Toleranzdesign im. Fahrzeugbau. Maschinen- und. Bernd Klein. Maßketten und Oberflächen DE GRUYTER OLDENBOURG

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1 Bernd Klein Toleranzdesign im Maschinen- und Fahrzeugbau Dimensionelle und geometrische Toleranzen (F+L), CAD -Tolerierung, Tolerierungsprinzipien, Maßketten und Oberflächen 3. Auflage DE GRUYTER OLDENBOURG

2 Inhaltsverzeichnis Vorwort zur 1. Auflage Vorwort zur 3. Auflage V VII 1 Allgemeines Einleitung Übersicht über die verwendeten Normen 2 2 Grundlagen 7 3 Entstehung von Form- und Lageabweichungen 11 4 Grundbegriffe der Zeichnungstolerierung Maße und Toleranzen Maßtoleranzen Theoretisch exaktes Maß Geometrietoleranzzone Minimum-Bedingung für die Formabweichung Erklärung Ermittlung der Formabweichung Stufenmaße 22 5 Zeichnungseintragung Angabe von Maßen in einer Zeichnung Beschreibung der Angaben am tolerierten Element Festlegung der Toleranzzone Zuweisung Gemeinsame Toleranzzone 27 der Toleranzzone Begrenzung der Toleranzzone Projizierte und flexible Toleranzzone Zeichnungseintragung von Bezügen Mehrere Bezugselemente Bezug aus mehreren Bezugsflächen Bezugsstellenangabe Bezug über Formelementgruppen Zylindrische Bezugselemente Lageelemente von Bezügen 40

3 X Inhaltsverzeichnis 6 Bildung von Bezügen Grundlagen Bezugselemente Kanten und Flächen Achsen und Mittelebenen als Bezüge Gemeinsame Bezugsachse aus zwei Elementen Bildung von Bezugssystemen 44 7 Maß-, Form- und Lagetoleranzen Bedeutung für die Praxis Toleranzbegrenzungen Angabe der Toleranzzonen Formtoleranzen Geradheit Ebenheit Rundheit Zylinderform Profiltoleranzen Linienformprofil Flächenformprofil Lagetoleranzen Richtungstoleranzen Ortstoleranzen Lauftoleranzen Gewinde Freiformgeometrien Dimensionelle Tolerierung von Längenmaßen D-Tolerierung 92 8 Allgemeintoleranzen Notwendigkeit und Begründung Allgemeintoleranzen nach DIN ISO Fertigungsverfahren und Werkstoffe Zeichnungseintragung Maß- und Winkeltoleranzen Form- und Lagetoleranzen Bearbeitungszugaben Maßtoleranzen und Bearbeitungszugaben für Gussteile Maß-, Formtoleranzen und Bearbeitungszugaben für Schmiedeteile Allgemeintoleranzen für Schweißkonstruktionen 105

4 Inhaltsverzeichnis XI 9 Tolerierungsprinzipien Funktionssicherung Maximum-Material-Zustand/MMC Maximum-Material-Maß Minimum-Material-Zustand/LMC Minimum-Material-Maß Material-Bedingungen Wirksames Maximum-Material-Maß Der Taylor'sche Prüfgrundsatz Grenzgestalt von Bauteilen Auswirkung auf Funktion Hüllbedingung zur Eingrenzung der Grenzgestalt Tolerierungsgrundsätze Unabhängigkeitsprinzip Auswirkung der Tolerierung nach dem Unabhängigkeitsprinzip Hüllprinzip Bedeutung Auslegung des Hüllprinzips Einschränkungen des Hüllprinzips Überprüfung der Hüllbedingung Aufweitung einer Hülle Maximum-Material-Bedingung Beschreibung der Maximum-Material-Bedingung Eingrenzung der Anwendung Prüfung der Maximum-Material-Bedingung Tolerierung mit dem Toleranzwert 0" Festlegung von Prüflehren Minimum-Material-Bedingung Anwendung Reziprozitätsbedingung Passungsfunktionalität Toleranzverknüpfung durch Maßketten Entstehung von Maßketten Bedeutung des Schließmaßes und der Schließtoleranz Vorgehen bei der Untersuchung von Toleranzketten Berechnung von Toleranzketten WorstCase Arithmetische Berechnung Vorgehensweise 155

5 XII Inhaltsverzeichnis 11.4 Form- und Lagetoleranzen in Maßketten Statistische Tolerierung Erweiterter Ansatz Mathematische Grundlagen Untersuchung der Prozessfahigkeit Relative Prozessstreubreite Prozessfahigkeit Prozessfähigkeitsindex Beurteilung der Prozessfähigkeit Interpretation der Fähigkeitskenngrößen Überprüfung auf Prozessfähigkeit Festlegung und Interpretation von Form- und Lagetoleranzen Festlegung von Form- und Lagetoleranzen Interpretation von Toleranzangaben Toleranzen und Kosten Wirtschaftliche Toleranzen Kostengesetzmäßigkeit Relativkosten-Katalog Temperaturproblematik bei Toleranzen Ausdehnungsgesetz Temperaturabhängigkeit von Passmaßen Simulation an einer Spielpassung Grenztemperatur Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit Technische Oberflächen Herstellbare Oberflächenrauheiten Symbolik für die Oberflächenbeschaffenheit Oberflächencharakterisierung Filter und Übertragungscharakteristik Definition der Oberflächenkenngrößen Zeichnungsangaben für Oberflächen Zeichnungsangaben für Oberflächenrillen Unterschiede zwischen DIN ISO und ASME ASME-Standard Symbole und Zeichen Maßeintragung Unterschied zwischen Millimeter und Inch-Bemaßung in ASME Eintragung von Toleranzen 227

6 Inhaltsverzeichnis XIII 15.3 Besonderheiten der Maßangabe in ASME Radientolerierung Begrenzende Toleranzangaben Darstellung von Bohrungen und Senkungen Kennzeichnung statistischer Toleranzen Tolerierung einer Tangentenebene Tolerierungsprinzipien Bedeutung Definition der Materialprinzipien in ASME Struktur der Toleranzprinzipien Unterschiede in der Begriffsdefinition Anwendung einer Materialbedingung Form-und Lagetoleranzen Ebenheitstolerierung bzw. Koplanarität Profil- und Positionstolerierung Mehrfachtoleranzrahmen Profiltoleranzen Referenz-Punkt-Systematik (RPS) Toleranzen im Fahrzeugbau Fahrzeug-Koordinatensystem Die Regel" RPS-Symbolik Verfahrensweise für Baugruppen Geometrische Produktspezifikation/GPS Konzeption Normenkette Erfahrungswerte für Form- und Lagetoleranzen Übungen zur Zeichnungseintragung Geometrische Toleranzen in Zeichnungen Eintragung von Formtoleranzen Eintragung von Profiltoleranzen Eintragung von Lagetoleranzen Richtungstoleranzen Ortstoleranzen Eintragung von Bezügen Oberflächensymbole in technischen Zeichnungen 278

7 XIV Inhaltsverzeichnis 20 Normgerechte Anwendungsbeispiele Fallbeispiele Im Text verwendete Zeichen, Abkürzungen und Indizes Zeichen und Abkürzungen Indizes 316 Literaturverzeichnis 319 Sachwortverzeichnis 323