Toleranzen und Passungen Form- und Lagetoleranzen Oberflächenzeichen

Transkript

1 Konstruktionslehre Toleranzen und Passungen Form- und Lagetoleranzen Oberflächenzeichen Das Skript ist nicht vollständig und ist ausschließlich für den Gebrauch in Vorlesungen und Übungen bestimmt. Für sonstigen Gebrauch sind die angegebenen Quellen heranzuziehen. 1

2 Vorwort Johannes Keppler (1571) Ubi materia, ubi geometria Wo Materie ist,ist auch Geometrie Vollkommenheit ist nur in der Geometrie zu finden 2

3 Räumliche Darstellungen Spannpratze in 3 Ansichten und in dimetrischer Darstellung 3

4 Toleranzen von Meßmitteln Meßmittel: Meßunsicherheit Augenmaß Zentimetermaß ( Zollstock ) Meßschieber ( Schieblehre ) Mikrometerschraube ( Meßbügel ) Meßuhr Microcator Induktiver Wegaufnehmer Parallelendmaße L = (0,2-0,3)L L = 1 mm L = 0,1-0,05 mm (1/10 mm) L = 0,1-0,05 mm (1/100 mm) L = 0,001 mm (1 µm) L = 0,0002 mm (0,2 µm) L = 0,0001 mm (0,1 µm) L = 0,0005 mm (0,2-0,5 µm) Bei genauen Messungen ist die Wärmeausdehnung zu beachten Lineare Wärmeausdehnung l = l l l 0 α t 0 α t Längenänderung Anfangslänge Linearer Wärmeausdehnungskoeffizient Temperaturdifferenz Meßtemperatur und Feuchte 20 C ± 0,1 Luftfeuchtigkeit 65 % 4

5 Bezeichnungen an Maßtoleranzen Maßtoleranz Oberes Abmaß ES, es (ecart superieur) Istmaß Unteres Abmaß EI, ei (ecart inferieur) ISO-Toleranzsystem Nennmaß Nulllinie a) Die Größe der Maßtoleranz wird durch die Fertigungsgenauigkeit festgelegt Kennzeichnung durch Zahlen von 0 bis 18 = 20 b) Die Lage des Toleranzfeldes wird durch die Funktion bestimmt (Spiel, Pressung) Kennzeichnung durch Buchstaben (-kombinationen) 28 Innenmaße (Bohrung) = Großbuchstaben, Außenmaße (Wellen) = Kleinbuchstaben 5

6 Erreichbare IT-Qualitäten in Abhängigkeit vom jeweiligen Fertigungsverfahren 6

7 Die ISO-Toleranzeinheit i, I 0 < N 500 : i = 0,45 3 D + 0,001 D 500 < N 3150 : I = 0,004 D + 2,1 D = D 1 D 2 ISO-Tole ranze inhe it m Nenndurchmesser in [mm] 7

8 Klassenfaktoren K für die ISO- Grundtoleranzreihen nach DIN 7151 T = i K 8

9 Maße und Toleranzen (DIN ISO 286-1) 9

10 Toleranzen und Passungen 10

11 Lage der Toleranzfelder nach DIN ISO 286 Die Lage der Toleranzfelder wird durch die Funktion bestimmt! Innenmaße (Bohrungen): 20 Toleranzklassen 28 Toleranzfeldlagen = 560 Kombinationen Außenmaße (Wellen): 20 Toleranzklassen 28 Toleranzfeldlagen = 560 Kombinationen insgesamt sind damit 560x560 = Möglichkeiten der Passungskombinationen möglich! 11

12 Lage der Toleranzfelder 12

13 System Einheitsbohrung (DIN 7151) 13

14 System Einheitswelle (DIN 7155) 14

15 Toleranzklassen 15

16 Angabe der Grenzabmaße für ISO-Toleranzkurzzeichen 16

17 Prozessfähigkeitsindex C C p pk To T = 6s = krit 3s u 17

18 Charakterisierung technischer Oberflächen Rauhheitskenngrößen: 1. Arithmetischer Mittenrauhwert R a 2. Gemittelte Rauhtiefe R z 3. Maximale Rauhtiefe R max (früher R t ) 18

19 Begriffe und Definitionen der Oberflächenmeßtechnik 19

20 Begriffe und Definitionen in der Oberflächenmeßtechnik 20

21 Oberflächenkennzeichnung a b c(f) Umrechnung von R a in R z Umrechnen von Rauhtiefenwertennach Beiblatt DIN 4768 a Mittenrauhwert R a b Fertigungsverfahren c Bezugsstrecke d Rillenrichtung (Symbol) e Bearbeitungszugabe e d f andere Rauheitsmeßgrößen R z, R p Zuordnung alter Rauhigkeitswerte nach DIN ISO

22 Kennzeichnung der Oberflächenqualität 22

23 Empfehlungen für die Rauhtiefe R z in Abhängigkeit von der Funktion R z = f (Nennmaß, Toleranzklasse, Flächenfunktion) nach Rochusch R z < 0,5 T 23

24 Formtoleranzen nach DIN ISO

25 Lagetoleranzen der Richtung nach (DIN ISO 1101) 25

26 Lagetoleranzen des Ortes nach (DIN ISO 1101) 26

27 Lagetoleranzen des Laufs nach (DIN ISO 1101) 27

28 Tolerierungsgrundsätze nach DIN ISO 8015 Tolerierungsgrundsatz Unabhängigkeitsprinzip, alle in einer Zeichnung angegebenen Maß, Formund Lagetoleranzen müssen unabhängig voneinander eingehalten werden, sofern nicht besondere Angaben etwas anderes fordern (neuer Tolerierungsgrundsatz), Normalfall nach DIN ISO 8015) 28

29 Tolerierungsgrundsätze E Tolerierungsgrundsatz Hüllbedingung-, alle Form- und Lageabweichungen müssen innerhalb der durch das Maximum-Material-Maß vorgegebenen geometrisch idealen Hülle liegen; das Maximum- Material-Maß ist derjenige Grenzwert eines tolerierten Maßes, er das Bauteil mit dem meisten Material ergibt (alter Tolerierungsgrundsatz nach DIN 7167, Sonderfall ( E nach DIN ISO 8015) 29

30 Tolerierungsgrundsätze M Tolerierungsgrundsatz Maximum-Material-Prinzip"; Maßtoleranzen, die nicht vollständig ausgeschöpft worden sind, dürfen bis zur Grenze des Maximum-Material-Maßes von Form- und Lagetoleranzen zusätzlich in Anspruch genommen werden (Sonderfall M ) nach DIN ISO 8015) 30

31 Toleranz- und Bezugsangaben für geometrische Elemente und Hilfselemente 31

32 Einzelteilzeichung mit Oberflächenzeichen und Toleranzangaben 32