Via Helixfunktion zum 3D-Gewinde

Gewindestangen einfach konstruieren

Die Konstruktion echter 3D-Gewinde war in BeckerCAD lange nicht direkt, sondern nur über Hilfskonstruktionen möglich. Das hat sich mit der Version 15 3D Pro geändert, da dort die Funktion Helix vorhanden ist. Damit sind problemlos beispielsweise Federn, aber auch Gewindestangen und Leitspindeln konstruierbar.

Während eine Druck- oder Zugfeder mit der in BeckerCAD neu vorhandenen Funktion relativ einfach erzeugbar ist, müssen für eine Gewindestange im Vorfeld einige geometrisch wichtige Werte aus Tabellenbüchern oder entsprechenden Normblättern entnommen werden, ehe an eine normgerechte Umsetzung dieser Aufgabe gedacht werden kann.

Vorarbeiten für eine Gewindespindel

Nachdem nun bekannt ist, welche Abmessungen der Gewindedrehmeißel besitzen muss, um mittels der Helix-Funktion ein Gewinde in eine Stange einzuarbeiten, kann die Form dieses Drehmeißels in BeckerCAD im 2D-Modus erstellt werden.

Dabei ist wichtig, dass die Gesamtbreite der Schneide kleiner als die Steigung von 3,5 Millimeter ist, damit sich bei der Erzeugung der Helix keine Kanten berühren, was eine Fehlermeldung auslösen würde.

Nachdem die Kontur des Gewindedrehmeißels fertiggestellt wurde, kann diese über die Funktion „Dynamisch kopieren“ in das 3D-Fenster kopiert werden. Damit die Hilfslinien und Bemaßungsangaben nicht mitkopiert werden, müssen deren Folien unsichtbar geschaltet werden.

Der Sprung in die dritte Dimension

Fachleute erzeugen lange Gewindespindel üblicherweise mit einem Gewindedrehmeißel, der fest in einem Werkzeughalter eingespannt ist, während sich eine Welle dreht, in die das Gewinde eingeschnitten werden soll. Bei einem Konstruktionsprozess mittels eines 3D-CAD-Systems ist eine andere Technik nötig, damit ein Zylinder mit einem Gewinde versehen wird.

Hier sorgt die Helix-Funktion dafür, dass sich eine 2D-Kontur wirbelnd um den Zylinder bewegt, sodass entlang des Zylinders zunächst eine Art Werkzeug erstellt wird, das mittels der booleschen Funktion „Subtraktion“ von der Welle beziehungsweise dem Zylinder „abgezogen“ wird, wodurch schlussendlich die gewünschte Gewindekontur entsteht.

Dazu wird zunächst ein Zylinder mit einem Durchmesser von 30 Millimeter sowie einer Länge von 300 Millimeter in der Nähe der bereits vorhandenen 2D-Kontur des „Drehmeißels“ eingezeichnet.

Anschließend wird eine um 10 Millimeter höhere Helix mittig zum Zylinder sowie einem Durchmesser von 25,71 Millimeter eingebaut, wobei zu beachten ist, dass die Steigung 3,5 Millimeter beträgt. Warum 25,71 Millimeter? Nun, dies ist der Kerndurchmesser des Bolzens. Die Helix muss entlang dieses Durchmessers verlaufen, damit das Gewinde korrekt erzeugt wird.

Damit es möglich ist, eine Prüfung vorzunehmen, ob die an der Helix entlanggeführte Kontur korrekt ausgerichtet ist, macht es Sinn, die Helix einige Millimeter unterhalb des Zylinders herausragen zu lassen.

Zudem ist darauf zu achten, dass der an der Helix entlanggeführte Punkt der Quadrantpunkt der Abrundung R 0,5 sein muss, damit die Gewindekontur korrekt erzeugt wird.

Sollte die Prüfung ergeben, dass die Kontur noch nicht passend ausgerichtet ist, so muss über die im Statusfenster stehenden Winkel-Korrekturmöglichkeiten Roll, Nick und Gier eine Korrektur des jeweiligen Winkels vorgenommen werden.

Hinweis: In der eingebauten Hilfefunktion von BeckerCAD gibt es zu diesem Thema Animationen, die es erleichtern zu verstehen, wie diese Funktionen anzuwenden sind. Dazu einfach den Mauszeiger auf die Funktion "Helix" legen und anschließend die Taste F1 betätigen, um ohne langes Suchen direkt zur entsprechenden Seite zu gelangen.

In diesem Fall ist im Eingabefeld „Roll“ des Statusfelds ein Korrekturwinkel von – 90 Grad (Alternativ 270 Grad) einzugeben, damit die Kontur korrekt zur Helix ausgerichtet wird.

Die korrekt erzeugte Helix muss anschließend vom Zylinder über die Funktion „Subtraktion“ abgezogen werden, wodurch eine Spindel mit einem durchgehenden Gewinde entsteht.

Die Vergrößerung zeigt, dass die Helix-Funktion von BeckerCAD perfekt arbeitet und damit normgerechte Gewinde erzeugt werden können.

Selbstverständlich können mit einer passenden Profilkontur nicht nur metrische Iso-Gewinde, sondern vielmehr alle Normgewinde, wie beispielsweise Trapez- und Sägengewinde, erzeugt werden.

Werden die erzeugten Spindeln in das SAT-Format exportiert, so sind daraus sehr rasch individuelle Schrauben etc. herstellbar. Um die Länge zu kürzen ist es nur nötig, die Funktion „Offset Fläche“ heranzuziehen. Allerdings können diese nur gekürzt werden, da eine Verlängerung mit einer Fehlermeldung quittiert wird. Daher ist die Konstruktion langer Gewindestangen vorteilhaft, da dies mit großer Flexibilität hinsichtlich der späteren Weiterverarbeitung einhergeht.

Video "Via Helixfunktion zum 3D-Gewinde":

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