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8 Toleranzen und Passungen 2.7 Toleranzen und Passungen tolerances and fits Maß-, Form- und Lagegenauigkeit sowie Oberflächengüte der Bauteile einer Konstruktion müssen aufeinander abgestimmt sein. Aus Fertigungsgründen müssen immer Abweichungen von den Nenngrößen zugelassen werden. Vier Arten von Toleranzen: Maßtoleranzen Formtoleranzen Lagetoleranzen Rauheitstoleranzen Abbildung Maßtoleranzen Allgemeintoleranzen Wenn keine besondere Maßgenauigkeit erforderlich ist, dann werden die Maße nach den im Schriftfeld angeführten Allgemeintoleranzen (früher Freimaßtoleranzen ) nach DIN ISO 2768 gefertigt. Die Angabe erfolgt durch einen Text im Schriftfeld, welcher die zulässigen Abweichungen von den Nennmaßen für bestimmte Maßbereiche definiert. Beispiel: Allgemeintoleranz m heißt für Längen von mm, dass die Abweichung vom angegebenen Maß (Nennmaß) 0,3 mm betragen darf. Varianten: Allgemeintoleranz 2768 [f m c (v)] [H K L] f m c v: fein, mittel, grob oder sehr grob (kaum gebräuchlich) für Längen- und Winkelmaße H K L: fein, mittel, grob für Form und Lage Weitere Beispiele: Allgemeintoleranz 2768 c Längen und Winkel: Grob, Form und Lage: Keine Angabe Allgemeintoleranz 2768 mk Längen und Winkel: Mittel, Form und Lage: Mittel Allgemeintoleranz 2768 fh Längen und Winkel: Fein, Form und Lage: Fein Siehe z.b. Friedrich 5-34, Roloff / Matek RMT TB Frei gewählte Toleranzen und Toleranzen nach DIN ISO 286 Fertigungstechnik 2.Klasse ( CM-MP

9 Frei gewählte Toleranzen sind Angaben wie Toleranzen und Passungen 50 0,2 : Hier muss das Maß zwischen 49,8 und 50,2 liegen 62 0,3 0,1 : Hier muss das Maß zwischen 62,1 und 62,3 liegen Für Toleranzen nach DIN ISO 286 müssen zunächst einige Begriffe geklärt werden Lage und Größe der Toleranzfelder Abbildung 2 Nulllinie: Dem Nennmaß entsprechende Bezugslinie f. Abmaße und Toleranzen Nennmaß N: Maß, welches die Größe angibt, ohne Toleranzen, z.b. 50 mm oberes Abmaß (ES, es): Differenz zwischen Höchstmaß und Nennmaß unteres Abmaß (EI, ei): Differenz zwischen Mindestmaß und Nennmaß Höchstmaß Go: Größtes zugelassenes Maß Bohrung: G ob N ES, Welle: G ow N es Mindestmaß Gu: Kleinstes zugelassenes Maß Bohrung: G ub N EI, Welle: G uw N ei Beispiele: 30 0,3 0,1 0,02 Go = 30,3 Gu = 30,1 67 0,04 Go = 67,02 Gu = 66,96 Grundtoleranz: IT (internationale Toleranz). Größe des Toleranzfeldes. In Abbildung 2. Fertigungstechnik 2.Klasse ( CM-MP

10 Grundtoleranzgrade: Toleranzen und Passungen IT 1 (sehr genau, sehr enges Toleranzfeld) bis IT 18 (sehr ungenau, sehr großes Toleranzfeld). Im allgemeinen Maschinenbau werden IT 6 bis IT 11 verwendet. Die Angabe erfolgt lediglich durch die Zahl, z.b. 6 oder Passungen Eine Passung ist eine Kombination von Toleranzen Um Konstruktion und Fertigung kostengünstig zu gestalten, wurden die Systeme Einheitsbohrung und Einheitswelle entwickelt System Einheitsbohrung: Für die Bohrung wird das H-Toleranzfeld verwendet, z.b. H7 Um die gewünschte Funktion zu gewährleisten, wählt man das Toleranzfeld der Welle z.b. f6, g6 oder h6 für eine Spielpassung, k6, m6 oder n6 für eine Übergangspassung oder r6 oder s6 für eine Übermaßpassung (früher Presspassung genannt) Aus Friedrich 5-36: System Einheitsbohrung und System Einheitswelle Abbildung System Einheitswelle: Für die Welle wird das h-toleranzfeld verwendet, z.b. h6 Um die gewünschte Funktion zu gewährleisten, wählt man das Toleranzfeld der Bohrung z.b. F7, G7 oder J7 für eine Spielpassung, K7, M7 oder N7 für eine Übergangspassung oder R7 oder S7 für eine Übermaßpassung (früher Presspassung) Ob man Einheitsbohrung oder Einheitswelle verwendet, hängt vor allem von den vorhandenen Fertigungseinrichtungen ab. Maße von Bohrungen sind generell etwas aufwändiger zu verwirklichen sind als Maße von Wellen. Als Spielpassung wird eine Passung bezeichnet, bei der stets Spiel ( Luft ) zwischen Welle und Bohrung ist. Die Welle ist immer kleiner als die Bohrung. Fertigungstechnik 2.Klasse ( CM-MP

11 Das Spiel kann sich zwischen Mindestspiel PSM und Höchstspiel PSH bewegen. Toleranzen und Passungen Als Übermaßpassung wird eine Passung bezeichnet, bei der auf keinen Fall Spiel ( Luft ) zwischen Welle und Bohrung ist. Die Welle ist immer größer als die Bohrung. Das Übermaß kann sich zwischen Mindestübermaß PÜM und Höchstübermaß PÜH bewegen. Das kann man grafisch so darstellen (Quelle: Europa-Lehrmittel) Abbildung 5 Als Übergangspassung wird eine Passung bezeichnet, bei der je nach Istmaßen Spiel ( Luft ) oder kein Spiel auftreten kann. Hier gibt es ein Höchstspiel PSH und Höchstübermaß PÜH Fertigungstechnik 2.Klasse ( CM-MP

12 Toleranzen und Passungen Fertigungstechnik 2.Klasse ( CM-MP

13 Toleranzen und Passungen Eine Welle im Sinne von Passungen muss nicht immer eine runde Welle sein. An dem Beispiel links kann man gut sehen, dass es auch andere Geometrien gibt, wo man von Innenteil und Außenteil sprechen kann. Abbildung Formtoleranzen Formabweichungen werden durch Angabe einer Formtoleranz begrenzt. Es können verschiedene, die Form betreffende Eigenschaften toleriert werden: Geradheit, Ebenheit, Rundheit Formtoleranzen sind nur dann anzugeben, wenn eine ausreichende Genauigkeit durch Einhalten der Allgemeintoleranzen nicht gewährleistet ist. Beispiele: Aus Roloff / Matek Maschinenelemente / Tabellen 39 Abbildung Lagetoleranzen Lageabweichungen werden durch Angabe einer Lagetoleranz begrenzt. Es können verschiedene, die Form betreffende Eigenschaften toleriert werden: Parallelität, Rechtwinkeligkeit, Position Lagetoleranzen sind nur dann anzugeben, wenn eine ausreichende Genauigkeit durch Einhalten der Allgemeintoleranzen nicht gewährleistet ist. Fertigungstechnik 2.Klasse ( CM-MP

14 Toleranzen und Passungen Beispiele: Aus Roloff / Matek Maschinenelemente / Tabellen 40 Abbildung Rauheitstoleranzen Roughness tolerances Mittenrauwert Ra Average roughness value Der arithmetische Mittenrauwert bzw. Mittenrauwert Ra ist das arithmetische Mittel der Absolutbeträge der Profilabweichungen ( Rauheitsprofil) über die Messstrecke lm. Abbildung 14 schlossenen Fläche. Es ist gleichbedeutend mit der Höhe eines Rechtecks der Länge lm, flächengleich mit der zwischen Rauheitsprofil und Mittellinie einge Gemittelte Rautiefe Rz Single surface roughness depth Die gemittelte Rautiefe Rz ist das arithmetische Mittel aus den Einzelrautiefen 5 aneinander grenzender Einzelmessstrecken. Es ist also Rz Z 1 Z 2 Z 3 Z 4 Z 5 5 Abbildung 15 Fertigungstechnik 2.Klasse ( CM-MP

15 Rz oder Ra? Im allgemeinen Maschinenbau wird überwiegend Ra verwendet, allerdings gibt es keine Vorschrift dazu. Es wird daher empfohlen, Ra zu verwenden, wenn nichts Besonderes dagegen spricht. Man kann die beiden Werte auch umrechnen, allerdings nicht mit einem konstanten Umrechnungs- faktor. Siehe dazu z.b. Roloff / Matek Maschinenelemente Tabellen: Angaben in der Zeichnung Grundsymbole: keine Aussage über die mit Querstrich: mit Kreis: Art der Bearbeitung spanende Bearbeitung spanende Bearbeitung vorgeschrieben nicht erlaubt Zusatzangaben am Grundsymbol: a: Mit tenrauwert Ra oder gemittelte Rautiefe Rz b: Zw eiter Wert für Mittenrauwert Ra oder gemittelte Rautiefe Rz (falls nötig) c: Fertig ungsverfahren, Behandlung, Beschichtung d: Sy mbol für Oberflächenrillen und ausrichtung, z.b. X=gekreuzt e: Bearb eitungszugabe in mm Beispiele: Oberf läche ist spanend mit einem Ra-Wert von 3,2 μm zu bearbeiten. maximaler Mittenrauwert von 3,2 μm Oberf läche ist spanend mit einem Ra-Wert zwischen 0,8 μm und 3,2 μm zu bearbe iten. Oberfläche ist spanlos mit einem Ra-Wert von 3,2 μm zu bearbeiten. Fertigungstechnik 2.Klasse ( CM-MP

16 Toleranzen und Passungen Oberf läche ist spanend oder spanlos mit einem Ra-Wert von 3,2 μm zu bearbei- ten. Oberf läche ist durch Schleifen mit einem Ra-Wert von 1,6 μm zu bear- beiten. Rillen richtung senkrecht zur Projektionsebene der Ansicht, in der das Symbol angew endet wurde. Oberf läche ist durch Schleifen mit einem Ra-Wert von 0,8 μm zu bear- beiten. Bearbeitungszugabe 0,1 mm. Oberfläche ist durch Schleifen mit einem Ra-Wert von 0,8 μm zu bearbeiten. Die Rillenrichtung ist senkrecht zur Projektionsebene der Ansicht. Rillenrichtung: parallel zur senkrecht zur in 2 schrägen Richtungen zur Projektionsebene der Ansicht Kann man jeden Ra-Wert nehmen? Nein. Es muss einer aus der folgenden Tabelle verwendet werden: Mittenrauwerte Ra in μm ,5 6,3 3,2 1,6 0,8 0,4 0,2 0,1 0,05 0,025 Tabelle 2 Fertigungstechnik 2.Klasse ( CM-MP

17 Toleranzen und Passungen Fertigungstechnik 2.Klasse ( CM-MP

18 Toleranzen und Passungen Fertigungstechnik 2.Klasse ( CM-MP