Statistische Tolerierung Prozessorientierte Bauteil- und Montageoptimierung Bearbeitet von Bernd Klein 1. Auflage 2002. Buch. XII, 252 S. Hardcover ISBN 978 3 446 22117 8 Format (B x L): 17,2 x 24,5 cm Gewicht: 594 g Zu Leseprobe schnell und portofrei erhältlich bei Die Online-Fachbuchhandlung beck-shop.de ist spezialisiert auf Fachbücher, insbesondere Recht, Steuern und Wirtschaft. Im Sortiment finden Sie alle Medien (Bücher, Zeitschriften, CDs, ebooks, etc.) aller Verlage. Ergänzt wird das Programm durch Services wie Neuerscheinungsdienst oder Zusammenstellungen von Büchern zu Sonderpreisen. Der Shop führt mehr als 8 Millionen Produkte.
CARL HANSER VERLAG Bernd Klein Statistische Tolerierung Prozessorientierte Bauteil- und Montageoptimierung 3-446-22117-4 www.hanser.de
Inhalt 1 Einleitung... 1 2 Umfeld der Statistischen Tolerierung... 5 2.1 Toleranzgerechte Konstruktion... 5 2.2 Toleranzgerechte Fertigung... 6 2.3 Toleranzgerechte Qualitätssicherung... 8 3 Berechnung von Maßketten... 9 3.1 Grundbegriffe der Tolerierung... 9 3.2 Beschreibung der Maßtoleranzzone... 10 3.3 Entstehung von Maßketten... 11 3.4 Bedeutung des Schließmaßes und der Schließmaßtoleranz... 11 3.5 Arithmetische Berechnung von Toleranzketten... 12 4 Grundlagen der Statistischen Tolerierung... 19 4.1 Mathematische Grundlagen... 19 4.1.1 Allgemeine Statistik... 19 4.1.2 Ermittlung von Verteilungen... 23 4.1.3 Großserienverteilung... 26 4.1.3.1 Allgemeine Beschreibung von stetigen Verteilungen... 26 4.1.3.2 Beschreibung der Gauß schen Normalverteilung... 28 4.1.4 Zusammenhang zwischen Standardabweichung und Toleranz. 30 4.2 Verknüpfung mehrerer Maße... 32 4.2.1 Maßketten... 32 4.2.2 Mittelwertsatz... 32 4.2.3 Abweichungsfortpflanzungsgesetz... 33 4.2.4 Anwendung des Abweichungsfortpflanzungsgesetzes und des Mittelwertsatzes... 34 4.2.4.1 Behandlung linearer Maßketten... 34 4.2.4.2 Behandlung ebener Maßketten... 34 4.2.4.3 Elektrische Schaltung als Maßkette... 35 4.2.5 Zentraler Grenzwertsatz... 39
VIII Inhalt 4.2.5.1 Nachweis des zentralen Grenzwertsatzes... 39 4.2.5.2 Beispiel für die Verknüpfung mehrerer Maße... 39 4.3 Die Faltung... 41 5 Analyse von Grundproblemen bei der Verknüpfung mehrerer Maße... 45 5.1 Symbolische Montage zweier rechteckig verteilter Passmaße... 46 5.1.1 Parameter... 46 5.1.2 Kurzübersicht... 47 5.1.3 Berechnungen... 47 5.2 Symbolische Montage zweier dreieckig verteilter Passmaße... 50 5.2.1 Parameter... 51 5.2.2 Kurzübersicht... 51 5.2.3 Berechnungen... 52 5.3 Symbolische Montage zweier normal- und dreieckig verteilter Passmaße 53 5.3.1 Parameter... 53 5.3.2 Kurzübersicht... 54 5.3.3 Berechnungen... 54 5.4 Symbolische Montage zweier normalverteilter Passmaße... 56 5.4.1 Parameter... 56 5.4.2 Kurzübersicht... 57 5.4.3 Berechnungen... 57 5.5 Symbolische Montage vierer normalverteilter Passmaße... 59 5.5.1 Parameter... 59 5.5.2 Kurzübersicht... 60 5.5.3 Berechnungen... 60 5.6 Symbolische Montage normalverteilter Passmaße mit Spiel... 61 5.6.1 Parameter... 62 5.6.2 Kurzübersicht... 62 5.6.3 Berechnungen... 63 5.7 Symbolische Montage zweier Passmaße mit Form- und Lagetoleranz... 65 5.7.1 Parameter... 65 5.7.2 Kurzübersicht... 66 5.7.3 Berechnungen... 66 5.8 Übergreifendes Beispiel zur Toleranzüberprüfung... 69 5.8.1 Einbausituation... 70 5.8.2 Maßplan... 71 5.8.3 Arithmetische Tolerierung... 71 5.8.4 Statistische Tolerierung... 72 5.8.5 Montagesimulation... 77
Inhalt IX 6 Toleranzsynthese... 81 7 Qualitätsverlustfunktion... 85 7.1 Praktische Bedeutung... 85 7.2 Deutsche Toleranzphilosophie... 85 7.3 Japanische Toleranzphilosophie... 86 7.4 Beispiel zur Quantifizierung des Qualitätsverlustes... 89 7.4.1 Definitionen... 89 7.4.2 Ermittlung einer wirtschaftlichen Toleranz... 89 7.4.3 Betrachtung des tatsächlichen Verlustes... 92 7.4.4 Problematik der Fertigungstoleranzen... 94 7.5 Praktischer Ansatz... 97 8 Überwachung eines Fertigungsprozesses... 99 8.1 Die Qualitätsregelkarte (QRK)... 100 9 Statistische Prozesslenkung... 103 9.1 Prozessgüte und Prozessfähigkeit... 103 9.2 Prozessgüte... 104 9.3 Prozessfähigkeitsindizes... 104 9.3.1 Relative Prozessstreubreite f p... 104 9.3.2 Prozessfähigkeit C p... 105 9.3.3 Prozessfähigkeitsindex C pk... 105 9.3.4 Beurteilung der Prozessfähigkeit... 106 9.3.5 Zusammenhang zwischen f p, C p und C pk... 107 9.3.6 Maschinenfähigkeitsindizes C m, C mk... 109 9.3.7 Messmittelfähigkeit C g, C gk... 109 10 Simulation der Montage einer Baugruppe bei gleichverteilten Fertigungstoleranzen... 111 10.1 Arithmetische Berechnung... 112 10.2 Statistische Berechnung... 112 10.3 Simulation... 113 10.4 Bauteilpool... 114 11 Toleranzrechnung an linearen Systemen... 119 11.1 Analyse einer Presspassung... 120 11.1.1 Zeichnerische Darstellung... 120 11.1.2 Konstruktionsparameter... 120 11.1.3 Tabellarische Kurzübersicht... 121 11.1.4 Berechnungen... 121
X Inhalt 11.2 Analyse einer Spielpassung... 128 11.2.1 Zeichnerische Darstellung... 128 11.2.2 Konstruktionsparameter... 128 11.2.3 Tabellarische Kurzübersicht... 129 11.2.4 Berechnungen... 129 11.3 Analyse eines Türfeststellers... 135 11.3.1 Zeichnerische Darstellung... 135 11.3.2 Konstruktionsparameter... 136 11.3.3 Vektorieller Maßplan... 136 11.3.4 Tabellarische Kurzübersicht... 137 11.3.5 Berechnungen... 137 11.4 Analyse einer Laufrolle... 141 11.4.1 Zeichnerische Darstellung... 141 11.4.2 Konstruktionsparameter... 143 11.4.3 Maßplan... 144 11.4.4 Betrachtung der Form und Lagetoleranzen der Baugruppe... 144 11.4.5 Tabellarische Kurzübersicht... 145 11.4.6 Berechnungen... 145 11.5 Toleranzkennzeichnung nach DIN 7186... 147 12 Toleranzrechnung an nichtlinearen Systemen... 151 12.1 Anwendungsumfeld... 151 12.2 Vorgehen... 151 12.3 Volumentolerierung... 152 12.3.1 Kernproblem der Maßvariation... 153 12.3.2 Problemumfeld... 154 12.3.3 Berechnungen... 154 12.4 Bestimmung eines Lochabstandes... 159 12.5 Schaltung von Ohm schen Widerständen... 163 12.6 Schubkurbelgetriebe... 169 12.7 Reibschlussverbindung... 175 13 Toleranzen und Passungen in der Kunststofftechnik... 183 13.1 Einflussfaktoren auf Maßungenauigkeiten in der Kunststofftechnik... 183 13.1.1 Fertigungsbedingte Maßabweichungen... 183 13.1.2 Anwendungsbedingte Maßabweichungen... 185 13.2 Ursachen für die Maßabweichungen... 186 13.3 Einflussfaktoren auf Werkzeug- und Formteilmaß... 187 13.4 Verarbeitungsschwindung... 188 13.5 Beispiel zur Tolerierung von Kunststoffteilen... 188
Inhalt XI 13.5.1 Verteilungsgesetzmäßigkeit... 188 13.5.2 Auswertung... 188 13.5.2.1 Ermittlung des Maßverhaltens... 188 13.5.2.2 Ermittlung der Schwindungsverteilung... 190 A Anhang... 193 B Glossar... 201 C Fallbeipiele zur Statistischen Tolerierung... 225 D Softwareprogramme zur Tolerierung... 241 E Literatur... 245 F Stichwortverzeichnis... 249