M3: Messung von Bolzengewinde

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1 Cloodt Qualitätsmanagement M3: Gewindemessung M3: Messung von Bolzengewinde Worum geht es? Bei 10 Werkstücken mit Außengewinde wird der Flankendurchmesser gemessen. Die Daten werden anschließend ausgewertet um die Prozeßfähigkeit zu bestimmen. Wozu dient die Übung? Die Messung des Flankendurchmessers verlangt Sorgfalt und Geschick. Bei der Auswertung werden die Kennwerte von Stichproben errechnet. Wie gehen wir vor? Aufgaben (hier abhaken) Informationen zu Besonderheiten der Gewindemessung gelesen? Tabelle auf Seite 4 ausgefüllt? Alle Messungen durchgeführt und Werte eingetragen? Kennwerte ausgerechnet? Ist die Serie Prozeßfähig? Welche Besonderheiten sind bei der Messung aufgefallen? α/2 Das Prinzip der Dreidrahtmethode dm d2 M Mit der Bügelmeßschraube wird das Maß M gemessen. Dazu werden die Gewindeprüfsätze mit einer Halterung auf die Spindel und den Amboß der Bügelmeßschraube aufgesetzt. Mit untenstehender Formel kann dann der Flankendurchmesser berechnet werden. Das Dreidrahtverfahren zählt zu den genauesten Meßverfahren. 1 p d2 = M - dm (1+ ) + cot( α/2) sin( α/2) 2 für metrisches Gewinde gilt : d2 = M - dm 3 + p 0,866 d m = Drahtdurchmesser (aus DIN13) M = Prüfmaß d 2 = Flankendurchmesser α = Flankenwinkel p = Steigung des Gewindes Gewinde.dtp Seite 1

2 Messung des Flankendurchmessers Messaufgabe nach Prüfplan: Nach Prüfplan und Arbeitsanweisung sind 10 Gewindebolzen in Folge aus der Fertigung zu entnehmen. Das Bolzengewinde ist auf das Merkmal Flankendurchmesser zu prüfen. Als Prüfverfahren ist die Dreidrahtmethode einzusetzen. Die Meßergebnisse sind in das Formblatt für Urliste und Kennwerte einzutragen. Auf diesem Blatt sind die Kennwerte auszurechnen und die Prozeßfähigkeit zu ermitteln. Je nach Möglichkeit kann die Auswertung auch auf PC erfolgen. Prüfplan QM-PP Teile-Bezeichnung Zeichnungsnummer Plan/Blatt: 2404/1 Prüfplan Schraube M Gültig ab: Nr. Merkmal Nennmaß Abmaße Toleranz Prüfmittel Prüfart Serie Bemerkungen 1 Flankendurchm. 10,863-34µm 235µm Messchraube M + 10 Teile in Folge Gewinde M12-269µm Dreidraht Prüfart: M = Messung, L = Lehrung, S = Sichtprüfung Serie: M = Musterprüfung, + = Serienprüfung (QRK), ++ = Stichprobenprüfung (AQL) Gewinde.dtp Seite 2

3 Toleranzfelddaten zum Flankendurchmesser M12 x 1,75-7H/8g bitte ausfüllen! nach DIN 13 Toleranzfeld der Mutter Μ12 Toleranzfeld der Schraube Flankendurchmesser der Gewindepaarung M12 x 1,75-7H/8g Steigung p Gewindenennmaß M12 x 1,75-7H/8g Meßdrahtdurchmesser dm Mutter Schraube Paarung Nennmaß Höchstmaß Mindestmaß N Go Gu ob. Grenzabmaß Ao unt. GrenzabmaßAu Maßtoleranz T Höchstpassung Po Mindestpassung Pu Gewinde.dtp Seite 3

4 Metrisches ISO-Gewinde DIN13 Grenzmaße für einige Regelgewinde mit Dreidraht-Korrekturfaktor Bolzengewinde in Toleranzlage g d 2 = M - C d 2 = M - d m * 3 + p * 0, Nenndurchm. Steigung Toleranzfeld Bolzen Mutter Abmaße Flankendurchmesser Flankendurchmesser (min=nennmaß) D=d p oberes unteres max min max min dm C 8 1,25 8g -0,028-0,218 7,160 6,970 7H 7,388 7,188 0,725 1, ,25 6g -0,028-0,146 7,160 7,042 6H 7,348 7,188 0,725 1, ,5 8g -0,032-0,244 8,994 8,782 7H 9,250 9,026 0,895 1, ,5 6g -0,032-0,164 8,994 8,862 6H 9,206 9,026 0,895 1, ,75 8g -0,034-0,270 10,829 10,593 7H 11,113 10,863 1,100 1, ,75 6g -0,034-0,184 10,829 10,679 6H 11,063 10,863 1,100 1, g -0,038-0,288 14,663 14,413 7H 14,966 14,701 1,350 2, g -0,038-0,198 14,663 14,503 6H 14,913 14,701 1,350 2, ,5 8g -0,042-0,307 18,334 18,069 7H 18,656 18,376 1,650 2, ,5 6g -0,042-0,212 18,334 18,164 6H 18,600 18,376 1,650 2, g 2,952 2,637 25,003 24,688 7H 22,386 22,051 2,050 3, g -0,048-0,248 22,003 21,803 6H 22,316 22,051 2,050 3, ,5 8g -0,063-0,388 27,664 27,339 7H 28,082 27,727 2,050 3, ,5 8g -0,053-0,265 27,674 27,462 6H 28,007 27,727 2,050 3,119 Toleranzfeld Durchmesser Korrektur- Faktor Gewinde.dtp Seite 4

5 Kennwerte ermitteln Name des Teils: Merkmal: Zeichnungsmaß: Nennmaß OGW UGW Toleranz Meßfeinheit x = x1 + x2 + n Mittelwert... x n Prozeßfähigkeit Streuung OGW UGW cp= 6 σ Standardabweichung ( x x) σ = i n 1 2 cp K Prozeßfähigkeit Lage Krit = 3 σ Spanne R = x max x min Überschreitungsant. Unten u unt u ob u u % x UGW = σ Überschreitungsant. Oben u o % OGW x = σ -Krit = Abstand vom Mittelwert bis zur nächstliegenden Toleranzgrenze Überschreitungsanteil = Anzahl der Teile, die die obere bzw. untere Toleranzgrenze überschreiten (in%) Die %-Zahl wird aus einer Tabelle mit der standardisierten Normalverteilung, (z.b. Cloodt 4a:Formeln und Tabellen), abgelesen. Sie läßt sich auch mit der EXCEL-Formel STANDNORMVERT() berechnen. %-Anteil Gesamtfehleranteil ppm = % * % ppm Gewinde.dtp Seite 5

6 Besonderheiten der Gewindemessung Die moderne Form der Qualitätssicherung kontrolliert nicht in erster Linie das gefertigte Teil, sondern es wird der Prozeß kontrolliert und gesteuert, in dem das Teil entsteht. Daher wird besonders bei der Gewindeprüfung das Lehren durch das Messen ersetzt. Dies ist bei Gewinden nicht ganz einfach und verlangt viel Sorgfalt und Geschick. Die Führungsgröße für die Prozeßregelung ist in der Regel der Flankendurchmesser. Er ist im Nennmaß für Bolzen und Mutter gleich und bestimmt die Paarung Mutter/Bolzen. Die Wahl der Toleranzfeldlage wird für Bewegungs- Befestigungs- und Dichtungsgewinde unterschiedlich gewählt. Normung und Bezeichnungen Die Grenzmaße für Regelgewinde sind aus den Gewinde-Nennmaßen nach DIN 13 Teil 1 bis 8 errechnet worden und in Tabellen der DIN 13 Teil 15 festgehalten.das Blatt Metrisches ISO-Gewinde nach DIN 13 ist ein Auszug daraus. Zu Unterscheidung von den Allgemeintoleranzen werden die Angaben der Toleranzfelder umgekehrt geschrieben, z. B. 6H anstelle H6. Für Gewinde, die einen Oberflächenschutz erhalten, gelten die Maße vor dem Aufbringen der Schutzschicht. Nach dem Aufbringen dürfen die Abmessungen einschließlich der Schicht die Gutseite nicht überschreiten. Genauigkeitsgrade Der mit einer Ziffer angegebene Genauigkeitsgrad kennzeichnet die Breite des Toleranzfeldes. Für den Flankendurchmesser des Außengewindes können Genauigkeitsgrade von 3 bis 9 gewählt werden. Die Norm empfiehlt 4 (für fein); 6 (für mittel); 8 (für grob) Toleranzfeldlagen: Die Lage des Toleranzfeldes gegenüber der Nullage wird durch einen Buchstaben angegeben, der die Größe des Grundabmaßes kennzeichnet. Dies ist beim Außengewinde das obere Abmaß. Für Innengewinde sind festgelegt: G, H Für Außengewinde: a, b, c, d, e, f, g, h T Innengewinde Toleranzklasse: Au Nullinie (Nennmaß) fein: Für Präzisionsgewinde, wenn der Paßcharakter streng eingehalten werden muß. mittel: allgemeine Verwendeung grob: Keine besonderen Anforderungen, z.b. beim Gewindeschneiden in Löchern. Ao T Außengewinde Gewinde.dtp Seite 6

7 Bezeichnungen am Gewinde Die Bezeichnung eines Gewindes besteht aus dem Gewinde-Kennbuchstaben mit den Gewindemaßen und den Kurzzeichen der Toleranzfelder für den Flankendurchmesser und den Kerndurchmesser. Die Angabe für jedes Toleranzfeld setzt sich zusammen aus einer Zahl, die den Genauigkeitsgrad, und einem Buchstaben, der die Toleranzfeldlage angibt. Anmerkung: Im Gegensatz zum Toleranzsystem für Werkstücke mit Zylindrischen und parallelen Flächen nach DIN 7150 Teil 1 wird beim Gewinde die Ziffer vor den Buchstaben gesetzt. Sind die Toleranzfelder für den Flankendurchmesser und den Kerndurchmesser gleich, so werden sie nicht wiederholt. Beispiel für Innengewinde (Feingewinde) Gewinde Kennbuchstabe für metr. ISO Gewinde Gewindemaße mal Steigung M 20 x 2-4H 5H Toleranzfeld für den Flankendurchmesser Toleranzfeld für den Kerndurchmesser Beispiel für Außengewinde (Regelgewinde) Gewinde Kennbuchstabe für metr. ISO Gewinde Gewindemaße M 6-5g 6g Toleranzfeld für den Flankendurchmesser Toleranzfeld für den Kerndurchmesser Als Bezeichnung für die Einschraublängen kann noch der Buchstabe S, N, oder L folgen. Gewinde.dtp Seite 7

8 QM-AA QM-Arbeitsanweisung QM-AA: Seite: Rev.Nr. Prüfanweisung für Gewindemessung Flankendurchmesser bei Bolzengewinden von 1 0 Entwurf Döring Erstellt am: Geprüft: Freigabe: Geltungsbereich: Alle eigengefertigten Bolzengewinde bis M24 1. Zweck Absicherung der Leichtgängigkeit der Bewegungsgewinde und Prüfung auf Maßhaltigkeit 2. Begriffe Dreidraht = Gewindeprüfsätze mit Halterung für Spindel und Amboß einer Bügelmeßschraube 3. Zuständigkeit Die Zuständigkeiten sind in der rechten Randspalte angegeben PW = Prüfwerker M = Meister, Gruppensprecher 4. Durchführung Unterlagen Zust. Datenblatt mit Toleranzfelddaten ausfüllen, falls dies noch nicht vorliegt. 6-9 PW Formblatt für Urliste und Kennwerte einer Stichprobenmessung für die Aufnahme der Meßdaten vorbereiten PW Geräte bereitstellen und Meßplatz vorbereiten: Bügelmeßschraube mit passendem Spindeldurchmesser, Dreidrähte, Prüfteile, ev. Datenleitung und PC-Software (bei elektronischer Auswertung). Messung etwa in der Mitte der Gewindelänge vornehmen. Kennzahlen ermitteln und eintragen. Bei cp oder cpk < 1,33, Nachricht an M PW 6-11 PW Qualitätsprüfungen dürfen nur mit dafür genehmigten und nach QS-Element 4.11 überwachten Prüfmitteln durchgeführt werden. 4. Dokumentation Bei Gutbefund (cp, cpk > 1,33) Datenblatt 6-11 zur Materialbegleitkarte heften. 5. Mitgeltende Unterlagen DIN 13, Materialbegleitkarte, Prüfplan 6. Anlagen : Gewindemessung M3 Gewinde.dtp Seite 8