Form- und Lageprüfung

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Nadine Langenberg
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Fachbereich Ingenieurwissenschaften II Labor Messtechnik Anleitung zur Laborübung Form- und Lageprüfung Inhalt: 1 Ziel der Laborübung 2 Aufgaben zur Vorbereitung der Laborübung 3 Grundlagen 3.

1 Fachbereich Ingenieurwissenschaften II Labor Messtechnik Anleitung zur Laborübung Form- und Lageprüfung Inhalt: 1 Ziel der Laborübung 2 Aufgaben zur Vorbereitung der Laborübung 3 Grundlagen 3.1 Formabweichungen 3.2 Lageabweichungen 4 Messaufbau 4.1 Konventionelle Messmethode 4.2 Automatische Messmethode 5 Messablauf 5.1 Aufgabenstellung 5.2 Messwertaufnahme und Auswertung Stand: März 2013

2 1 Ziel der Laborübung Jedes Werkstück setzt sich aus geometrischen Formelementen zusammen. z.b.: - ebene Ringfläche - Kugelabschnittsfläche - Zylindermantelfläche Fertigungstechnisch ist es nicht möglich, geometrisch ideale Formgebung herzustellen. Das fertige Werkstück wird also stets von der geometrisch idealen Form abweichen. Ursachen für Form- und Lageabweichungen können werkstück- und maschinenbedingt sein. Werkstückbedingte Form- und Lageabweichungen entstehen z.b. durch: - Inhomogenitäten im Werkstoff - Deformationen bei der Bearbeitung - Wärmespannungen und Freiwerden innerer Spannungen nach Beendigung des Verformungsverfahrens Maschinenbedingte Form- und Lageabweichungen können z.b. ihre Ursachen haben in den: - mangelhaften Stabilitäten von Werkstück- und Werkzeugaufnahmen, Führungen und Lagerungen der Werkzeugmaschine - Positionierabweichungen in den Mess- und Steuersystemen der Werkzeugmaschine - Schwingungen im System Werkzeug-Werkstück-Werkzeugmaschine - Verschleißerscheinungen am Werkzeug Zur Sicherung der Funktionstauglichkeit des Werkstücks und zur Realisierung eines wirtschaftlichen Herstellungsprozesses werden Form- und Lagetoleranzen vorgeschrieben. Ziel des Versuches ist es, sich mit den Parametern der Form- und Lageprüfung vertraut zu machen, deren messtechnische Erfassung und Ergebnisdarstellung sowie deren Toleranzprüfung. 2 Aufgaben zur Vorbereitung der Laborübung - Einarbeiten in die Thematik nach dieser Anleitung - wesentliche Merkmale der Formabweichung und Formtoleranz - wesentliche Merkmale der Lageabweichung und Lagetoleranz - speziell : Geradheit, Parallelität (für Laborübung) - Zeichnungseintragungen von Form- und Lagetoleranzen nach DIN

3 Grundlagen 3.1 Formabweichungen Die Formabweichung eines Formelements ist die maximal auftretende Abweichung der Oberfläche von der geometrisch idealen Gestalt.

3 3 Grundlagen 3.1 Formabweichungen Die Formabweichung eines Formelements ist die maximal auftretende Abweichung der Oberfläche von der geometrisch idealen Gestalt. Sie ist unabhängig vom Maß und der Lage des Formelements! Das bedeutet beispielsweise, dass die Abweichung von der Rundheit unabhängig von der Größe des Durchmessers ist. Die Formtoleranz eines Elements definiert die Zone, innerhalb jeder Punkt dieses Elements liegen muss. Innerhalb der Toleranzzone kann aber das tolerierte Element jede beliebige Form haben. Beispiel : Zylinderform

3.2 Lageabweichungen Für Lagebestimmungen sind mindestens zwei Formelemente erforderlich, von denen ein Element den Bezug für die Lage des anderen Elements bildet.

4 3.2 Lageabweichungen Für Lagebestimmungen sind mindestens zwei Formelemente erforderlich, von denen ein Element den Bezug für die Lage des anderen Elements bildet. Bezugselement toleriertes Element Innerhalb der Toleranzzone kann das tolerierte Element jede beliebige Form, jede beliebige Richtung und jeden beliebigen Ort haben. (Ausnahme : zusätzliche einschränkende Angaben)

4 Messaufbau 4.1 Konventionelle Messmethode Es gibt eine Vielzahl von Messgeräten und Messeinrichtungen mit denen Form- und Lageabweichungen direkt oder indirekt bestimmt werden können.

5 4 Messaufbau 4.1 Konventionelle Messmethode Es gibt eine Vielzahl von Messgeräten und Messeinrichtungen mit denen Form- und Lageabweichungen direkt oder indirekt bestimmt werden können. Obwohl modernste Messtechnik die Bestimmung von Form- und Lageparametern erheblich vereinfacht und das Messergebnis viel genauer bestimmt werden kann (z.b. durch eine sehr hohe Messpunktaufnahme), soll wegen der höheren Anschaulichkeit im ersten Teil dieser Übung die Abweichung von der GERADHEIT und die Abweichung von der PARALLELITÄT konventionell (manuell) bestimmt werden. Es soll die Geradheit der Zylindermantelfläche und die Parallelität der Zylindermantelfläche zur Zylinderachse bestimmt werden (siehe Skizze). Zur Werkstückaufnahme dient ein Rundlaufmessgerät : Werkstückaufnahme über Messpinolen horizontale Werkstückbewegung durch Verstellmöglichkeit des Werkzeugschlittens Die hohe Führungsgenauigkeit des Schlittens über den gesamten Messbereich und die genaue Fluchtung der Pinolen ermöglicht die Messung von Form- und Lageabweichungen an zylindrischen Teilen. Die Messwerte werden entlang der Mantellinie des Zylinders mit einem induktiven Wegaufnehmer aufgenommen und an einem digitalen Messgerät zur Anzeige gebracht. Die Auswertung der Messdaten erfolgt manuell, d.h. Anfertigen eines Diagramms und Eintragen der Ergebnisse.

4.2 Automatische Messmethode Der Formtester MMQ 200 ist ein Form- und Lageprüfgerät mit Drehtisch-Automatik, motorisch vertikaler Messachse und motorisch horizontaler Positionierachse.

6 4.2 Automatische Messmethode Der Formtester MMQ 200 ist ein Form- und Lageprüfgerät mit Drehtisch-Automatik, motorisch vertikaler Messachse und motorisch horizontaler Positionierachse. Über einen Messtaster werden die aufgenommenen Daten an den Mess- und Auswerterechner geliefert. Die Software realisiert die Aufnahme, Darstellung und Auswertung der Werkstück-Profildaten. Messung der Zylindrizität eines Zylinders

7 5 Messablauf 5.1 Aufgabenstellung Bestimmen Sie an einem Zylinder die Geradheit der Zylindermantelfläche die Parallelität der Zylindermantelfläche zur Zylinderachse und vergleichen Sie die Messwerte mit den vorgegebenen Toleranzen (Skizze Punkt 4.1)! Die Ermittlung der Parameter soll zunächst auf konventionellem Weg bestimmt werden. Im Anschluss erfolgt dann eine Zweitmessung nach der heute üblichen automatischen Messmethode, hier mit dem Formprüfgerät MMQ Messwertaufnahme und Auswertung konventionell Nehmen Sie im 2mm-Schritt Messwerte entlang der Zylindermantelfläche auf. Protokollieren Sie die angezeigten Messwerte. Tragen Sie die Messwerte in ein Diagramm ein und bestimmen Sie die Geradheits- und Parallelitätsabweichung analog diesem Beispiel. Formmeter MMQ 200 Starten Sie den Messablauf nach kurzer Einweisung durch das Laborpersonal. Vergleichen Sie Ihre Messwerte aus den beiden Messmethoden. Analysieren Sie auftretende Differenzen!

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