DIN 4003-89-2013 Concept for the design of 3D models based on properties according to DIN 4000 - Part 89 Adaptive items for tools and extenders《基于DIN 4000标准特性的3D图像的设计概念 第89部分 工具和扩展.pdf

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1、Dezember 2013DEUTSCHE NORM Normenausschuss Werkzeuge und Spannzeuge (FWS) im DINPreisgruppe 18DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 21.020; 25.060.20!%)KD“2064033

2、www.din.deDDIN 4003-89Konzept fr den Aufbau von 3D-Modellen auf Grundlage von Merkmalennach DIN 4000 Teil 89: Werkzeughalter und ZwischenmoduleConcept for the design of 3D models based on properties according to DIN 4000 Part 89: Adaptive items for tools and extendersConcept pour la construction de

3、modles 3D selon la base technique DIN 4000 Partie 89: Supports pour outils et attachements intermdiairesAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 48 SeitenDIN 4003-89:2013-12 2 Inhalt Seite Vorwort . 5 1 Anwendungsbereich 6 2 Normative Verweisungen . 6 3

4、 Startelemente, Koordinatensysteme, Ebenen . 6 3.1 Allgemeines . 6 3.2 Referenzsystem 7 3.3 Koordinatensystem an der Werkzeugaufnahme . 7 3.4 PCS“-Koordinatensystemplatzierung . 8 3.5 Ebenen . 8 3.6 Werkstckseitiges Adaptierungskoordinatensystem . 9 4 Erstellen des Modells . 11 5 Bildkennung 510013

5、(DIN 4000-89:2012-03, Bild 1) . 12 5.1 Allgemeines . 12 5.2 Notwendige Merkmale 13 5.3 Basisgeometrie . 14 5.4 Aufnahmeflche, maschinenseitig 16 5.5 Einbaukoordinatensystem . 16 5.6 Einbau des Einzelteils Stellmutter 17 5.7 Gesamtmodell . 17 6 Bildkennung 508013 (DIN 4000-89:2012-03, Bild 2) . 18 6.

6、1 Allgemeines . 18 6.2 Notwendige Merkmale 19 6.3 Basisgeometrie . 20 6.4 Aufnahme, maschinenseitig 21 6.5 Einbaukoordinatensystem . 22 6.6 Einbau des Einzelteils Lngeneinstellschraube 22 6.7 Gesamtmodell . 23 7 Bildkennung 504002 (DIN 4000-89:2012-03, Bild 3) . 24 7.1 Allgemeines . 24 7.2 Notwendig

7、e Merkmale 25 7.3 Basisgeometrie . 26 7.4 Aufnahme, maschinenseitig 27 7.5 Einbaukoordinatensystem . 28 7.6 Einbau des Einzelteils Mitnehmerring 28 7.7 Gesamtmodell . 29 8 Bildkennung 514013 (DIN 4000-89:2012-03, Bild 4) . 30 8.1 Allgemeines . 30 8.2 Notwendige Merkmale 31 8.3 Basisgeometrie . 32 8.

8、4 Aufnahme, maschinenseitig 33 8.5 Einbaukoordinatensystem . 34 8.6 Einbau des Einzelteils Lngeneinstellschraube 34 8.7 Gesamtmodell . 35 9 Bildkennung 514012 (DIN 4000-89:2012-03, Bild 5) . 36 9.1 Allgemeines . 36 9.2 Notwendige Merkmale 36 9.3 Basisgeometrie . 37 9.4 Aufnahme, maschinenseitig 38 9

9、.5 Einbaukoordinatensystem . 39 DIN 4003-89:2013-12 3 Seite 9.6 Gesamtmodell 40 10 Bildkennung 514012 (DIN 4000-89:2012-03, Bild 6) . 41 10.1 Allgemeines . 41 10.2 Notwendige Merkmale. 42 10.3 Basisgeometrie 43 10.4 Aufnahme, maschinenseitig . 43 10.5 Einbaukoordinatensystem . 44 10.6 Gesamtmodell 4

10、5 11 Feingeometrie 45 11.1 Modellierungsgrundlagen 45 11.2 Fasen, Rundungen, Sonstige . 45 11.3 Flchenattribute . 45 12 Struktur der Konstruktionselemente (Modellbaum) 46 13 Datenaustauschmodell . 47 Literaturhinweise 48 Bilder Bild 1 Referenzsystem. 7 Bild 2 CSW-Orientierung . 7 Bild 3 PCS“ und MCS

11、“ deckungsgleich auf Kegelkennlinie (beispielhaft) 8 Bild 4 Modellierungsebenen . 9 Bild 5 Werkstckseitiges Adaptierungskoordinatensystem (beispielhaft) . 10 Bild 6 Werkstckseitiges Koordinatensystem 11 Bild 7 Bildkennung 510013 nach DIN 4000-89 12 Bild 8 Bildkennung 510013: Basisgeometrie 14 Bild 9

12、 Bildkennung 510013: Stellmutter 15 Bild 10 Grobgeometrie mit Spannflche und Klemmelement . 16 Bild 11 Bildkennung 510013: Einbaukoordinatensystem 16 Bild 12 Bildkennung 510013: Gesamtmodell 17 Bild 13 Bildkennung 508013 nach DIN 4000-89 18 Bild 14 Bildkennung 508013: Basisgeometrie 20 Bild 15 Grobg

13、eometrie mit Mitnahmenuten und Klemmelement 21 Bild 16 Bildkennung 508013: Einbaukoordinatensystem 22 Bild 17 Bildkennung 508013: Gesamtmodell 23 Bild 18 Bildkennung 504002 nach DIN 4000-89 24 Bild 19 Bildkennung 504002 Basisgeometrie . 26 Bild 20 Bildkennung 504002 Mitnehmerring . 26 Bild 21 Grobge

14、ometrie mit Mitnahmenut 27 Bild 22 Einbaukoordinatensystem . 28 Bild 23 Gesamtmodell mit Mitnehmerring . 29 Bild 24 Bildkennung 514013 nach DIN 4000-89 30 DIN 4003-89:2013-12 4 Seite Bild 25 Bildkennung 514013: Basisgeometrie . 32 Bild 26 Bildkennung 514013: Grobgeometrie mit Planflche . 33 Bild 27

15、Bildkennung 514013: Einbaukoordinatensystem . 34 Bild 28 Bildkennung 514013: Gesamtmodell . 35 Bild 29 Bildkennung 514012 nach DIN 4000-89 36 Bild 30 Bildkennung 514012: Basisgeometrie . 37 Bild 31 Bildkennung 514012: Grobgeometrie mit Planflche und Quer-Aufnahmenut . 38 Bild 32 Bildkennung 514012:

16、Einbaukoordinatensystem . 39 Bild 33 Bildkennung 514012: Gesamtmodell . 40 Bild 34 Bildkennung 514012 nach DIN 4000-89 41 Bild 35 Bildkennung 514012: Basisgeometrie . 43 Bild 36 Bildkennung 514012: Einbaukoordinatensystem . 44 Bild 37 Bildkennung 514012: Gesamtmodell . 45 Bild 38 Beispiel einer Elem

17、entstruktur fr Werkzeughalter und Zwischenmodule . 46 Bild 39 Bildkennung 510013, Stellhlsenaufnahme nach DIN 6327, (maschinenseitig) mit Zylinderaufnahme nach DIN 1835-2:2000-11, Form B (werkstckseitig) 47 Bild 40 Bildkennung 514012, Zylinderschaft nach DIN ISO 10889-1 (maschinenseitig) mit Vierkan

18、taufnahme nach DIN ISO 10889-3 (werkstckseitig) 47 Tabellen Tabelle 1 Merkmale fr die Modellierung der Bildkennung 510013 . 13 Tabelle 2 Merkmale fr die Modellierung der Bildkennung 508013 . 19 Tabelle 3 Merkmale fr die Modellierung der Bildkennung 504002 . 25 Tabelle 4 Merkmale fr die Modellierung

19、der Bildkennung 514013 . 31 Tabelle 5 Merkmale fr die Modellierung der Bildkennung 514012 . 36 Tabelle 6 Merkmale fr die Modellierung der Bildkennung 514012 . 42 DIN 4003-89:2013-12 5 Vorwort Diese Norm wurde vom Normenausschuss Sachmerkmale, NA 121-07-02 AA Aufbau von 3D-Modellen nach DIN 4000“, er

20、arbeitet. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN ist nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. DIN 4003-89:2013-12 6 1 Anwendungsbereich Diese Norm gilt in Verbindung mit DIN 4003

21、-1 und DIN 4000-89 und legt die 3D-Modellierung fest fr Werkzeughalter und Zwischenmodule. Bei den Bildern, die aus DIN 4000-89:2012-03 entnommen wurden, siehe Bilder 7, 13, 18, 24, 29 und 34 wird bei den Kennbuchstaben ein Unterstrich nach DIN 4003-1 eingefgt und das Bevorzugte Symbol“ nach der Dok

22、umentenreihe ISO 13399 ergnzt. Anhand von sechs Werkzeughaltern und Zwischenmodulen werden beispielhaft die zur Modellierung notwendigen Schritte, geometrischen Elemente, Achsen, Koordinatensysteme und Referenzebenen ausmodelliert. Weitere Kombinationsmglichkeiten, knnen analog abgeleitet werden. DI

23、N 4000-89:2012-3 beschreibt deren Aufbau. Das Datenaustauschmodell beinhaltet die mastblichen und fr Kollisionsbetrachtungen mageblichen geometrischen Elemente sowie die Einbaukoordinatensysteme. Der Modellierungs- und Detaillierungsgrad der 3D-Modelle entspricht der allgemeinen malichen Ausprgung d

24、er Objekte. Auf Details und Besonderheiten, die fr einen Einsatz in der Prozesskette zur NC-Programmierung, Simulation und zur Erstellung von beschreibenden Dokumenten nicht erforderlich sind, wird verzichtet. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder al

25、s Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen): DIN 4000-89:2012-03, Sachmerkmal-L

26、isten Teil 89: Werkzeughalter und Zwischenmodule DIN 4003-1:2011-03, Konzept fr den Aufbau von 3D-Modellen auf Grundlage von Merkmalen nach DIN 4000 Teil 1: bersicht und Grundlagen ISO/TS 13399-3, Cutting tool data representation and exchange Part 3: Reference dictionary for tool items ISO/TS 13399-

27、50:2007, Cutting tool data representation and exchange Part 50: Reference dictionary for reference systems and common concepts 3 Startelemente, Koordinatensysteme, Ebenen 3.1 Allgemeines Die Modellierung der 3D-Modelle erfolgt nach Nennma. DIN 4003-89:2013-12 7 3.2 Referenzsystem ANMERKUNG Dieser Ab

28、schnitt ist aus DIN 4003-1 entnommen. Das Ausgangsmodell (im 3D-Raum) besteht aus folgenden Standardelementen: Standardkoordinatensystem PCS“ (en: primary coordinate system“); 3 orthogonalen Ebenen ber dem Standardkoordinatensystem mit den Benennungen XYP“, XZP“ und YZP“; 3 orthogonalen Achsen aus S

29、chnittgeraden der 3 Ebenen mit den Bezeichnungen XA“, YA“ und ZA“. 3.3 Koordinatensystem an der Werkzeugaufnahme Das Koordinatensystem an der Werkzeugaufnahme mit der Benennung CSW“ (en: coordinate system workpiece side“) mit Abstand zum Standardkoordinatensystem PCS“ (en: primary coordinate system“

30、, siehe Bild 1) wird folgendermaen orientiert: Sowohl die Y-Achse, also auch die Z-Achse des CSW“ zeigen jeweils auch in Y-Richtung bzw. in Z-Richtung des Standardkoordinatensystems PCS“ (siehe Bild 2). Bild 1 Referenzsystem Bild 2 CSW-Orientierung ANMERKUNG Bietet die 3D-Modellierungssoftware die M

31、glichkeit, Komponentenschnittstellen einzufhren, um z. B. den Einbau eines Bohrers in einen Werkzeughalter zu ermglichen, empfiehlt es sich, das Koordinatensystem CSW“ zu verwenden. Fr die Komponentenschnittstelle ist, falls ntig (je nach Software), eine weitere Bezeichnung zu vergeben. Es wird dafr

32、 CSIF“ (en: coordinate system interface“) eingefhrt. CSIF“ beinhaltet das Koordinatensystem CSW“. DIN 4003-89:2013-12 8 3.4 PCS“-Koordinatensystemplatzierung Die Lage des PCS-Koordinatensystems im 3D-Modell eines Werkzeugs muss eindeutig definiert sein. Nach ISO/TS 13399-50:2007, 5.2 und Bilder F.4

33、bis F.9, ist die Nulllage fr Aufnahmen und Schfte festgelegt. Danach liegt das PCS-Koordinatensystem bei Aufnahmen mit eindeutiger Nulllage (z. B. Hohlschaft-kegelaufnahme, Polygon-Kegel mit Plananlage oder Morsekegelaufnahme) auf Hhe dieser Nulllage. Bei Schften ohne definierte Nulllage liegt das P

34、CS-Koordinatensystem am Ende des Schaftes (auf der TEP). Fr den Zusammenbau des Werkzeuges mit dem Werkzeughalter wird ein MCS Koordinatensystem im 3D-Modell eingefgt (siehe Bild 3), welches entweder auf dieser definierten Nulllage oder auf Hhe der Kraglnge (LPRP) liegt. Bei Werkzeugen mit definiert

35、er Nulllage ist die LPRP deckungsgleich mit dieser Nulllage und der X-Y-Ebene des MCS-Koordinatensystems. Bild 3 PCS“ und MCS“ deckungsgleich auf Kegelkennlinie (beispielhaft) 3.5 Ebenen Die Modellierung erfolgt anhand von Ebenen (siehe Bild 4), die als Referenz verwendet werden. Zudem ist durch die

36、 Ebenen das Erkennen der verschiedenen Bereiche wie z. B. Kraglnge oder Schaftlnge vereinfacht, selbst wenn diese mit gleichen Durchmessern aneinander stoen und somit ein direkter bergang zwischen den Krpern vorhanden ist. Die Unabhngigkeit von Konstruktionselementen bedingt allerdings eine genaue K

37、ontrolle der einzelnen Elemente, vor allem bei Werkzeugaufnahmen mit verschiedenen Durchmessern, die unabhngig voneinander eingegeben werden mssen, selbst wenn sie dieselben Werte besitzen. Fr die 3D-Darstellung von Werkzeugaufnahmen und Zwischenmodule nach DIN 4000-89:2012-3 sind nachfolgende Ebene

38、n festzulegen. Die Kurzbezeichnung geschieht in logischer Anlehnung an die Lngenbezeichnungen aus ISO/TS 13399-3. Die Distanz der Ebenen LSP“ Ebene der Schaftlnge“ (en:shank length plane“) und LPRP“ Ebene der Kraglnge“ (en: length protruding plane“), mit den Referenzkoordinatensystemen, PCS“ und CSW

39、“, ergeben das Merkmal LPR“ (B_3) fr die Kraglnge. LPRP“ fr Ebene der Kraglnge“ (en: length protruding plane“) mit der TEP“ fr Ebene fr Gesamtlnge“ (en: tool end plane“). Die Distanz zwischen diesen Ebenen ergibt das Merkmal OAL“ (B_5) fr die Gesamtlnge. Der Abstand zwischen den Ebenen TEP“ (en: too

40、l end plane“) und LSP“ (en: shank length plane“) ergibt das Merkmal LS“ (C_4) fr die Schaftlnge. DIN 4003-89:2013-12 9 Bild 4 Modellierungsebenen 3.6 Werkstckseitiges Adaptierungskoordinatensystem Als weitere Koordinatensysteme zur Aufnahme von Werkzeugen werden die Koordinatensysteme CSWx_y“ (en: c

41、oordinate system workpiece side“, siehe Bild 5) nach ISO/TS 13399 definiert. Aufbau der Bezeichnung der werkstckseitigen Koordinatensysteme: a) Ein werkstckseitiges Koordinatensystem Ein einziges werkstckseitiges Koordinatensystem erhlt die Bezeichnung CSW“. b) jeweils ein werkstckseitiges Koordinat

42、ensystem auf unterschiedlichen Ebenen Bei jeweils einem werkstckseitigen Einbaukoordinatensystem auf unterschiedlichen Ebenen (zentral oder dezentral) erhalten diese die Bezeichnung CSWx“ (z. B. CSW1“, CSW2“). Die Nummerierung erfolgt von der Maschinenseite aus und endet auf der Werkstckseite in Ric

43、htung der negativen z-Achse (Ausnahme: Bohr-, Frs- und Reibwerkzeuge). c) mehrere Koordinatensysteme in einer Ebene, auf unterschiedlichen Winkeln Bei mehreren Koordinatensystemen in einer Ebene, auf unterschiedlichen Winkeln, aber nicht auf der zentralen Rotationsachse liegend, erhalten diese die B

44、ezeichnung CSWx_y“ (z. B. CSW1_1“, CSW1_2“, CSW2_1“, CSW2_2“). Das x“ kennzeichnet dabei die Position der Ebene. Das y“ kennzeichnet die Positionsnummer des Koordinatensystems. Diese Positionsnummer wird im Blick auf die Spindel (Blickrichtung pos. z-Richtung) von 3 Uhr“ aus entgegen dem Uhrzeigersi

45、nn gezhlt. d) mehrere Koordinatensysteme in einer Ebene, auf gleichen Winkeln und unterschiedlichen Durchmessern Die Positionsnummer der Koordinatensysteme wird vom kleinsten Durchmesser aus gezhlt. e) mehrere Koordinatensysteme in einer Ebene, auf unterschiedlichen Winkeln und unterschiedlichen Dur

46、chmessern Die Positionsnummer wird beginnend am kleinsten Durchmesser bei 3 Uhr“ entgegen dem Uhrzeigersinn gezhlt. DIN 4003-89:2013-12 10 Bild 5 Werkstckseitiges Adaptierungskoordinatensystem (beispielhaft) Das CSWx_y“-Koordinatensystem ist zum Standardkoordinatensystem PCS“ mit einem Winkel PHI“ u

47、m die Z-Achse, RHO“ um die X-Achse und KAP“ (fr Kappa) um die Y-Achse in mathematisch positiver Richtung verdreht. Der Abstand der beiden Koordinatensysteme wird durch die Parameter XYWD“, XZWD“ und YZWD“ angegeben (siehe Bild 6). Dabei ist z. B. der Parameter XYWD“ der lotrechte Abstand der XYWP zu

48、m Ursprung des PCS-Koordinatensystems (en: xy workpiece side plane“) des CSWx_y“-Koordinatensystems. Das CSWx_y“-Koordinatensystem wird am Anschlagpunkt zwischen Werkzeugaufnahme und Werkzeug platziert und gibt somit den Schnittpunkt zwischen Halter und Werkzeug an. Aufgrund von Funktionalittsmngeln wird bei einigen Modellierungsprogrammen ein weiteres Hilfskoordinaten-system bentigt, um das CSWx_y“ zu erzeugen. Dieses erhlt die Bezeichnung CSA“ (en: coordinate system for assistance“) und wird zum Koordinatensystem PCS“ um die Winkel PHI“, RHO“ und KAP“ verdreht. Dazu wird da