1、Dezember 2013DEUTSCHE NORM Normenausschuss Werkzeuge und Spannzeuge (FWS) im DINPreisgruppe 20DIN 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; 25.060.99!%)ed“2066665
2、www.din.deDDIN 4003-172Konzept fr den Aufbau von 3D-Modellen auf Grundlage von Merkmalennach DIN 4000 Teil 172: Angetriebene WerkzeugeinheitenConcept for the design of 3D models based on properties according to DIN 4000 Part 172: Driven tool unitsConcept pour la construction de modles 3D selon la ba
3、se technique DIN 4000 Partie 172: Unit doutils entraineAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 56 SeitenDIN 4003-172:2013-12 2 Inhalt Seite Vorwort . 6 1 Anwendungsbereich 7 2 Normative Verweisungen . 7 3 Startelemente, Koordinatensysteme, Ebenen . 8 3
4、.1 Allgemeines . 8 3.2 Referenzsystem 8 3.3 Koordinatensystem an der Werkzeugaufnahme . 8 3.4 PCS“-Koordinatensystemplatzierung . 9 3.5 Ebenen . 9 3.6 Werkstckseitiges Adaptierungskoordinatensystem . 11 4 Erstellen des Modells . 13 5 Werkzeugeinheit (gerade) (DIN 4000-172:2012-12, Bild 1) 14 5.1 All
5、gemeines . 14 5.2 Notwendige Merkmale 15 5.3 Grundkrper 16 5.4 berwurfmutter . 17 5.5 Khlrohr . 18 5.6 Gesamt . 19 6 Werkzeugeinheit (gerade, versetzt) (DIN 4000-172:2012-12, Bild 2) 20 6.1 Allgemeines . 20 6.2 Modellierung 20 7 Werkzeugeinheit (Winkel schwenkbar um Y-Achse) (DIN 4000-172:2012-12, B
6、ild 3) 21 7.1 Allgemeines . 21 7.2 Notwendige Merkmale 21 7.3 Grundkrper 22 7.4 Schwenkkrper . 23 7.5 berwurfmutter . 23 7.6 Gesamt . 24 8 Werkzeugeinheit (drehbar um Z-Achse) (DIN 4000-172:2012-12, Bild 4) 25 8.1 Allgemeines . 25 8.2 Notwendige Merkmale 26 8.3 Grundkrper 26 8.4 Dreheinheit 27 8.5 b
7、erwurfmutter . 27 8.6 Gesamt . 28 9 Werkzeugeinheit (90 Grad) (DIN 4000-172:2012-12, Bild 5) 29 9.1 Allgemeines . 29 9.2 Notwendige Merkmale 29 9.3 Grundkrper 30 9.4 berwurfmutter . 30 9.5 Gesamt . 31 10 Werkzeugeinheit (90 Grad zurckversetzt) (DIN 4000-172:2012-12, Bild 6) 32 10.1 Allgemeines . 32
8、10.2 Modellierung 32 11 Werkzeugeinheit (90 Grad, drehbar um Z-Achse) (DIN 4000-172:2012-12, Bild 7) . 33 11.1 Allgemeines . 33 11.2 Modellierung 33 DIN 4003-172:2013-12 3 Seite 12 Werkzeugeinheit (fester Winkel, positiv achsversetzt) (DIN 4000-172:2012-12, Bild 8) . 34 12.1 Allgemeines . 34 12.2 No
9、twendige Merkmale. 34 12.3 Grundkrper . 35 12.4 berwurfmutter 35 12.5 Khlrohr . 35 12.6 Gesamt . 36 13 Werkzeugeinheit (fester Winkel, negativ achsversetzt) (DIN 4000-172:2012-12, Bild 9) 37 13.1 Allgemeines . 37 13.2 Modellierung 37 14 Werkzeugeinheit (gerade, mehrfach) (DIN 4000-172:2012-12, Bild
10、10) 38 14.1 Allgemeines . 38 14.2 Notwendige Merkmale. 39 14.3 Grundkrper . 39 14.4 berwurfmutter 40 14.5 Gesamt . 41 15 Werkzeugeinheit (gerade, mehrfach, achsversetzt) (DIN 4000-172:2012-12, Bild 11) 42 15.1 Allgemeines . 42 15.2 Modellierung 42 16 Werkzeugeinheit (90 Grad, Mehrspindler) (DIN 4000
11、-172:2012-12, Bild 12) 43 16.1 Allgemeines . 43 16.2 Modellierung 43 17 Werkzeugeinheit (90 Grad, Zweispindler) (DIN 4000-172:2012-12, Bild 13) . 44 17.1 Allgemeines . 44 17.2 Notwendige Merkmale. 44 17.3 Grundkrper . 45 17.4 berwurfmutter 45 17.5 Gesamt . 46 18 Werkzeugeinheit (mit Querwelle, gerad
12、e) (DIN 4000-172:2012-12, Bild 14) . 47 18.1 Allgemeines . 47 18.2 Notwendige Merkmale. 47 18.3 Gesamt . 48 18.4 Gesamt mit Scheibenfrser 50 19 Werkzeugeinheit (mit Lngswelle, 90 Grad abgewinkelt) (DIN 4000-172:2012-12, Bild 15) 51 19.1 Allgemeines . 51 19.2 Modellierung 51 20 Werkzeugeinheit (90 Gr
13、ad-Winkel, Zweispindler in x/z-Richtung) (DIN 4000-172:2012-12, Bild 16) 52 20.1 Allgemeines . 52 20.2 Modellierung 52 21 Werkzeugeinheit (firmenspezifisch) (DIN 4000-172:2012-12, Bild 17) 53 22 Feingeometrie 54 22.1 Modellierungsgrundlagen 54 22.2 Fasen, Rundungen, Sonstige . 54 22.3 Flchenattribut
14、e . 54 23 Struktur der Konstruktionselemente (Modellbaum) 54 24 Datenaustauschmodell . 55 Literaturhinweise 56 DIN 4003-172:2013-12 4 Seite Bilder Bild 1 Referenzsystem 8 Bild 2 CSW-Orientierung 8 Bild 3 PCS“ und MCS“ deckungsgleich auf definierter Nulllage 9 Bild 4 Modellierungsebenen 10 Bild 5 Wer
15、kstckseitiges Adaptierungskoordinatensystem fr Khlrohrpositionierung (beispielhaft) . 11 Bild 6 Werkstckseitiges Adaptierungskoordinatensystem fr Koordinatensysteme in Reihe (beispielhaft) 12 Bild 7 Werkstckseitiges Adaptierungskoordinatensystem fr Koordinatensysteme auf einer Ebene (beispielhaft) 1
16、3 Bild 8 Werkzeugeinheit (gerade) nach DIN 4000-172. 14 Bild 9 Werkzeugeinheit (gerade): Grundkrper . 16 Bild 10 Werkzeugeinheit (gerade): berwurfmutter 17 Bild 11 Werkzeugeinheit (gerade): Khlrohr 18 Bild 12 Werkzeugeinheit (gerade): Gesamtmodell 19 Bild 13 Werkzeugeinheit (gerade, versetzt) nach D
17、IN 4000-172 . 20 Bild 14 Werkzeugeinheit (Winkel schwenkbar um Y-Achse) nach DIN 4000-172 . 21 Bild 15 Werkzeugeinheit (Winkel schwenkbar um Y-Achse): Grundkrper 22 Bild 16 Werkzeugeinheit (Winkel schwenkbar um Y-Achse): Schwenkkrper . 23 Bild 17 Werkzeugeinheit (Winkel schwenkbar um Y-Achse): Gesam
18、tmodell . 24 Bild 18 Werkzeugeinheit (drehbar um Z-Achse) nach DIN 4000-172 . 25 Bild 19 Werkzeugeinheit (drehbar um Z-Achse): Grundkrper 26 Bild 20 Werkzeugeinheit (drehbar um Z-Achse): Dreheinheit 27 Bild 21 Werkzeugeinheit (drehbar um Z-Achse): Gesamtmodell . 28 Bild 22 Werkzeugeinheit (90 Grad)
19、nach DIN 4000-172 . 29 Bild 23 Werkzeugeinheit (90 Grad): Grundkrper 30 Bild 24 Werkzeugeinheit (90 Grad): Gesamtmodell . 31 Bild 25 Werkzeugeinheit (90 Grad zurckversetzt) nach DIN 4000-172 . 32 Bild 26 Werkzeugeinheit (90 Grad, drehbar um Z-Achse) nach DIN 4000-172 33 Bild 27 Werkzeugeinheit (fest
20、er Winkel, positiv achsversetzt) nach DIN 4000-172 . 34 Bild 28 Werkzeugeinheit (fester Winkel, positiv achsversetzt): Grundkrper 35 Bild 29 Werkzeugeinheit (fester Winkel, positiv achsversetzt): Gesamtmodell . 36 Bild 30 Werkzeugeinheit (fester Winkel, negativ achsversetzt) aus DIN 4000-172 37 Bild
21、 31 Werkzeugeinheit (gerade, mehrfach) nach DIN 4000-172 38 Bild 32 Werkzeugeinheit (gerade, mehrfach): Grundkrper (Drehmomentsttze) . 39 Bild 33 Werkzeugeinheit (gerade, mehrfach): Grundkrper (Abtrieb) . 40 Bild 34 Werkzeugeinheit (gerade, mehrfach): Gesamtmodell 41 DIN 4003-172:2013-12 5 Seite Bil
22、d 35 Werkzeugeinheit (gerade, mehrfach, achsversetzt) nach DIN 4000-172 . 42 Bild 36 Werkzeugeinheit (90 Grad, Mehrspindler) nach DIN 4000-172 . 43 Bild 37 Werkzeugeinheit (90 Grad, Zweispindler) nach DIN 4000-172 . 44 Bild 38 Werkzeugeinheit (90 Grad, Zweispindler): Grundkrper 45 Bild 39 Werkzeugei
23、nheit (90 Grad, Zweispindler): Gesamtmodell . 46 Bild 40 Werkzeugeinheit (mit Querwelle, gerade) nach DIN 4000-172 . 47 Bild 41 Werkzeugeinheit (mit Querwelle, gerade): Grundkrper 48 Bild 42 Werkzeugeinheit (mit Querwelle, gerade): Grundkrper, Einzelheit V von Bild 41 . 49 Bild 43 Werkzeugeinheit (m
24、it Querwelle, gerade): Gesamtmodell mit Scheibenfrser 50 Bild 44 Werkzeugeinheit (mit Lngswelle, 90 Grad abgewinkelt) nach DIN 4000-172 51 Bild 45 Werkzeugeinheit (90 Grad-Winkel, Zweispindler in x/z-Richtung) nach DIN 4000-172 52 Bild 46 Werkzeugeinheit (firmenspezifisch) nach DIN 4000-172 53 Bild
25、47 Beispiel einer Elementstruktur fr Werkzeugeinheiten 54 Bild 48 Datenaustauschmodell . 55 Tabellen Tabelle 1 Merkmale fr die Modellierung von angetriebenen Werkzeugeinheiten . 15 DIN 4003-172:2013-12 6 Vorwort Dieser Norm-Entwurf wurde vom Normenausschuss Werkzeuge und Spannzeuge (FWS), NA 121-07-
26、02 AA Aufbau von 3D-Modellen nach DIN 4000“, erarbeitet. 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 4003-172:2013-12 7 1 Anwendungsbe
27、reich Diese Norm gilt in Verbindung mit DIN 4003-1 und DIN 4000-172 und legt die 3D-Modellierung fest fr angetriebene Werkzeugeinheiten. Bei den Bildern, die aus DIN 4000-172:2012-12 entnommen wurden, siehe Bilder 8, 13, 14, 18, 22, 25, 26, 27, 30, 31, 35, 36, 37, 40, 44, 45 und 46 wird bei den Kenn
28、buchstaben ein Unterstrich nach DIN 4003-1 eingefgt und das Bevorzugte Symbol“ nach der Dokumentenreihe ISO 13399 ergnzt. Anhand von 8 angetriebenen Werkzeugeinheiten werden beispielhaft die zur Modellierung notwendigen Schritte, geometrischen Elemente, Achsen, Koordinatensysteme und Referenzebenen
29、ausmodelliert. Weitere Kombinationsmglichkeiten, knnen analog abgeleitet werden. Das Datenaustauschmodell beinhaltet die mastblichen und fr Kollisionsbetrachtungen mageblichen geometrischen Elemente sowie die Einbau-koordinatensysteme. Der Modellierungs- und Detaillierungsgrad der 3D-Modelle entspri
30、cht der allgemeinen malichen Ausprgung der 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,
31、die in diesem Dokument teilweise oder als 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 nderun
32、gen): DIN 4000-95, Sachmerkmal-Listen Teil 95: Trennstellenkodierung fr Werkzeuge und Spannzeuge DIN 4000-172:2012-12, Sachmerkmal-Listen Teil 172: Angetriebene Werkzeugeinheiten DIN 4003-1, Konzept fr den Aufbau von 3D-Modellen auf Grundlage von Merkmalen nach DIN 4000 Teil 1: bersicht und Grundlag
33、en DIN 4003-93, Konzept fr den Aufbau von 3D-Modellen auf Grundlage von Merkmalen nach DIN 4000 Teil 93: Spannzangen, Spannhlsen, Klemmhlsen, Spreizhlsen und Spannkpfe ISO/TS 13399-3, Cutting tool data representation and exchange Part 3: Reference dictionary for tool items ISO/TS 13399-50:2007, Cutt
34、ing tool data representation and exchange Part 50: Reference dictionary for reference systems and common concepts DIN 4003-172:2013-12 8 3 Startelemente, Koordinatensysteme, Ebenen 3.1 Allgemeines Die Modellierung der 3D-Modelle erfolgt nach Nennma. 3.2 Referenzsystem ANMERKUNG Dieser Abschnitt ist
35、aus DIN 4003-1 entnommen. Das Ausgangsmodell (im 3D-Raum) besteht aus folgenden Standardelementen: Standardkoordinatensystem PCS“; 3 orthogonalen Ebenen ber dem Standardkoordinatensystem mit den Benennungen XYP“, XZP“ und YZP“; 3 orthogonalen Achsen aus Schnittgeraden der 3 Ebenen mit den Bezeichnun
36、gen 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“), siehe Bild 1 wird folgendermaen orientiert
37、: 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 Mglichkeit, Komponentenschnittstellen einzufhre
38、n 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 CSIF“ (en: coordinate system interface“) einge
39、fhrt. CSIF“ beinhaltet das Koordinatensystem CSW“. DIN 4003-172:2013-12 9 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 bis F.9, ist die Nulllage fr Aufnahmen und Sch
40、fte festgelegt. Danach liegt das PCS-Koordinatensystem bei Aufnahmen mit eindeutiger Nulllage (z. B. Hohlschaftkegelaufnahme, Polygon-Kegel mit Plananlage oder Morsekegelaufnahme) auf Hhe dieser Nulllage. Bei Schften ohne definierte Nulllage liegt das PCS-Koordinatensystem am Ende des Schaftes (auf
41、der TEP“), siehe Bild 3. Fr den Zusammenbau des Werkzeuges mit dem Werkzeughalter wird ein MCS Koordinatensystem im 3D-Modell eingefgt, welches entweder auf dieser definierten Nulllage oder auf Hhe der Kraglnge (LPRP) liegt. Bei Werkzeugen mit definierter Nulllage ist die LPRP deckungsgleich mit die
42、ser Nulllage und der X-Y-Ebene des MCS-Koordinatensystems. Bild 3 PCS“ und MCS“ deckungsgleich auf definierter Nulllage 3.5 Ebenen Die Modellierung erfolgt anhand von Ebenen nach Bild 4, die als Referenz verwendet werden. Zudem ist durch die Ebenen das Erkennen der verschiedenen Bereiche wie z. B. K
43、raglnge 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 Kontrolle der einzelnen Elemente, vor allem bei Werkzeugaufn
44、ahmen mit verschiedenen Durchmessern, die unabhngig voneinander eingegeben werden mssen, selbst wenn sie dieselben Werte besitzen. Fr die 3D-Darstellung von angetriebenen Werkzeugeinheiten nach DIN 4000-172:2012-12 sind nachfolgende Ebenen zu definieren. Die Kurzbezeichnung geschieht in logischer An
45、lehnung an die Lngenbezeichnungen aus ISO/TS 13399-3. Die Distanz der Ebenen TEP“ (en:tool end plane“) und LPRP“ Ebene der Kraglnge“ (en: length protruding plane“) mit den Referenzkoordinatensystemen PCS“ und MCS“ auf LPRP“, ergeben das Merkmal DRVL“ (C_46) fr die Antriebslnge; LPRP“ fr Ebene der Kr
46、aglnge“ (en: length protruding plane“) mit der HEP“ (en: head end plane“) mit dem Referenzkoordinatensystem CSW“ auf HEP“. Die Distanz zwischen diesen Ebenen ergibt das Merkmal LPR“ (B_3) fr die Kraglnge; DIN 4003-172:2013-12 10 Der Abstand zwischen den Ebenen TEP“ (en: tool end plane“) und OALP“ (e
47、n: overall length plane“) ergibt das Merkmal OAL“ (B_5) fr die Gesamtlnge; Das Merkmal KN_0001“ beschreibt den Abstand zwischen HEP“ und OALP“ der durch den Einbau z. B. einer berwurfmutter entsteht und der schlielich das Merkmal OAL“ (B_5) beschreibt. KN_0001“ setzt sich zusammen aus: B_2“, B_3“ un
48、d B_8“ nach DIN 4003-93. Bild 4 Modellierungsebenen DIN 4003-172:2013-12 11 3.6 Werkstckseitiges Adaptierungskoordinatensystem Als weitere Koordinatensysteme zur Aufnahme von Werkzeugen werden die Koordinatensysteme CSWx“, bzw. CSW_C“ zur Positionierung des Khlrohrs (en: coordinate system workpiece side“) nach der Dokumentenreihe ISO 13399 definiert. Aufbau der Bezeichnung der werkstckseitigen Koordinatensysteme: a) Ein werkstckseitiges Koordinatensystem Ein einziges werkstckseitiges Koordinatensystem erhlt die Bezeichnung CSW“. b) mehrere Koordinatensysteme in eine
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