Konstruktionslehre 1

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Carsten Pfeiffer
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1 Gliederung 1. Einführung 2. Geometrische Grundlagen 2.1 Wiederholung geometrischer Grundkonstruktionen 2.2 Besondere Punktmengen 2.3 Projektionsarten Überblick Axonometrische Projektionen Mehrtafelprojektionen 2.4 Durchdringungen 2.5 Wahre Größen und Abwicklungen 3. Rechnergestützte Zeichnungserstellung 4. Normen im Zeichnungswesen 4.1 Technische Darstellungen 4.2 Bemaßung 4.3 Toleranzen (Maßtoleranzen, Passungen, Form- und Lagetoleranzen) 4.3 Zusätzliche Angaben (Oberflächen, Schweißnähte,...) Institut für Produkt Engineering Rechnereinsatz in der Konstruktion Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Math. P. Köhler Köhler: KL1 Folie V6-1

Normen im Zeichnungswesen 4.1 Technische Darstellungen 4.2 Bemaßung 4.3 Toleranzen (Maßtoleranzen, Passungen, Form- und Lagetoleranzen) 4.

2 Maßtoleranzen Bei der Fertigung eines Werkstückes müssen immer Abweichungen von den in der Zeichnung genannten Maßen (Nennmaße) zugelassen (toleriert) werden. Die Abmaße können positiv oder negativ gewählt werden, je nach dem Funktionszweck beim Zusammenfügen mit einem anderem Bauteil. Nulllinie + - N T G u G o Folgende Begriffe verdeutlichen die Problematik: - Nennmaß N: Maßzahl - Istmaß I:Maß am fertigen Werkstück Nulllinie + - N T G u G o - Größtmaß G o : Zulässiges oberes Grenzmaß - Mindestmaß G u : Zulässiges unteres Grenzmaß - Maßtoleranz T: Differenz zwischen Größtmaß und Mindestmaß - Oberes Abmaß A o : Differenz zwischen Größtmaß und Nennmaß Nulllinie + - T Statt A o auch ES bei Innenmaßen bzw. es bei Außenmaßen - Unteres Abmaß A u : Differenz zwischen Mindestmaß und Nennmaß N G u G o Statt A u auch EI bei Innenmaßen bzw. ei bei Außenmaßen. Köhler: KL1 Folie V6-2

Nulllinie + - N T G u G o Folgende Begriffe verdeutlichen die Problematik: - Nennmaß N: Maßzahl - Istmaß I:Maß am fertigen Werkstück Nulllinie + - N T G u G o - Größtmaß G o : Zulässiges oberes

3 Allgemeintoleranzen nach DIN ISO (Maßtoleranzen) Maße ohne Toleranzangaben sollen mit der werkstattüblichen Genauigkeit eingehalten werden. Die Zeichnung muss im Schriftfeld eine entsprechende Angabe enthalten, z. B. Maße ohne Toleranzangabe nach DIN ISO 2768 mittel. Für Längenmaße gilt beispielsweise: Genauigkeitsgrad Nennmaßbereich in mm > > > > > Fein ±,5,1,15,2,3 Mittel ±,1,2,3,5,8 Grob ±,2,5,8 1,2 2, Sehr grob ±,5 1, 1,5 2, 3, Köhler: KL1 Folie V6-3

Maße ohne Toleranzangabe nach DIN ISO 2768 mittel.

4 Falls nicht Allgemeintoleranzen genutzt werden, können die Abmaße in Zahlenwerten oder durch Kurzzeichen des ISO-Toleranzsystems nach der Maßzahl angegeben werden. 35 +,2 -,1 35 +,2 +,5 35h6 35,2 34,9 Das Istmaß muss hier z.b. zwischen 35,5 mm und 35,2 mm liegen. Köhler: KL1 Folie V6-4

5 ISO-System für Grenzmaße und Passungen nach DIN ISO 286 Die Lage des Toleranzfeldes wird durch das Grundabmaß bestimmt bzw. durch einen entsprechenden Buchstaben festgelegt. Die Größe des Toleranzfeldes wird über den Grundtoleranzgrad (IT1 bis IT18) nennmaßabhängig festgelegt. Die Qualitäten (Grundtoleranzgrade) 5 bis 11 werden vorzugsweise für Passungen im Maschinenbau benutzt Köhler: KL1 Folie V6-5

Die Größe des Toleranzfeldes wird über den Grundtoleranzgrad (IT1 bis IT18) nennmaßabhängig

6 Beispiele für ISO-Toleranzen [ µm ] ISO-Toleranz r6 n6 k6 h6 h7 h11 G6 f7 e8 H7 H8 G7 F8 E9 Von 1 Bis Über 3 Bis Über 6 Bis Über 1 Bis Über 14 Bis Über 18 Bis 24 Über 24 Bis Nennmaßbereich in mm Über 3 Bis 4 Über 4 Bis 5 Über 5 Bis 65 Über 65 Bis 8 Über 8 Bis Köhler: KL1 Folie V6-6

+ 61 + 25 Über 1 Bis 14 + 34 + 23 + 23 + 12 + 12 + 1-11 - 43-11 - 6-17 - 16-34 - 32-59 + 18 + 27 + 24 + 6 + 43 + 16 + 75 + 32 Über 14 Bis 18 + 34 + 23 + 23 + 12 + 12 + 1-11 - 43-11 - 6-17 - 16-34 -

7 Passungen DIN ISO 286 T1 Die beiden zu fügenden Teile haben das gleiche Nennmaß. Spielpassungen: es besteht für alle zulässigen Maßkombinationen Spiel Übermaßpassungen: es ergibt sich für alle zulässigen Maßkombinationen Übermaß Übergangspassung: es kann je nach zulässiger Maßkombination entweder Spiel oder Übermaß auftreten z.b. Passungssystem Einheitswelle : Das Höchstmaß der Welle (für Außenmaß) ist hier identisch mit dem Nennmaß, das heißt, das obere Abmaß ist Null. Die entsprechende Toleranzfeldlage wird mit dem Kleinbuchstaben h gekennzeichnet. Köhler: KL1 Folie V6-7

Übermaß Übergangspassung: es kann je nach zulässiger Maßkombination entweder Spiel oder Übermaß auftreten z.b. Passungssystem Einheitswelle :

8 Form- und Lagetoleranzen nach DIN ISO 111 Form- und Lagetoleranzen können zusätzlich zu den Maßtoleranzen angegeben werden, um Funktion und Austauschbarkeit sicherzustellen. Formtoleranzen begrenzen die Abweichungen eines einzelnen Elementes von seiner geometrisch idealen Form. Lagetoleranzen dienen der Begrenzung von Lageabweichungen ausgewählter Elemente. Hierunter fallen auch Lauftoleranzen.. Beispiel:,2 A,2 A Toleranzwert in mm hier: Abstand zweier paralleler Hilfsebenen, die senkrecht auf dem Bezugselement A stehen Allgemeintoleranzen für Form und Lage sind in der DIN ISO 2768 festgelegt. Köhler: KL1 Folie V6-8

Lagetoleranzen dienen der Begrenzung von Lageabweichungen ausgewählter Elemente. Hierunter fallen auch Lauftoleranzen.

9 Form- und Lagetoleranzen nach DIN ISO 111 Symbole für Formtoleranzen Geradheit Ebenheit Rundheit Zylinderform Profilform einer Linie Profilform einer Fläche Symbole für Richtungstoleranzen Parallelität Rechtwinkligkeit Neigung Symbole für Ortstoleranzen Position Koaxialität Symmetrie Symbole für Lauftoleranzen Rundlauf Planlauf Gesamtrundlauf Gesamtplanlauf Köhler: KL1 Folie V6-9

Richtungstoleranzen Parallelität Rechtwinkligkeit Neigung Symbole für Ortstoleranzen Position

10 Beispiele für Form- und Lagetoleranzen Die Achse des tolerierten Zylinders muss in einer zylindrischen Toleranzzone ( t=,8 mm) liegen. Die Fläche muss in einer spaltförmigen Toleranzzone liegen (Ebenenabstand t=,8 mm). Die Mantelfläche des Zylinders muss zwischen zwei koaxialen Zylindern (Radiusdifferenz t=,1 mm) liegen. Bei einer Drehung um die Achse A-B darf die Rundlaufabweichung für den tolerierten Zylinder nicht überschritten werden (Radiusdifferenz t=,1 mm ). Köhler: KL1 Folie V6-1

Die Mantelfläche des Zylinders muss zwischen zwei koaxialen Zylindern (Radiusdifferenz t=,1 mm) liegen.

11 Köhler: KL1 Folie V6-11

12 Köhler: KL1 Folie V6-12

13 Angabe der Oberflächenbeschaffenheit nach DIN ISO 132 Rauheitsmessgrößen sind u.a. Rauhtiefe R t [µ m] : Abstand zwischen Bezugs- und Grundprofil Gemittelte Rauhtiefe R z [µ m] : arithmetischer Mittelwert aus 5 Einzelrauhtiefen Mittenrauhwert R a [µ m] : arithmetischer Mittelwert der Absolutbeträge der Tiefen und Höhen in Bezug auf die Mittellinie Istprofil Bezugsprofil R t R a Grundprofil Bezugstrecke Rauheitskennzahlen N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N1 N11 N12 Entspricht R a,25,5,1,2,4,8 1,6 3,2 6,4 12, Köhler: KL1 Folie V6-13

arithmetischer Mittelwert der Absolutbeträge der Tiefen und Höhen in Bezug auf die Mittellinie Istprofil Bezugsprofil R t R a

14 Angabe der Oberflächenbeschaffenheit nach DIN ISO 132 Symbol Bedeutung Bemerkung Grundsymbol Symbol ohne Zusatzangaben nicht aussagefähig Angaben sollen für alle Flächen der markierten Umrisslinie gelten. materialabtrennende Bearbeitung Sägen, drehen, bohren, fräsen, feilen,... Oberfläche bleibt im Auslieferungszustand Oberfläche muss ohne materialbrennende Bearbeitung hergestellt werden z. B. Rohguss, Halbzeuge, geschmiedete Flächen Urformen, Umformen,... Köhler: KL1 Folie V6-14

materialabtrennende Bearbeitung Sägen, drehen, bohren, fräsen, feilen,.

15 Angabe der Oberflächenbeschaffenheit nach DIN ISO 132 l Symbolmaße: 6 2 h h1 = Schrifthöhe l > h = 2 6 h1 1,4*h 1 < h 2 <3*h 1 e d c a b a - Rauheitsmessgröße b evtl 2. Rauheitsmessgröße c Fertigungsverfahren, Behandlung, Beschichtung d Bearbeitungsspuren, Rillenrichtung e Bearbeitungszugabe Beispiele: x Rz2 = Ra6,3 Ra1,6 N3 Köhler: KL1 Folie V6-15

2. Rauheitsmessgröße c Fertigungsverfahren, Behandlung, Beschichtung d

16 Rz16 Beispiele R5 Rz6,3 4 Rz25 ø18 Rz Rz6, Rz4 Rz6,3 75 Rz6,3 Rz6,3 Rz6,3 ø3 ø4 ø28 ø Rz25 ( ) Köhler: KL1 Folie V6-16

17 Beispiel: Kurbelwelle z y = 14 4 y = 18 Mitte Lager z x y y x x = x 25 x geschliffen N9 y = N8 z = N6 Allseitig gleiche Oberflächenbeschaffenheit Ra6,3 Schriftfeld Köhler: KL1 Folie V6-17

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