ZW3D

Happy CADing mit ZW3D: Wie man einen Stecker entwirft

November 08, 2021     ZW3D Stecker entwürfen

Von Ladegeräten in Büros bis hin zu Fernsehern in Haushalten - wir sehen und benutzen Stecker jeden Tag. Aber weist du wie sie hergestellt werden? In diesem Artikel lernst du die wichtigsten Schritte des Designs eines Steckers mit ZW3D 2022 kennen.

 

 

 

 

Abbildung 1. Ein mit ZW3D entworfener Stecker

 

Die Struktur des Steckers 

 

Ein üblicherweise verwendeter dreipoliger Stecker besteht hauptsächlich aus den drei folgenden Teilen. 

 

 

Tabelle 1. Die Struktur des Steckers

 

Die drei Komponenten werden je nach ihrer Funktion aus unterschiedlichen Materialien hergestellt. Die Hauptfunktion der Metallpins besteht darin, das Elektrogerät mit dem Stromnetz zu verbinden. Daher sollten sie hart genug sein, um sich beim Einstecken in die Steckdose nicht zu verformen. Daher ist Stahl das beliebteste Material für Metallpins. Wie der Name schon sagt, verhindert die Isolierung, dass Menschen einen Stromschlag bekommen und er wird normalerweise aus PVC hergestellt. Um eine bessere elektrische Leitfähigkeit zu erreichen, ist Kupfer die perfekte Wahl für das Kabel.

Jetzt ist es an der Zeit, sie Schritt für Schritt in ZW3D zu entwerfen.

 

● Der Entwurf der Metallpins

 

Pins für den stromführenden Leiter und den Nullleiter

Die Pins für den stromführenden Leiter und den Nullleiter sind gleich, ebenso wie ihr Designprozess.

Schritt 1: Zeichnen Sie die Umrisse der Pins auf der XY-Ebene und fügen Sie dann die Bemaßungen hinzu.

Wenn Sie in diesem Schritt eine oder mehrere Bemaßungen ändern müssen, empfehle ich Ihnen den Bemaßungseditor, ein neues Werkzeug in ZW3D 2022.

 

Abbildung 2. Umrisse der Pins für den stromführenden Leiter und den Nullleiter

 

Schritt 2: Extrudieren Sie das Profil als Basis-Feature, verrunden Sie es anschließend (in Abbildung 4 grün hervorgehoben) und fasen Sie es ab (in Abbildung 4 rot hervorgehoben).

 

 

Abbildung 3. Basis-Feature

 

 

Abbildung 4. Verrundung (grün) und Fasen (Rot)

 

Pin für den Erdungsleiter

 

Um das besondere Aussehen vom Pin für den Erdungsleiter effizient zu entwerfen, werde ich eine spezielle ZW3D-Funktion verwenden.

Schritt 1: Zeichnen Sie einen Kreis auf der XY-Ebene als Basis-Feature und extrudieren Sie ihn dann entlang der Z-Achse.

Wählen Sie hier die Einstellung "Start" (in Abbildung 6 rot umrahmt), um für den nächsten speziellen Schritt Flächen statt eines Elements zu erhalten.

 

 

 Abbildung 5. Basis-Feature

 

 

Abbildung 6. Extrudieren

 

Schritt 2: Verwenden Sie die Spezialfunktion, Kuppel, um das Design in nur einem Schritt zu erstellen. Wählen Sie die Begrenzung und stellen Sie die Höhe ein und die Halbkugel wird automatisch erstellt.

 

 

Abbildung 7. Funktion Kuppel für die automatische Erstellung einer Halbkugel

 

● Das Design der Isolation

 

Das feste Bauteil der Isolation ist einfach strukturiert, während das weiche Bauteil sehr viel komplexer ist. Wir können die Funktionen " Feature " und " Flächen " verwenden, um das Design schnell zu erstellen.

 

Feste Bauteil

Schritt 1: Zeichnen Sie die Umrisse des festen Bauteils auf der YZ-Ebene und fügen Sie dann die Bemaßungen hinzu.

 

 

Abbildung 8. Umrisse des festen Bauteils

 

Schritt 2: Extrudieren Sie das Profil wie in Abbildung 9. gezeigt.

 

 

Abbildung 9. Extrudieren des festen Bauteils

 

Weiche Bauteil

 

Das weiche Bauteil kann in 4 Teile unterteilt werden, die in der folgenden Abbildung grün, blau, rot bzw. braun markiert sind.

 

 

Abbildung 10. Die Struktur des weichen Bauteils

 

Schritt 1: Umreißen Sie das blaue Bauteil auf der YZ-Ebene und extrudieren Sie das Profil auf 11 mm Länge entlang der X-Achse. Zeichnen Sie dann die kürzere Kante der Unterseite in einem Winkel von 2,6 Grad.

 

 

Abbildung 11. Umriss des blauen Bauteil

 

 

Abbildung 12. Entwurfsparameter des blauen Blauteils

 

Schritt 2: Für das rote Teil müssen Sie zuerst eine Ausgangsebene erstellen, die 22 mm von der Oberseite des blauen Bauteil entfernt ist und dann zeichnen Sie ein Profil darauf, wie in Abbildung 13 gezeigt. Erstellen Sie anschließend die Kanten des roten Bauteil gemäß der Abbildung 14.

 

 

Abbildung 13. Umriss des roten Bauteil

 

 

Abbildung 14. Kanten des roten Bauteil

 

Danach wechseln Sie zur Werkzeugleiste Flächen, um das Design fertig zu stellen. Erstellen Sie zunächst alle Flächen mit der Funktion Netzfläche. Um die Funktion Netzfläche zu verwenden, müssen wir 2 U-Kurven und 2 V-Kurven einer einzelnen Fläche auswählen, wie in Abbildung 15 dargestellt. Nachdem alle Flächen erstellt wurden, verwandeln Sie sie mit der Funktion Verbinden in ein Element, wie in Abbildung 16 dargestellt.

 

 

Abbildung 15. Flächen mit Netzfläche erstellen

 

 

Abbildung 16. Alle Flächen Verbinden

 

Schritt 3: Für das grüne Bauteil umreißen Sie es zunächst auf der YZ-Ebene (wie in den schwarzen durchgezogenen Linien in Abbildung 17 dargestellt) und extrudieren Sie das Profil auf 26 mm Länge entlang der X-Achse. Zeichnen Sie dann die gerade Linie der oberen Fläche in einem Winkel von 30 Grad.

 

Abbildung 17. Umrisse vom grünen Bauteil

 

 

Abbildung 18. Entwurfsparameter vom grünen Bauteil

 

Schritt 4: Zeichnen Sie für das braune Bauteil zunächst die Umrisse auf der Oberseite des roten Bauteil, wie in Abbildung 19 gezeigt. Extrudieren Sie dann das Profil auf 16,5 mm Länge entlang der X-Achse. Das Ergebnis sollte wie in Abbildung 20. aussehen.

 

 

Abbildung 19. Umrisse vom braunen Bauteil

 

 

Abbildung 20. Modell aus 4 Bauteile

 

Um Feinabstimmung vom braunen Bauteil zu erreichen, umreißen Sie dann die Bohrungs-Features auf der Oberseite des roten Bauteil, wie in Abbildung 21 gezeigt und extrudieren Sie dann das Profil entlang der X-Achse mit der Methode Abziehen (in Abbildung 22. rot eingerahmt).

 

 

Abbildung 21. Umrisse vom Bohrung-Feature

 

 

Abbildung 22. Extrusion-Parameter vom braunen Bauteil

 

Für die Erstellung der 12 identischen Löcher ist die Funktion Feature Muster sehr nützlich.

 

 

Abbildung 23. Feature Mustern

 

Schritt 5: Verwenden Sie Verrundung, um die Kanten des Weichen Bauteils zu glätten, und Ziehen, um kurvige Schnitte zu erstellen, indem Sie Profile (wie in Abbildung 25 gezeigt) und Pfade (wie in Abbildung 26 gezeigt) definieren.

 

 

Abbildung 24. Verrundung

 

 

Abbildung 25. Profile Ziehen

 

 

Abbildung 26. Pfade Ziehen

 

 

Abbildung 27. Das komplette weiche Bauteil

 

Das Kabel ist im Grunde ein Zylinder, der in Pin des Erdungsleiter ähnelt, so dass sein Design übersprungen werden kann.

 

● Zusammenbau

 

Da das weiche Bauteil der Isolierung eine direkte Beziehung zu den anderen Komponenten hat, sollte er zuerst eingefügt werden. Vergessen Sie nicht, ihm eine feste Ausrichutng hinzuzufügen, um mögliche Fehler zu vermeiden. Mit der Analyse Geometrie Status von ZW3D können Sie den Status von Abhängigkeiten einfach anhand der Farbe überprüfen.

 

 

Abbildung 28. Hinzufügen einer festen Abhängigkeit zum ersten Bauteil

 

Bauen Sie die anderen Bauteile nacheinander zusammen. Sie können die überflüssigen Bauteile ausblenden, transparent machen, schattieren oder sie mit der neu hinzugefügten Option Nicht zugeordneten Komponenten  in ZW3D 2022 in Drahtgitter umwandeln, um die Baugruppe in Echtzeit besser zu sehen.

 

 

Abbildung 29. Nicht verbundene Bauteile transparent machen

 

Wenn der Zusammenbau fertig ist, erstellen Sie eine Explosionszeichnung, um zu prüfen, ob Bauteile fehlen.  

 

 

Abbildung 30. Explosionszeichnung des Steckers

 

Das war es schon mit dem Design und der Montage eines Steckers. Sie können sehen, dass die leistungsstarken Skizzen- und Modellierungswerkzeuge von ZW3D den gesamten Prozess ziemlich einfach machen.

 

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