Prüftechnik und Qualitätsmanagement

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1 151 Prüftechnik und Qualitätsmanagement Maßtoleranzen und Passungen Maßtoleranzen und Passungen stellen die Funktion und den Austausch von Bauteilen sicher. Maßtoleranzen Maßtoleranzen geben die zulässigen Abweichungen von den Nennmaßen eines Bauteils an. Bezeichnungen (Bild 1) en n N Nennmaß N Nennmaß T B Maßtoleranz T W Maßtoleranz G ob Höchstmaß G ow Höchstmaß G ub Mindestmaß G uw Mindestmaß ES Oberes Grenzabmaß es Oberes Grenzabmaß El Unteres Grenzabmaß ei Unteres Grenzabmaß Die Maßtoleranzen werden durch das obere und das untere Grenzabmaß begrenzt. Die Grenzabmaße können entweder frei gewählt, durch Allgemeintoleranzen (Tabelle 1) oder durch ISO-Toleranzen angegeben werden. Die Istmaße der Werkstücke müssen zwischen dem Höchstmaß und dem Mindestmaß liegen. Tabelle 1: Allgemeintoleranzen für Längenmaße nach DIN ISO 2768 Grenzabmaße in Toleranz klasse für Nennmaßbereiche Kurzzeichen Benennung,5 3 über 3 6 über 6 3 über 3 12 f fein ±,5 ±,5 ±,1 ±,15 m mittel ±,1 ±,1 ±,2 ±,3 c grob ±,2 ±,3 ±,5 ±,8 v sehr grob ±,5 ± 1 ± 1,5 Die Höchst- und Mindestmaße bezeichnet man auch als Grenzmaße. Beispiel (Bild 2): Für die Maße 16 +,1, 2H7 und 5 der Leiste sind die Maßtoleranzen sowie die Höchst- und Mindestmaße in zu berechnen. Toleriertes Maß 16 +,1 2H7 5 Oberes ES +,21 Grenzabmaß es +,1 +,3 Unteres El Grenzabmaß ei,3 Maßtoleranz T B = ES El,21 T W = es ei,1,6 Höchstmaß G ob = N + ES 2,21 G ow = N + es 16,1 5,3 Mindestmaß G ub = N + El 2, G uw = N + ei 16, 49,7 G ob G ub TB G ow G uw T W EÜ N ES ei N es Bild 1: Bezeichnungen bei Maßtoleranzen Höchstmaß der Höchstmaß der Mindestmaß der Mindestmaß der Maßtoleranz der Maßtoleranz der 5 Bild 2: Leiste ø2h7 G ob = N + ES G ow = N + es G ub = N + EI G uw = N + ei T B = G ob G ub T B = ES EI T W = G ow G uw T W = es ei 8 16+,1 t=12 nicht tolerierte Maße nach ISO 2768-m

2 42h h6 152 Teil A Fachrechnen Aufgaben Maßtoleranzen 1. Maßtoleranzen (Tabelle 1). Für die in der Tabelle angegebenen Maße sind die Maßtoleranzen sowie die Höchst- und Mindestmaße zu berechnen. 2. Buchse (Bild 1). Die Durchmesser der Buchse sind nach ISO, die Längen frei toleriert. Zu bestien sind die Höchst- und Mindestmaße sowie die Maßtoleranzen. 38,2 +,5 7,5,3 b 3. Lehre (Bild 2). Alle Abmessungen der Lehre sind frei toleriert. Wie groß sind für die Längen a und b Höchstmaß, Mindestmaß und Maßtoleranz? 4. Anschlagleiste (Bild 3). Die Anschlagleiste wird mit zwei Schrauben befestigt. Die en sind mit 6,5 +,2, ihr Abstand mit 26 ±,1 toleriert. Welches Höchstmaß G o und Mindestmaß G u kann das Kontrollmaß x annehmen? ø5h9 2+2 Bild 1: Buchse ø6,5+,2 ø35h6 x 6±,2 14P9 Tabelle 1: Maßtoleranzen a b c d e +,5 8 +,2 5 ±,15 28,8 12 j6 5 K7 Bild 2: Lehre a 35±,2 2±,2 5. (Bild 4). In eine wird eine Passfedernut gefräst. Die Frästiefe wird mithilfe eines Parallelendmaßes kontrolliert, das in die Nut eingelegt wird. Bild 3: Anschlagleiste 26±,1 Zwischen welchen Grenzmaßen G o und G u muss das Kontrollmaß x liegen? 6. Gehäuse (Bild 5). Im Prüfprotokoll (Tabelle 2) für das Gehäuse sollen die fehlenden Abmaße ergänzt werden. Außerdem ist zu entscheiden, ob die Istmaße zwischen den Höchstund Mindestmaßen liegen. Tabelle 2: Prüfprotokoll für Gehäuse Prüfschritt Prüfmerkmal Prüfmaß Abmaße ES, es, EI, ei Istmaß 1 Schlüsselweite 27 ±,1 27,5 2 Gesamt länge 65 ±,15 64,85 3 Einstichbreite 2,5H11 2,52 4 Durch messer 25h9 24,95 5 Flanken- M2 x 1,5 +,22 +,3 2,2 6 Durch messer 3 ±,3 29,99 Kontrollmaß x ø5f7 Bild 4: mit Passfedernut 1 Bild 5: Gehäuse 1 (Endmaß) 5,5+, Antriebseinheit (Bild 6). Beim Zusaenbau der mit dem Zahnrad suieren sich die Längentoleranzen der und des Zahnrades. Die Distanzhülse soll aber den linken Absatz der ier um,1 überragen. Die dafür notwendige Länge der Hülse wird nach dem Aufstecken des Zahnrades auf die gemessen und die Hülse auf dieses Maß x gekürzt. Welche Größt- und Kleinstmaße können dabei für die Hülsenlänge auftreten?,1 Distanzhülse 12+,3 x 85+,5 Bild 6: Antriebseinheit 32,2 125,5 25±,3 S. 264

3 Prüftechnik und Qualitätsmanagement: Maßtoleranzen und Passungen 153 Passungen Als Passung bezeichnet man den Unterschied zwischen dem Maß der und dem Maß des dazugehörigen ndurchmessers. Dabei können Spiel oder Übermaß auftreten. Bezeichnungen (Bild 1): smaße nmaße G ob Höchstmaß G ow Höchstmaß G ub Mindestmaß G uw Mindestmaß ES Oberes es Oberes Grenzabmaß Grenzabmaß El Unteres ei Unteres Grenzabmaß Grenzabmaß Passungen P SH Höchstspiel P SM Mindestspiel P ÜH Höchstübermaß P ÜM Mindestübermaß P SM P SH P ÜM P ÜH P SH Bild 1: Bezeichnungen bei Passungen Höchstspiel P ÜH Bei en entsteht beim Zusaenfügen von und in jedem Fall Spiel, bei en in jedem Fall Übermaß. Bei en dagegen kann Spiel oder Übermaß auftreten. Die Grenzpassungen werden als Höchst- und Mindestspiel bzw. als Höchst- und Mindestübermaß bezeichnet. Mindestspiel P SH = G ob G uw P SH = ES ei P SM = G ub G ow P SM = EI es Ein Zahnrad mit der 5H7 soll auf eine mit dem Durchmesser 5j6 montiert werden (Bild 2). Wie groß sind Höchstspiel und Höchstübermaß? Lösung: Grenzabmaße nach ISO-Toleranztabellen: 5H7 = 5 +,25/ 5j6 = 5 +,11/,5 Höchstspiel: P SH = G ob G uw = 5,25 49,995 = +,3 oder P SH = ES ei = +,25 (,5 ) = +,3 Höchstübermaß Mindestübermaß P ÜH = G ub G ow P ÜH = EI es P ÜM = G ob G uw P ÜM = ES ei Höchstübermaß: P ÜH = G ub G ow = 5, 5,11 =,11 oder P ÜH = El es = (+,11 ) =,11 Bild 2: mit Zahnrad ø5 H7/j6 Welche Grenzpassungen können zwischen dem Schieber und der Führung (Bild 3) auftreten? Lösung: Mindestspiel: P SM = G ub G ow P SM = 2, 2, P SM = Höchstspiel: P SH = G ob G uw P SH = 2,5 19,95 P SH = +,1 2,5 2+,5 Bild 3: Schieber mit Führung

4 42h h6 154 Teil A Fachrechnen ISO-Passungen Das ISO-Passungssystem ist nach dem System Einheitsbohrung und Einheitswelle aufgebaut. In der Praxis wird häufig das System Einheitsbohrung verwendet, da in diesem Fall die das Grundabmaß H (unteres Abmaß = ) besitzt, was den Einsatz von Werkzeugen vereinfacht (geringe Werkzeuglagerhaltung). Beim System Einheitswelle wird die nach dem Grundabmaß h (oberes Abmaß = ) gefertigt. Das jeweilige Gegenstück mit den Buchstaben A Z für die en bzw. a z für die n wird so kombiniert, dass eine Spiel-, Übergangsoder entsteht (Bild 1). Bezeichnungen: A Z Grundabmaß für en IT1 18 Grundtoleranzgrad µm, a z Grundabmaß für n D Verrechnungswert für µm es oberes Grenzabmaß µm, ei unteres Grenzabmaß µm, ES oberes Grenzabmaß µm, EI unteres Grenzabmaß µm, ISO-Passmaße sind ier eine Kombination aus Buchstabe und Zahl. So gibt der Buchstabe die Lage des Toleranzfeldes zur Nulllinie an und die Zahl gibt an, wie groß das Toleranzfeld ist. In der Feinwerktechnik, z. B. Uhren- und Medizintechnik, fertigt man beispielsweise mit, im allgemeinen Maschinenbau mit IT6 IT8 und im Metallbau und Schwermaschinenbau ab aufwärts. Stehen keine fertigen Abmaßtabellen für die ISO-Toleranzen zur Verfügung, kann man die Abmaße für beliebige ISO-Passmaße mithilfe von Tabellen berechnen. Die Grenzabmaße für die ISO-Toleranzmaße 3k8, 1f6, 8F7 und 24M7 sind mithilfe von Tabellen zu bestien. Lösung: ISO-Toleranzmaß Ø 3k8 () 1. Ermitteln der Grundtoleranzen (Tabelle 1) Nennmaß: 3 Grundtoleranzgrad: IT8 Grundtoleranz: 33 µm 2. Grundabmaß es bzw. ei für n (Tabelle 2) unteres Grenzabmaß: ei = µm oberes Grenzabmaß: es = ei + IT es = + 33 µm = + 33 µm ISO-Toleranzmaß Ø 1f6 () 1. Ermitteln der Grundtoleranzen (Tabelle 1) Nennmaß: 1 Grundtoleranzgrad: IT6 Grundtoleranz: 22 µm 2. Grundabmaß es bzw. ei für n (Tabelle 2) oberes Grenzabmaß: es = 36 µm unteres Grenzabmaß: ei = es IT ei = µm = 58 µm Beispiele für Nennmaß 25, Toleranzrad 7 Einheitsbohrung: Einheitswelle: Beispiele für Nennmaß 25, Toleranzgrad 6 Tabelle 1: Grundtoleranzen (Auszug) Nennmaßbereich über + 4 μm μm IT6 IT7 IT8 IT9 IT11 IT12 IT13 Grundtoleranzen µm ,1, , ,12, , ,15, ,18, ,21, ,25, ,3, ,35, ,4, ,46,72 Tabelle 2: Grundabmaße für n (Auszug) Grund abmaße f g h j k IT1 IT5 genormte IT18 IT8 IT13 Tabelle gültig für 25f7 25F8 Nennmaß über alle genormten oberes Abmaß es in µm IT7 25s6 25h6 25h6 25h6 25N7 25S7 Bild 1: Beispiele für ISO-Passungen 25n6 Unteres Grenzabmaß : ei = es IT Oberes Grenzabmaß : es = ei + IT Unteres Grenzabmaß : EI = ES IT Oberes Grenzabmaß : ES = EI + IT IT4 IT7 IT8 IT13 unteres Abmaß ei in µm

5 Prüftechnik und Qualitätsmanagement: Maßtoleranzen und Passungen 155 Lösung: ISO-Toleranzmaß Ø 8F7 () 1. Ermitteln der Grundtoleranzen (Tabelle 1, vorh. Seite): Nennmaß: 8 Grundtoleranzgrad: IT7 Grundtoleranz: 3 µm 2. Grundabmaße ES bzw. EI für en (Tabelle 1) unteres Grenzabmaß: EI = + 3 µm oberes Grenzabmaß: ES = EI + IT ES = 3 µm + 3 µm = + 6 µm ISO-Toleranzmaß Ø 24M7 1. Ermitteln der Grundtoleranzen (Tabelle 1, vorh. Seite): Nennmaß: 24 Grundtoleranzgrad: IT7 Grundtoleranz: 21 µm 2. Grundabmaße ES bzw. EI für en (Tabelle 1) D = 8 µm (Tabelle 2) oberes Grenzabmaß: ES = 8 µm + D = 8 µm + 8 µm = µm unteres Grenzabmaß: EI = ES IT EI = µm 21 µm = 21 µm Hinweis: Für die ISO-Toleranzen K, M, N für en wird bei der Berechnung des oberen Grenzabmaßes ES der Verrechnungswert D dazu addiert. Aufgaben Passungen 1. und. Wie groß sind die Grenzmaße G ob, G ub, G ow und G uw, die Toleranzen T B und T W sowie die Grenzpassungen Höchstund Mindestspiel bei den Werkstücken, die mit tolerierten Durchmessern 1H8/f7 hergestellt werden? 2. Passungen (Tabelle 3). Die en und n ( 5, 1, 1 und 25) werden mit den angegebenen Toleranzen hergestellt. Berechnen Sie die Grenzmaße und die Grenzpassungen. 3. Schwenklager (Bild 1). Der Hydraulikzylinder eines Baggers wird am Deckel in einem gabelförmigen Lagerbock drehbar befestigt. Das Auge des Deckels ist mit einer wartungsfreien Buchse versehen. Die Buchse ist eingepresst, damit sie sich beim Schwenken nicht mitdreht. Auch der Bolzen soll sich nicht im Lager drehen. Zu bestien sind geeignete ISO-Toleranzen a) für die der Lagerbuchse, wenn der Bolzen mit der Toleranzklasse g6 gefertigt wird, b) für die en im Lagerbock, c) für die im Zylinderdeckel, welche die Gleitlagerbuchse aufnit, wenn die Buchse außen die Toleranzklasse r6 aufweist. Auge des Zylinderdeckels Tabelle 1: Grundabmaße für en (Auszug) Grundabmaße E F G H K M N genormte Tabelle gültig für Nennmaß über Tabelle 3: Berechnung von Passungen Durchmesser in Toleranzklassen und Toleranzen Bolzen Buchse Lager IT5 IT1 IT18 H7 +,5 F7 K6 g6,5 m6 h5,2 2,5 2+,2 IT8 Bild 1: Schwenklager eines Hydraulikzylinders ø16g6 IT11 oberes Grenzabmaß ES in µm D 4 + D 8 + D D 6 + D 1 + D D 7 + D 12 + D D 8 + D 15 + D D 9 + D 17 + D D 11 + D 2 + D D 13 + D 23 + D alle genormten unteres Grenzabmaß EI in µm Tabelle 2: Werte für D in µm (Auszug) Grund- Nennmaß über in toleranzgrad ,5 1,5 2 2 IT IT IT IT IT