bleibt, müssen wir im Boole das Häkchen bei Einzelnes Objekt erzeugen setzen. Dann schieben wir die Objekte wie in Bild 32 in das Boole hinein: Bild 32

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Wir drücken die Taste C, um das Boole in ein Polygon-Objekt zu konvertieren. Das konvertierte Objekt steht als Sub-Objekt unter dem Boole (Bild 33).

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Bild 33


Das untere Ende des Gewindes ist fertig. Kümmern wir uns nun um das obere Ende. Im Menü Objekte klicken wir auf Grundobjekte und dann auf Zylinder (Bild 34).

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Bild 34


In den Attributen des Zylinders stellen wir die Werte wie in Bild 35 an. Auch hier ist es wieder wichtig, dass wir 48 Segmente einstellen. Da wir einen schrägen Übergang benötigen, stellen wir den Radius auf einen Wert von 13. Damit beträgt der Durchmesser der Deckfläche 74 mm, was wiederum dem Kerndurchmesser des Gewindes entspricht. Wir dürfen nur 1 Segment einstellen, damit wir eine gerade Fläche erhalten: Bild 35

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Das Zwischenergebnis sehen wir in Bild 36.

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Bild 36


Wir fügen nochmals ein Boole ein (Bild 37).

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Bild 37


 
Nun schieben wir die Objekte wie in Bild 38 in das Boole hinein. Dann setzen wir das Häkchen bei Einzelnes Objekt erzeugen.

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Bild 38


Damit ist das obere Ende des Gewindes fertig. Fehlt nur noch der Pfosten. Hierzu verwenden wir einen Öltank. Wir finden ihn im Menü Objekte unter Grundobjekte (Bild 39).

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Bild 39


 
Die Parameter des Öltanks stellen wir wie in Bild 40 ein.

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Bild 40


Dann drücken wir die Taste C, um den Öltank in ein Polygon-Objekt zu konvertieren. Weiterhin blenden wir das Boole-Objekt aus (Bild 41).

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Bild 41


 
Da das Symbol Polygone bearbeiten und der Modus Ring-Selektion noch aktiv sind, können wir mit gedrückter Shift-Taste alle Polygone am unteren Ende des Öltanks selektieren (Bild 42).

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Bild 42


Mit der Entf-Taste löschen wir die selektierten Polygone (Bild 43).

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Bild 43


Nun klicken wir im Menü Struktur auf Polygonloch schließen (Bild 43).

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Bild 44


 
Dann klicken wir auf den unteren Rand des Öltanks (Bild 45). Der Öltank ist jetzt unten gerade.

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Bild 45


Um den Befehl Polygonloch schließen zu beenden, klicken wir auf das Symbol Live Selektion (Bild 46).

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Bild 46


Damit wir jetzt nicht soviel rechnen müssen, um die genaue Position der Polygone zu erhalten, ändern wir die Objektachse so ab, dass die Y-Koordinate auf null steht. Hierfür klicken wir das entsprechende Symbol Objektachse bearbeiten an (Bild 47).

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Bild 47


 
Im Koordinaten-Manager stellen wir dann die Y-Koordinate auf den Wert 0 (Bild 48).

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Bild 48


Nachdem wir die Achse angepasst haben, klicken wir auf das Symbol Modell bearbeiten (Bild 49).

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Bild 49


Wir klicken das Symbol Polygone bearbeiten an. Dann selektieren wir das neu erzeugte Polygon. (Bild 50).

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Bild 50


 
Die Oberkante des letzten Gewindeganges liegt bei 48 mm. Der Kerndurchmesser des Gewindes beträgt 74 mm. Auf diese Werte ändern wir das Polygon im Koordinaten-Manager (Bild 51).

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Bild 51


Danach klicken wir im Menü Selektion auf Loop-Selektion (Bild 52). Außerdem klicken wir auf das Symbol Kanten bearbeiten.

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Bild 52


Nun selektieren wir die Kanten in der Mitte des Öltanks (Bild 53).

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Bild 53


 
Der Übergang zwischen Gewinde und Pfosten beträgt

(DAußen – DKern) / 2 = (80 – 74) / 2 = 3 mm.

Somit müssen wir die Kanten auf eine Höhe von 48 + 3 = 51 mm positionieren (Bild 54).

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Bild 54


In der Ansicht vorne sehen wir das Ergebnis (Bild 55).

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Bild 55


Zum Schluss machen wir aus den beiden Objekten noch ein einzelnes Objekt. Dafür gibt es mehrere Möglichkeiten:

• Beide Objekte markieren> – im Kontextmenü Objekte verbinden+löschen
• Menü Objekte>Modeling>Objekte verbinden
• Menü Objekte>Modeling>Boole

Für welche Variante entscheiden wir uns?

 
Wir erinnern uns, dass beide Objekte einen geschlossenen Körper bilden. Bei den Varianten 1 und 2 werden die Objekte miteinander verbunden. Dabei bleiben aber die Deckflächen innerhalb der Körper erhalten. Verwendet man dagegen ein Boole, werden die innen liegenden Deckflächen gelöscht. Und dies ist für uns daher die richtige Variante. Wie in Bild 56 gezeigt, fügen wir ein Boole ein.

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Bild 56


Nun schieben wir die Objekte wie in Bild 57 in das Boole. Dann nehmen wir in den Attributen des Boole die gezeigten Einstellungen vor, damit die Objekte vereinigt werden.

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Bild 57


 
Mit der Taste C konvertieren wir zum Schluss das Boole in ein Polygon-Objekt (Bild 58).

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Bild 58


Das Null-Objekt mit dem Namen Boole.1 können wir markieren und mit der Taste Entf löschen. Auf unser Objekt Boole.2 machen wir einen Doppelklick und ändern den Namen in Pfosten um (Bild 59).

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Bild 59


Wie bereits zum Anfang gesagt, müssen wir den Phong-Tag des Objekts noch anpassen. Zurzeit ist das Gewinde noch etwas rundlich. Wir klicken hinter dem Objekt auf den Tag. In den Attributen ändern wir dann den Wert für Glätten bis von 80 auf 35 (Bild 60).

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Bild 60


Damit ist der Pfosten fertig. Natürlich kann man mit dieser Methode auch Schrauben und vieles mehr modellieren. Man muss nur das Ende des Gewindes entsprechend ausführen. Auch andere Gewindearten wie Rundgewinde, Whitworth-Gewinde usw. sind kein Problem. Dazu muss nur der Spline entsprechend geformt sein.

 
Mit etwas Textur könnte unser Pfosten z. B. so aussehen.

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Bild 61


Ich hoffe, es hat euch Spaß gemacht und ich konnte etwas behilflich sein.

Euer smart88



Kommentare
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Portrait von pjaupoe
  • 19.07.2014 - 19:09

Danke hat Spaß gemacht, allerdings fehlt zu Bild 28 noch ein Schritt davor, man muß hier vorher in die Zentralansicht wechseln.

Portrait von Drachenlady468
  • 09.03.2013 - 16:51

Danke fürs Tutorial ist sehr gut erklärt :)

Portrait von Galana
  • 10.02.2013 - 14:06

Vielen Danke für das super tutorial... einfach super erklärt... "daumenhoch" :-)

Portrait von JamesDesign
  • 03.02.2013 - 00:01

super tutorial danke (Y)

Portrait von Drachenlady468
  • 30.01.2013 - 15:27

Das Tutorial is sehr gut erklärt und verständlich.
Vielen Dank

Portrait von penntuete58
  • 25.01.2013 - 17:03

Ich kann mich nur meinen Vorgängern anschließen, ein sehr nützliches und gut erklärtes Tutorial.Vielen Dank!!

Portrait von Dopamin
  • 25.01.2013 - 15:32

...nichz schlech daumen hoch dafür...

Portrait von uli_art
  • 25.01.2013 - 13:31

...mancher tutor m u s s t e einfach geboren werden!! bitte meeeeehr davon!! ;-))

und danke.

Portrait von KingRhobarII
  • 25.01.2013 - 12:17

Danke für das Tutorial! Wirklich sehr hilfreich und gut erklärt! :)

Portrait von kiezmann
  • 25.01.2013 - 11:40

Ein Super Tutorial, genau solche Dinge sind wichtig und man findet sie nur selten in Fachbücher. Vielen Dank und Grüße aus Potsdam.

Portrait von MaoMao
  • 25.01.2013 - 11:04

Vielen dank für das Tutorial.

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