Toleranzen und Passungen

Transkript

1 Toleranzen und Passungen 1. Ziele von Toleranzen und Passungen 2. Grundbegriffe 3. Allgemeintoleranz 4. Gussrohteile 5. Einhaltung von Toleranzen 6. ISO-Toleranz-System 7. Passtabelle in Zeichnung 8. Passungen Inhalt

2 Ziele

3 Schreibtisch Ziele

4 Möbelhaus Sägmeier Bett Neu!!! 200x100 cm Restposten 77 Euro Ziele

5 Bett? Schreibtisch Ziele

6 je genauer, desto teurer! Funktion erfüllt? Zusammenspiel mit anderen Teilen erfüllt? Austauschbarkeit? Toleranzen: So groß wie möglich - so fein wie nötig Grundbegriffe 1

7 Beispiel 1: 50 +0,011-0,005 Toleranzangaben zukünftig die gleiche Schriftgröße wie das Nennmaß Grundbegriffe 2

8 Beispiel 1: 50 +0,011-0,005 O50 +0,011-0,005 Grundbegriffe 2

9 Beispiel 1: 50 +0,011-0,005 Nennmaß N: 50 mm Oberes Abmaß A o : 0,011 mm Unteres Abmaß A u : -0,005 mm G o A o T => Höchstmaß G o : Mindestmaß G u : 50,011 mm 49,995 mm A u => Maß-Toleranz T: T=G o -G u =A o -A u : N G u Das Ist-Maß I muß zwischen den Grenzmaßen G o,g u liegen 0,016 mm N: Nennmaß A: Abmaß G: Grenzmaß T: Maß-Toleranz I: Ist-Maß Grundbegriffe 2

10 Beispiel 2: 50 +0,033 +0,017 Nennmaß N: Oberes Abmaß A o : Unteres Abmaß A u : 50 mm 0,033 mm 0,017 mm T => Höchstmaß G o : Mindestmaß G u : 50,033 mm 50,017 mm Nulllinie N G o A o A u G u => Maß-Toleranz T: T=G o -G u =A o -A u : 0,016 mm Das Toleranzfeld kann auch oberoder unterhalb der Nulllinie liegen N: Nennmaß A: Abmaß G: Grenzmaß T: Maß-Toleranz I: Ist-Maß Grundbegriffe 3

11 Ein toleriertes Maß kann auch über Allgemeintoleranzen definiert sein DIN ISO 2768 T1 für Längen- und Winkelmaße Angabe im Schriftfeld gilt dann für alle Maße, sofern in Zeichnung nicht toleriert O50 ja nein O ,2 Allgemeintoleranz ISO 2768-m Allgemein-Toleranz

12 Ein toleriertes Maß kann auch über Allgemeintoleranzen definiert sein DIN ISO 2768 T1 für Längen- und Winkelmaße Angabe im Schriftfeld gilt dann für alle Maße, sofern in Zeichnung nicht toleriert 4 Toleranzklassen f, m, c, v Werte der Allgemeintoleranz => Hoischen S.167 Tab. 1 Angabe des 2. Buchstaben betrifft Form- u. Lagetoleranz (nächste Vorlesung) Allgemeintoleranz ISO 2768-mK Allgemein-Toleranz

13 Gussrohteile haben eine eigene Allgemeintoleranz (CT) DIN 1680 T1 und T2 => Hoischen S.170 Tab. 1 Gussrohteile brauchen Bearbeitungszugaben (RMA) DIN ISO 8062 => Hoischen S.170 Tab. 2 Angabe im Schriftfeld z.b. Gusstoleranz ISO CT 12 - RMA F Gussrohteile

14 Vorgegebene Maße müssen kontrollierbar sein z.b. Außendurchmesser mit Bügelmeßschraube Einhaltung von Toleranzen 1

15 Vorgegebene Maße müssen kontrollierbar sein z.b. Außendurchmesser mit Bügelmeßschraube Ist-Maß ablesen und mit Zeichnungsangabe vergleichen absolut genaue Fertigung nicht möglich, bei geringen Toleranzen hohe Kosten (Werkzeugverschleiß etc.) Toleranzfeld erforderlich genaues Maß nicht entscheidend, nur Einhalten des Toleranzfeldes Teil ist gut <-> schlecht? Teil ist in Toleranz <-> außer Toleranz Prüfen mit Grenzlehre (Grenzrachenlehre/ Grenzlehrdorn) Einhaltung von Toleranzen 1

16 Grenzlehre enthält Höchstmaß und Mindestmaß passt Teil nicht durch Höchstmaßseite oder fällt durch Mindestmaßseite => schlecht, sonst gut Grenzrachenlehre Grenzlehrdorn einfacher sicherer schneller Einhaltung von Toleranzen 2

17 Grenzlehre sehr teuer => Großserie Großserie => möglichst wenige Toleranzfelder auch bei Anschlussmaßen von Zukaufteilen möglichst nur 1 Toleranzfeld (z.b. Wälzlager) DIN ISO 286 einheitliche Toleranzen gestuft nach funktionalen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten Tabellen im Aufgaben-Skript (beide letzte Seiten) = Roloff/Matek Tabellenbuch Tab. 2-1 u. 2-2 Einhaltung von Toleranzen 3

18 Aufbau der Kurzzeichen N Buchstabe Zahl z.b. 50 H 7 Nennmaß N = Nulllinie Buchstabe = Welle / Bohrung (klein / groß) Abmaß A zu Nennmaß N abh. vom Nennmaß Tab. 2-2, 2-3 => Konstruktions-bestimmt Zahl: Grundtoleranz T in 20 Stufen IT Zahl = Grundtoleranzgrade (Tab. 2-1) IT: Abkürzung für Internationale Toleranz Breite des Toleranzfeldes => Fertigungs-bestimmt N: Nennmaß A: Abmaß G: Grenzmaß T: Maß-Toleranz I: Ist-Maß ISO-Toleranz-System 1

19 bestehend aus Nennmaß, 1 Buchstaben und 1 Zahl z.b 50j6 50H7 Nennmaß N 50 mm Kleiner Buchstabe => Welle Nennmaß N 50 mm Großer Buchstabe => Bohrung Buchstabe: Lage zu Nennmaß A u bzw. A o j A u = -5µm Buchstabe: Lage zu Nennmaß H A u bzw. A o A u = 0µm N A u N A u N: Nennmaß A: Abmaß G: Grenzmaß T: Maß-Toleranz I: Ist-Maß ISO-Toleranz-System 2

20 bestehend aus Nennmaß, 1 Buchstaben und 1 Zahl z.b 50j6 N: Nennmaß A: Abmaß G: Grenzmaß T: Maß-Toleranz I: Ist-Maß ISO-Toleranz-System 2

21 bestehend aus Nennmaß, 1 Buchstaben und 1 Zahl z.b 50H7 N: Nennmaß A: Abmaß G: Grenzmaß T: Maß-Toleranz I: Ist-Maß ISO-Toleranz-System 2

22 bestehend aus Nennmaß, 1 Buchstaben und 1 Zahl z.b 50j6 50H7 Nennmaß 50 mm Kleiner Buchstabe => Welle Lage zu Nennmaß A u = -5µm Nennmaß 50 mm Großer Buchstabe => Bohrung Lage zu Nennmaß A u = 0µm Zahl = Größe des Toleranzfeldes T = 16µm Zahl = Größe des Toleranzfeldes T = 25µm T T N A u N A u N: Nennmaß A: Abmaß G: Grenzmaß T: Maß-Toleranz I: Ist-Maß ISO-Toleranz-System 2

23 bestehend aus Nennmaß, 1 Buchstaben und 1 Zahl z.b 50j6 50H7 N: Nennmaß A: Abmaß G: Grenzmaß T: Maß-Toleranz I: Ist-Maß ISO-Toleranz-System 2

24 bestehend aus Nennmaß, 1 Buchstaben und 1 Zahl z.b 50j6 50H7 Nennmaß 50 mm Kleiner Buchstabe => Welle Lage zu Nennmaß A u = -5µm Zahl T = 16µm 50 +0,011-0,005 Nennmaß 50 mm Großer Buchstabe => Bohrung Lage zu Nennmaß A u = 0µm Zahl T = 25µm 50 +0,025 0,000 T T N A u N A u N: Nennmaß A: Abmaß G: Grenzmaß T: Maß-Toleranz I: Ist-Maß ISO-Toleranz-System 2

25 Messzeuge Feinmessgeräte allgemeiner Maschinenbau Spanlose Fertigung Walzen, Schmieden ISO-Toleranz-System 3

26 Übung Bestimmen Sie die Abmaße für: 65H7 65h6 65p5 65M6 N: Nennmaß A: Abmaß G: Grenzmaß T: Maß-Toleranz I: Ist-Maß ISO-Toleranz-System 4

27 Bestimmen Sie die Abmaße für: 65H7 T=30 Toleranzbreite Tabelle 2-1 N: Nennmaß A: Abmaß G: Grenzmaß T: Maß-Toleranz I: Ist-Maß ISO-Toleranz-System 5

28 Bestimmen Sie die Abmaße für: 65H7 T=30 A u =0 Großer Buchstabe => Bohrung Tabelle 2-3 N: Nennmaß A: Abmaß G: Grenzmaß T: Maß-Toleranz I: Ist-Maß ISO-Toleranz-System 5

29 Bestimmen Sie die Abmaße für: 65h6 T=19 Toleranzbreite Tabelle 2-1 N: Nennmaß A: Abmaß G: Grenzmaß T: Maß-Toleranz I: Ist-Maß ISO-Toleranz-System 6

30 Bestimmen Sie die Abmaße für: 65h6 T=19 A o =0 Kleiner Buchstabe => Welle Tabelle 2-2 N: Nennmaß A: Abmaß G: Grenzmaß T: Maß-Toleranz I: Ist-Maß ISO-Toleranz-System 6

31 Bestimmen Sie die Abmaße für: 65p5 T=13 Toleranzbreite Tabelle 2-1 N: Nennmaß A: Abmaß G: Grenzmaß T: Maß-Toleranz I: Ist-Maß ISO-Toleranz-System 7

32 Bestimmen Sie die Abmaße für: 65p5 T=13 A u =+32 Kleiner Buchstabe => Welle Tabelle 2-2 N: Nennmaß A: Abmaß G: Grenzmaß T: Maß-Toleranz I: Ist-Maß ISO-Toleranz-System 7

33 Bestimmen Sie die Abmaße für: 65M6 T=19 Toleranzbreite Tabelle 2-1 N: Nennmaß A: Abmaß G: Grenzmaß T: Maß-Toleranz I: Ist-Maß ISO-Toleranz-System 8

34 Bestimmen Sie die Abmaße für: Großer Buchstabe => Bohrung Tabelle M6 T=19 A u =-11+δ N: Nennmaß A: Abmaß G: Grenzmaß T: Maß-Toleranz I: Ist-Maß ISO-Toleranz-System 8

35 Bestimmen Sie die Abmaße für: 65M6 T=19 A u =-11+δ δ aus letzte Spalte von Tab. 2-3 δ (ΙΤ6)= 6 N: Nennmaß A: Abmaß G: Grenzmaß T: Maß-Toleranz I: Ist-Maß ISO-Toleranz-System 8

36 Übung Bestimmen Sie die Abmaße für: +0,030 65H7 = 65 0,000 T=30; A u =0; A o =A u +T=+30 0,000 65h6 = 65-0,019 T=19; A o =0; A u =A o -T=-19 65p5 = 65 +0,045 T=13; A u =+32; A o =A u +T=+45 +0,032 65M6 = 65-0,005 T=19; A o =-11+δ; δ=6; A o =-5-0,024 A u =A o -T=-24 N: Nennmaß A: Abmaß G: Grenzmaß T: Maß-Toleranz I: Ist-Maß ISO-Toleranz-System 8

37 Besonderheiten der mittlere Wellen-(Bohrungs)durchmesser steigt, je weiter hinten (vorn) im Alphabet der Buchstabe steht Buchstabe H,h liegt immer an der Nulllinie BeiH liegt das Toleranzfeld oberhalb der Nulllinie Bei h liegt das Toleranzfeld unterhalb der Nulllinie Welle immer eine Toleranzklasse besser als Bohrung, um günstige Fertigung zu erreichen z.b. H7/f6 ISO-Toleranz-System 9

38 Übersetzungstafel Passmaß Höchstmaß Mindestmaß 65H7 = 65 65h6 = 65 65p5 = 65 65M6 = 65 +0,030 0,000 0,000-0,019 +0,045 +0,032-0,005-0, H7 65,030 65, h6 65,000 64, p5 65,045 65,032 65M6 64,995 64,976 Passtabelle in Zeichnung

39 Welche der tolerierten Teile aus der Übung lassen sich immer kraftfrei montieren? Welle Bohrung 65h6 (max 65,000) 65p5 (max 65,045) 65 H7 (min 65,000) 65 M6 (min 64,976) ja nein nein nein Passungen 1

40 Welche der tolerierten Teile aus der Übung lassen sich bei günstiger Toleranzlage kraftfrei montieren? Welle Bohrung 65h6 (min 64,981) 65p5 (min 65,032) 65 H7 (max 65,030) 65 M6 (max 64,995) ja ja nein nein Passungen 2

41 Begriffe Passung = Zusammenspiel zweier tolerierter Teile Passung: Die Teile haben das gleiche Nennmaß Das Nennmaß N kann ganzzahlig oder dezimal sein z.b. 32; 15; 8,75; 0,5 Spiel S = I Bohrung I Welle (immer positiv) Übermaß Ü = I Welle I Bohrung (immer positiv) Mindestspiel = G u,bohrung G o,welle (immer positiv) Höchstspiel = G o,bohrung -G u,welle (immer positiv) S Mindestspiel Ü Mindestübermaß = G u,welle -G o,bohrung (immer positiv) Höchstübermaß = G o,welle -G u,bohrung (immer positiv) Höchstspiel Mindestübermaß Höchstübermaß N: Nennmaß A: Abmaß G: Grenzmaß T: Maß-Toleranz I: Ist-Maß Passungen 3

42 Begriffe Spielpassung Bohrung <-> Welle immer Spiel Übermaßpassung Bohrung <-> Welle immer Übermaß Übergangspassung Bohrung <-> Welle entweder Übermaß oder Spiel je nach Ist-Maßen Ü S Passungen 4

43 Begriffe Trotz Stufung nach DIN 208 immer noch weit mehr Toleranzen als normalerweise nötig Welle oder Bohrung auf eine Toleranzlage festgelegt System Einheitsbohrung alle Bohrungen erhalten Toleranzlage H Passung durch Variation Toleranzlage Welle Vorteil: Fertigung Bohrung mit wenigen Einheitswerkzeugen, Welle keine speziellen Werkzeuge nötig => Lagerhaltung Passungen Eigenfertigung immer Einheitsbohrung Passungen 5

44 System Einheitswelle alle Wellen erhalten Toleranzlage h Passung durch Variation Toleranzlage Bohrung Vorteil: genormte Wellen (Zukaufteile) können in größeren Serien hergestellt werden => Kosten nur bei Zukaufteilen sinnvoll Angabe einer Passung in der Zeichnung: z.b. 50 H7/p6 oder 50 H7 p6 Passungen 6

45 Toleranzfelder für Wälzlager Wälzlager = Zukaufteile in Großserie Innen- wie Außenbohrung mit fester Toleranz (Kosten) Eigenkonstruktion muss diesen Toleranzlagen angepasst werden Passungen 7

46 Funktion der Passung von Wälzlager 1. Wälzlager müssen sich fest an der Welle bzw. in der Bohrung abstützen, sonst reduzierte Lebensdauer 2. Wird ein Wälzlager gleichzeitig axial auf die Welle und in die Bohrung gepresst, tritt innerer Zwang auf => Schäden Lösung: Je Lager ein Ring verschieblich (lose) 3. Dehnt sich durch Erwärmung z.b. die Welle stärker als das Gehäuse aus und beide Lager sitzen fest, tritt innerer Zwang auf => Schäden Lösung: Mindestens ein Ring eines Lagers verschieblich Ergebnis: Lagerringe müssen sowohl lose als auch fest sitzen können Passungen 8

47 Bei welchem Ring schadet ein loser Sitz am wenigsten? Umlaufende Last (Umfangslast) = Welle wandert = fester Sitz Punktlast = Welle steht = loser Sitz Passungen 9

48 Loser Sitz nur bei Punktlast Notwendige Wellentoleranz für festen Sitz h6(5) r6(5) Notwendige Bohrungstoleranz für festen Sitz J7(6) P7(6) für losen Sitz f6(5) - j6(5) für losen Sitz F7(6) - J7(6) Näheres siehe Hoischen S. 184 Zu wählen je nach Konstruktion und Lagerart Passungen 10

49 Lageraußenring = h h Lagerinnenring H H Passungen 11

50 Ende Ich hoffe, es hat gepasst und bedanke mich für Ihre Aufmerksamkeit