Toleranzmanagement im Maschinen- und Fahrzeugbau

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David Langenberg
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1 Toleranzmanagement im Maschinen- und Fahrzeugbau Form- und Lagetoleranzen -Tolerierungsprinzipien - Tolerierungsverknüpfungen - Maßketten - Oberflächen von Bernd Klein Oldenbourg Verlag München Wien

2 Inhalt Vorwort V 1 Allgemeines Einleitung Übersicht über die verwendeten Normen 2 2 Grundlagen 7 3 Entstehung von Form- und Lageabweichungen 11 4 Grundbegriffe der Zeichnungstolerierung Maß- und Geometrietoleranzzone Maßtoleranzen Ideales Maß Geometrietoleranzzone Minimum-Bedingung Erklärung Beispiele zur Anwendung der Minimum-Bedingung 20 5 Zeichnungseintragung Angabe von Maßen in einer Zeichnung Beschreibung der Angaben am tolerierten Element Beschreibung der Toleranzzone Form und Lage der Toleranzzone Gemeinsame Toleranzzone Ausdehnung der Toleranzzone Projezierte und flexible Toleranzzone Zeichnungseintragung von Bezügen Mehrere Bezugselemente Bezug aus mehreren Bezugsflächen Bezugsstellenangabe Bezug über Formelementgruppen Zylindrische Bezugselemente Lageelemente von Bezügen 40

3 VIII Inhalt 6 Bildung von Bezügen Grundlagen Bezugselemente Gerade Bezugskante Achsen und Mittelebenen als Bezüge Gemeinsame Bezugsachse aus zwei Elementen Bildung von Bezugssystemen 44 7 Form- und Lagetoleranzen Bedeutung Angabe der Toleranzzonen von Form- und Lagetoleranzen nach ISO Übersicht Formtoleranzen Geradheit Ebenheit Rundheit Zylinderform Profiltoleranzen Linienprofil Flächenprofil Lagetoleranzen Richtungstoleranzen Ortstoleranzen Lauftoleranzen Gewinde Freiformgeometrien 84 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 100

4 Inhalt IX 9 Tolerierungsprinzipien Funktionsbeschreibungen Maximum-Material-Zustand (MMC) Maximum-Material-Maß (MMS) Minimum-Material-Zustand (LMC) Minimum-Material-Maß (LMS) Material-Bedingungen Wirksames Maximum-Material-Virtual-Maß (MMVS) Der Taylor'sche Prüfgrundsatz Grenzgestalt von Bauteilen Auswirkung auf Funktion Formen typischer Grenzgestalten Die Hüllbedingung bei der Ermittlung von Grenzgestalten Tolerierungsgrundsätze Unabhängigkeitsprinzip (DIN ISO 8015) Auswirkung der Tolerierung nach dem Unabhängigkeitsprinzip Hüllprinzip (DIN 7167) Bedeutung Auslegung des Hüllprinzips Einschränkungen des Hüllprinzips Überprüfung der Hüllbedingung Aufhebung der Hüllbedingung Definition des Hüllprinzips durch ISO 286 Tl 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 152

5 11.3 Berechnung von Toleranzketten WorstCase.' Arithmetische Berechnung Vorgehensweise Bestimmung der Extremwerte von Kreisquerschnitten Maßkette mit ebenen" Maßen Form- und Lagetoleranzen in Maßketten Statistische Tolerierung Erweiterter Ansatz Mathematische Grundlagen Untersuchung der Prozessfähigkeit Relative Prozessstreubreite Prozessfähigkeit Prozessfähigkeitsindex Beurteilung der Prozessfähigkeit Interpretation der Fähigkeitskenngrößen Überprüfung auf Prozessfähigkeit Vorgehensweise bei Festlegung und Interpretation der Formund Lagetolerierung Festlegung von Form- und Lagetoleranzen Interpretation von Toleranzen Toleranzen und Kosten Kostenfunktion Kostensprünge Vorgehensweise zur Ermittlung von Kostensprüngen 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 225

6 Inhalt XI 15 Unterschiede zwischen DIN ISO und ASME ASME-Standard Symbole und Zeichen Maßeintragung Unterschied zwischen Millimeter- und Inch-Bemaßung in ASME Eintragung von Toleranzen 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 Geometrische Produktspezifikation/GPS Konzeption Normenkette F+L-Erfahrungswerte Übungen zur Zeichnungseintragung Form- und Lagetoleranzen in Zeichnungen Eintragung von Formtoleranzen Eintragung von Profiltoleranzen Eintragung von Lagetoleranzen Richtungstoleranzen Ortstoleranzen Oberflächensymbole in technischen Zeichnungen 266

7 XII Inhalt 19 Normgerechte Anwendungsbeispiel,e Fallbeispiele Im Text verwendete Zeichen, Abkürzungen und Indizes 303 A Literaturverzeichnis 307 A.l Fachbücher und Dissertationen 307 A.2 Aufsätze 308 A.3 Regelwerke 310 Stichwortverzeichnis 311

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