1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

131
1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch

Transcript of 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

Page 1: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

1

Messtechnik und Messverfahren

zusammengestellt von Rainer Ultsch

Page 2: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

2

Internationale Größen

Längeneinheiten

• Basiseinheit der Länge ist der Meter

= Strecke, die Licht in einer299.729.458stel Sekunde zurücklegt

• In einigen Ländern wird das Inch-System verwendet

• 1 Inch = 25,4 Millimeter

Page 3: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

3

Internationale Größen

Winkel

• Einheit Grad bezeichnet Mittelpunktswinkel, bezogen auf dem Vollkreis = 360o

• 1 Grad = Teil eines Kreises360

1

360 Grad1 Grad

Page 4: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

4

Internationale Größen

Winkel

• Einheit Grad bezeichnet Mittelpunktswinkel, bezogen auf dem Vollkreis = 360o

• 1 Grad = Teil eines Kreises

Unterteilung des Grads:

• 1 Grad = 60 Minuten

• 1 Minute = 60 Sekunden

360

1

Page 5: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

5

Internationale Größen

Masse, Kraft und Druck

• Die Masse eines Körpers hängt, unabhängig vom Ort, von seiner Stoffmenge ab.

• Die Basiseinheit ist das Kilogramm (kg)

• Ein Körper mit einer Masse von 1 kg wirkt auf der Erde mit einer Kraft von 9,81 N auf seine Aufhängung oder Auflage

• Der Druck bezeichnet die Kraft je Flächeneinheit

Page 6: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

6

Internationale Größen

Temperatur

• = Wärmezustand von Körpern, Flüssigkeiten und Gasen

• 1 Kelvin = der 273,15e Teil zw. dem abs. Nullpunkt und dem Gefrierpunkt von Wasser

• Gebräuchlichste Einheit = Grad CelsiusGefrierpunkt von Wasser = 0 GradSiedepunkt von Wasser = 100 Grad

• 0oC = 273,15oK

Page 7: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

7

Internationale Größen

Zeit, Frequenz und Drehzahl

• Basiseinheit für die Zeit ist die Sekunde (s).

• Periodendauer (T) = Zeit, die ein Vorgang benötigt.

• Frequenz (f) = Kehrwert von Periodendauer = Anzahl der Vorgänge je Sekunde

• Einheit ist das Hertz (Hz)

Page 8: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

8

Grundlagen der Messtechnik

• PrüfenVergleich zwischen den vorhandenen Merkmalen und den geforderten Merkmalen oder Eigenschaften.

Prüfen ist die Basis einer guten Qualitätskontrolle

Page 9: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

9

Prüfarten

• Subjektives Prüfenerfolgt über die Sinneswahrnehmung des Prüfers

• Objektives Prüfenerfolgt mit Prüfmitteln wie Messgeräte, Lehren oder Hilfsmittel

Page 10: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

10

• Messgeräte und Lehren bauen auf

Maßverkörperung

auf. Sie verkörpern die Messgröße durch z.B. Abstand von Teilstrichen auf einer Skala

Page 11: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

11

Anzeigende Messgeräte

• Besitzen bewegliche Marken- Nonius- Zeiger

• Besitzen bewegliche Skalen oder Zählwerke.

• Der Messwert kann direkt abgelesen werden.

Page 12: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

12

Lehren

Verkörpern entweder

• das Maß

oder

• die Form des Prüfgegenstandes

Page 13: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

13

Maßlehren

• Teile eines Lehrensatzes, bei dem das Maß von Lehre zu Lehre zunimmt

Page 14: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

14

Formlehre

ermöglicht die Prüfung von:

• Winkeln

• Radien

• Gewinden

nach dem Lichtspaltverfahren

Page 15: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

15

Grenzlehren

• verkörpern zulässige Höchst- und Mindestmaße

• auch möglich ist das Prüfen der Formz.B. Zylinderform einer BohrungProfil von Gewinden

Page 16: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

16

Grenzlehren

• prüfen der Grenzmaße mit:

• Lehrdorn bei Bohrungen

• Lehrringen bei Wellen

• Taylorscher Grundsatz:Die Gutlehre muss so ausgebildet sein, dass Maß und Form eines Werkstückes bei der Paarung mit der Lehre geprüft werden

Page 17: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

17

Grenzlehren

• Gutlehren verkörpern Maß und Form

• Ausschusslehren verkörpern das Mindestmaß von Wellen oder das Höchstmaß von Bohrungen.

• Jedes Werkstück, das sich mit der Ausschusslehre paaren lässt, ist daher Ausschuss

Page 18: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

18

Grenzlehrdorn

• zum Prüfen von Bohrungen und Nuten

• Gutseite muss durch Eigengewicht in Bohrung gleiten

• Ausschussseite darf nur anschnäbeln

• Ausschussseite ist rot gekennzeichnet und mit oberem Grenzabmaß beschriftet

Page 19: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

19

Grenzrachenlehre

• zur Prüfung von Durchmessern und Dicken

• Gutseite ist Höchstmaß und muss durch das Eigengewicht über die Prüfstelle gleiten

• Ausschussseite ist Mindestmaß und darf nur anschnäbeln

• Ausschussseite hat angeschrägte Prüfbacken, ist rot gekennzeichnet und mit Grenzabmaß beschriftet.

Page 20: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

20

Prüfergebnis bei Lehren

• Gut oder Ausschuss

• Da es keine Messwerte gibt kein Einsatz der Ergebnisse zur Qualitätslenkung

• Prüfkraftschwankung und Verschleiß beeinflussen das Ergebnis

• Je kleiner die Toleranz, desto schwieriger ist der Einsatz von Lehren

Page 21: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

21

Parallelendmaße

• genaueste und wichtigste Maßverkörperung zur Längenprüfung

• Maßgenauigkeit abhängig von Toleranzklassen und Nennmaßen

Page 22: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

22

Toleranzklassen

Page 23: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

2323

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Zeiger Messgerät

Visierlinie

Ablesefehler

90o

Page 24: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

24

Mechanische und elektronische Messgeräte

• Der Messschieber

Page 25: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

Der Nonius

Page 26: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

26

20stel-Nonius

• Aufteilung von 39 mm in 20 Teile.

• Ergibt Noniuswert von 0,05 (kleinste anzeigbare Messgröße)

Page 27: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

27

50stel-Nonius• Aufteilung von 49 mm in 50 Teile.

• Ergibt Noniuswert von 0,02 (kleinste anzeigbare Messgröße)

• hier ist die Grenze des Auges erreicht

Page 28: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

28

Zoll-Nonien

Page 29: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

29

• Nullstrich des Nonius ist Komma

• links vom Nullstrich die vollen Millimeter ablesen

• suche den Teilstrich, der sich am genauesten mit der Skala deckt.

• Anzahl der Teilstrichabstände ergibt je nach Nonius Zwanzigstel oder Fünfzigstel mm

Page 30: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

30

Messschieber mit Rundskala

• übersetzt Schiebebewegung in Zeigerbewegung

• schnelleres und genaueres Ablesen möglich

Page 31: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

31

Außenmessung

Innenmessung

Tiefenmessung

Page 32: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

32

Falsches Messen

Page 33: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

33

Richtiges Messen

Page 34: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

34

Messungen

• Außenmessung

• Innenmessung

• Abstandsmessung

• Tiefenmessung

Page 35: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

35

Elektronischer Messschieber

• durch digitale Ziffern schnell und irrtumsfrei ablesbar

• zusätzliche Messmöglichkeiten

• Nullstelle an beliebiger Stelle möglich

Page 36: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

36

Unmögliches Messen

Page 37: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

37

Messschrauben

• Skaleneinteilung meist 0,01 mm

• durch „Getriebe“ erhöhte Messkraft

• Kupplung begrenzt Kraft

Page 38: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

38

Elektronische Bügelmessschrauben

• Ziffernschrittweite 0,001 mm

• beliebige Nullstellen

• Absolut- oder Unterschiedsmessung

• Voreinstellung von Toleranzwerten

• evtl. Infrarotübertragung der Messwerte möglich

Page 39: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

39

mögliche Messfehler

• Aufbiegen des Bügels durch zu hohe Messkraft

• Abweichung der Bezugstemperatur

• zu schnelles Drehen der Messspindel

Page 40: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

40

Innenmessgeräte

• 2-Punkt-Berührung können sich nicht ausrichten

• eignen sich bei großen Durchmessern oder bei Ovalen

• Ausrichtung mit Zentrierbrücke

Page 41: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

41

Innenmessgeräte

• 3-Linien-Berührung

• zentrieren selbst

• Messpistole

Page 42: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

42

Messuhren

• vergrößern Anzeige über Zahnrad und Zahnstange

Page 43: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

43

Elektronische Messuhren

• Wahl des Ziffernschrittwertes (0,01mm 0,001mm)

• Umschaltung von mm auf Zoll

• Absolut- bzw. Unterschiedsmessung

• voreingestellte Toleranzen

• Speicherfunktion (aktuell, Höchst- Kleinstwert)

• Datenausgang

• grafische Anzeige der Toleranzlage

Page 44: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

44

• bei Rundlaufmessung bewegt sich die Anzeige zwischen Kleinstwert und Höchstwert

• unterschiedliche Werte bei herausgehendem und hineingehendem Messbolzen

Page 45: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

45

Fühlhebelmessgeräte

• vielseitig verwendbar

• Messungen von Abweichungen, Rundlauf, Planlauf, Ebenheit, Parallelität und Position

• Zentrieren von Wellen oder Bohrungen

• Paralleles oder rechtwinkliges Ausrichten von Teilen oder Messhilfsmitteln

Page 46: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

46

• Taster parallel zur Prüffläche Messung i.O.

• nicht parallel korrigieren gem. Tabelle

Page 47: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

47

Unterschiedsmessung

Unterschiedsmessungen beruhen auf dem Vergleich zweier Messgrößen.

Messen mit:

• Messuhren

• Fühlhebelmessgeräte

• Feinzeiger

Page 48: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

48

Feinzeiger

• für genaue Messungen 1µ, 0,5µ oder 0,2µ

• kleine Messwertumkehrspanne

• Datenübertragung möglich

• genaueste Handmessgeräte

Page 49: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

49

Pneumatische Messgeräte

• berührungsloses Messen

• Druckluft strömt aus dem Messwertaufnehmer in den Spalt zwischen Düse und Werkstück

• Maßänderungen bewirken Änderung der Spaltgröße messbare Druckänderung am Messwertaufnehmer

• Messdruck ca. 2 – 3 bar

Page 50: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

50

Pneumatische Messgeräte

• bestehen aus Messwertaufnehmer (Düsenmessdorn oder

Düsenmessring) und Anzeigegerät

• arbeiten nach dem Druckmessverfahren

• Maßänderung = Druckänderung

• Wertanzeige über am Druck angeschlossenes Zeigerinstrument

Page 51: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

51

Pneumatisch-elektrische Messgeräte

• wandeln Druckänderung in Wegeänderung um

• Wegänderung wird von Messtaster gemessen und elektrisch verstärkt

• Messbereichmax. 76µm

• Einzelmessung

• Paarungsmessung alsDifferenzmessung (Bohrung – Welle)

Page 52: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

52

Pneumatisch-elektrische Messgeräte

• Paarungsmessung als Differenzmessung (Bohrung – Welle)

• Anzeige auf Null (spielfrei)

• größer Null = Spiel

• kleiner Null = Übermaß

Page 53: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

53

Pneumatisch-elektrische Messgeräte

• Messgeräte mit Leuchtsäule

• Messwert sofort erkennbar

• grün = gut

• gelb = Nacharbeit

• rot = Ausschuss

Page 54: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

54

Vorteil

• Messkraft vernachlässigbar klein

• sicheres Messen, da selbständige Ausrichtung

• Druckluft reinigt Messstellen

Page 55: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

55

Elektronische Messgeräte

• Änderung der Spannung durch Messbolzenbewegung

• Messsignale ohne mechanische Übersetzung, d.h. kleine Messwertumkehrspanne (0,01µm)

• eignen sich für hochgenaue Messungen

• Verknüpfung von zwei Werten zur Summen- oder Differenzmessung

Page 56: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

56

Optoelektronische Messgeräte

• berührungsloses Messen durch Licht

Page 57: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

57

Optoelektronische Messgeräte

• Optoelektronische Wellenmessgeräte erfassen Licht nach dem Schattenbildverfahren

• Empfängersensor bildet Schattenprofil

• Maße entsprechen dem Werkstück

Page 58: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

58

Optoelektronische Messgeräte

Genauigkeit

• 2µm bei Durchmesser

• 6µm bei Längen

Page 59: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

59

Laserscanner

• Suchen Messbereich ab

• Drehspiegel leitet Licht durch Linse

• Überwachung von Durchmessern, Foliendicken und Breiten von Kunststoffbändern etc.

• Genauigkeit bei Durchmessern: 2µm bei Längen: 10µm

• 25 – 40 Abtastungen pro Sekunde

Page 60: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

60

Laser-Abstandsmessgeräte

• Abstand von 30 mm bis 1 m

• Prinzip der Dreiecksmessung (GPS)

• nicht geeignet bei spiegelnden oder wenig reflektierenden Oberflächen

Page 61: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

61

Laser-Interferometer

• Teilen Laserstrahl in Messstrahl und Vergleichsstrahl

• Genauigkeitsuntersuchungen an Werkzeug- oder Koordinatenmessmaschinen

Page 62: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

62

Laser-Interferometer

• gemessen werden Abweichungen der Position, Geradheit, Ebenheit und Rechtwinkligkeit

• Einsatz bei der Fräsmaschine

Page 63: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

63

Multisensortechnik in Koordinatenmessgeräten

• berührende Messköpfe

• Schaltende Tastsysteme übernehmen Messwerte für x, y und z

• Messende TastsystemeWegaufnehmer messen bei einer Tasterbewegung kontinuierlich die Messwege in drei Achsen

Page 64: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

64

Scanner

• scannen = absuchen

• scannen = berührendes oder optisches Abtasten von Messobjekten in enger Punktfolge

• Genauigkeit von Formprüfungen nimmt mit der Punktdichte zu

Page 65: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

65

Optischer Messkopf

• hochauflösende CCD-Kamera mit Matrixsensor(Zeilen und Spalten)

• Speicherung digital (Pixel)

• optische Messköpfe sind ca. 20mal so schnell wie berührende

Page 66: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

66

Laser-Autofokussensor

• Fokussierung der Laserstrahlen auf einen Punkt

• misst Glas, Keramik oder Metalloberflächen

Page 67: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

67

Laser-Abstandssensor

• Messprinzip entspricht Abstandsmessgerät

Page 68: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

68

Oberflächenprüfung

• die wirkliche Oberfläche weist fertigungsbedingte Abweichungen von der in der Zeichnung festgelegten Oberflächenqualität auf.

Page 69: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

69

• Primärprofil erfasst Oberfläche mit allen Abweichungen

• Mittellinie wird so gewählt, dass die Anteile darüber und darunter gleich groß sind.

Page 70: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

70

Oberflächenprofile

• Tastschnittgeräte zeichnen die Profile auf

• berechnen die Kenngrößen Profiltiefe Pt, Wellentiefe Wt und Rautiefe Rt.

Page 71: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

71

Oberflächenprofile

• Anzeige in Profildiagrammen vertikal vergrößert

• durch Filterung entstehen R- und W-Profil

Page 72: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

72

Kenngrößen von Oberflächen

• Berechnung aus Oberflächenprofilen

• Die gemittelte Rautiefe RZDIN ist der Mittelwert aus den Einzelrautiefen (hier) Z1 bis Z5

• die maximale Rautiefe Rmax ist die größte Einzelrautiefe (hier Z3)

Page 73: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

73

• der Mittelrauwert Ra ist der arithmetische Mittelwert der absoluten Werte

Page 74: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

74

die Materialanteilkurve wird in drei Bereiche gegliedert:

• Spitzenhöhe (Rpk)

• Kernrautiefe (Rk)

• Riefentiefe (Rvk)

• Mr1 und Mr2 geben den Materialanteil an den Grenzen des Kernbereiches an

Page 75: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

75

• Profilspitzenbereich sollte möglichst klein sein (kurze Einlaufzeiten)

• Kernbereich sichert hohe Beständigkeit und Gleiteigenschaften

• Riefenbereich muss gutes Ölhaltevolumen liefern

Page 76: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

76

Oberflächenprüfverfahren

• Oberflächen-Vergleichsmuster

• Tast- und Sichtvergleich bei gleichen Oberflächen und Herstellungsverfahren

• mit Fingernagel oder Kupferscheibe

• Sichtvergleich bei optimalem Lichteinfallswinkel

• Lupe begünstigt Sichtvergleich

Page 77: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

77

Oberflächenprüfverfahren

• Oberflächenmessgeräte im Tastschnittverfahren erfassen Abweichung mit Diamanttastspitze

• optimale Form der Tastspitze ist ein Kegel

Page 78: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

78

Oberflächenprüfverfahren

• Kufen-Tastsystemnur für tragbare Rauheitsmessung

• Tastspitze erfasst Rauheitsprofil relativ zur Bahn der Gleitkufe

Page 79: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

79

Oberflächenprüfverfahren

• Bezugsebenen-Tastsystem (Freitastsystem)

Page 80: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

80

Messung der Rauheitskenngröße

• Messung an der schlechtesten Stelle

• Tastrichtung rechtwinklig zur Rillenrichtung

Page 81: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

81

Toleranzen und Passungen

• Toleranz = geduldete Abweichung des Realmaßes vom Nennmaß

• Stellen Funktion und Montierung von Bauteilen sicher

• Aus Kostengründen werden Toleranzen nicht zu klein gehalten

Page 82: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

82

Toleranz

• Maßtoleranzbezieht sich auf Längen- und Winkelmaß

• Form- und Lagetoleranzbeziehen sich auf Form und z.B. Rechtwinkligkeit

Page 83: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

83

Grundbegriffe

Bei

• Bohrungen (Innenmaß)

• Wellen (Außenmaß)

werden für maßgebliche Größen einheitliche Begriffe verwendet

Page 84: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

84

• Nennmaß N:in der Zeichnung genanntes Maß; entspricht der Nulllinie

• Größe der ToleranzOberes Abmaß ES bzw. es und unteres Abmaß EI bzw. ei

• Großbuchstaben bei Bohrung

• Kleinbuchstaben bei Wellen

• Bereich dazwischen = Toleranzfeld

Page 85: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

85

• Toleranz der Bohrung

TB = ES – EI(mathematisches Minus)

• Toleranz der Welle

TW = es - ei

Page 86: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

Aufgabe:

• Bestimmen Sie für eine H6 d11 Passung für einen Durchmesser von 250mm:

• N; GoW

; GoB

; GuW

; GuB

; TB; T

W; ES; EI; es ei

• Mindestspiel und Höchstspiel

• Wir wiederholen die Aufgabe für eineK7 m6 Passung und 350mm Durchmesser.

Page 87: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

87

Grenzmaß

• Oberes und unteres Abmaß legen Grenzmaß fest

• Höchstmaß: Bohrung GoB = N + ESWelle GoW = N + es

• Mindestmaß Bohrung GuB = N + EIWelle GuW = N + ei

Page 88: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

88

Toleranzfelder

• … können oberhalb, unterhalb oder beiderseits der Nulllinie liegen.

Page 89: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

89

Toleranzfelder

• Beispiel:

• Eine Welle mit dem Nennmaß N = 80mm hat die Grenzabmaße es = -30µm und ei = -60µm. Zu berechnen sind das Höchstmaß, das Mindestmaß und die Toleranz.

• Höchstmaß MindestmaßGo = N + es Gu = N + eiGo = 80mm +(-0,03mm) Gu = 80mm +(-0,06mm)

• Toleranz TT = Go – Gu T = es - eiT = 79,97mm – 79,94mm T = -0,03mm – (-0,06mm)T = 0,03mm T = 0,03mm

Page 90: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

90

Allgemeintoleranzen

• können normalerweise in der Fertigung eingehalten werden

• Allgemeintoleranzen für

• Längenmaße

• Winkel

• Rundungshalbmesser

• Fasen

• Form und Lage

Page 91: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

91

Allgemeintoleranzen

• Wird bei Zeichnungen auf die Allgemeintoleranzen verwiesen (z.B. ISO 2768-m) gelten diese wenn keine anderen Toleranzen angegeben sind.

• Größe der Allgemeintoleranzen richtet sich nach Nennmaßbereich und Toleranzklasse f, m, c, v

• Allgemeintoleranzen für Form und Lage umfassen die Toleranzklassen H, K und L (z.B. ISO 2768-K)

• Gelten gleichzeitig beide (z.B. ISO 2768-mK)

Page 92: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

92

Frei gewählte Toleranzen

• Angabe durch frei gewählte Abmaße

• Welche Toleranzmaße sind frei gewählt?

• 1,6 und 63

Page 93: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

Berechnen Sie die Länge der Schräge

66,35 mm

Page 94: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

94

ISO-Toleranzen

• Bei ISO-Toleranzen werden Größe und Lage zur Nulllinie durch die Toleranzklassen (z.B. H7) verschlüsselt angegeben.

• Buchstabe = Grundabmaß

• Zahl = Toleranzgrad

• Grundabmaß = Lage zur Nulllinie

• Toleranzgrad weist auf Größe der Toleranz hin

Page 95: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

95

Toleranzgröße

• ist abhängig vom Toleranzgrad und vom Nennmaß

• Toleranz ist umso größer, je größer das Nennmaß und je größer der Toleranzgrad ist

• Nennmaß 50H8 = T = 39µm100H8 = T = 54µmToleranzgrad100H7 = T = 35µm100H8 = T = 54µm

Page 96: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

96

• Gleicher Toleranzgrad und gleiches Nennmaß = gleiche Toleranz

• Einheitliche Toleranzen nennt man Grundtoleranzen.

• Grundtoleranzen stehen in Tabellenbüchern

Page 97: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

97

Toleranzklassen

Page 98: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

98

Passungen

• Werden zwei Fertigteile zusammengebaut, müssen die Maße an der Fügstelle passen.

• Innenteil ist Welle

• Außenteil ist Bohrung

• Passungen werden durch den Unterschied zwischen dem Maß der Bohrung und dem Maß der Welle bestimmt

Page 99: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

99

Passungsarten

• Spielpassung

• Übermaßpassung

• Übergangspassung

Page 100: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

100

Spielpassungen

• Mindestmaß der Bohrung ist immer größer, oder gleich dem Höchstmaß der Welle.

• Höchstspiel PSH = GoB - GuW

• Mindestspiel PSM = GuB - GoW

Page 101: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

101

Übermaßpassungen

• Höchstmaß der Bohrung ist immer kleiner oder gleich dem Mindestmaß der Welle

• Höchstübermaß PüH = Differenz zwischen dem Mindestmaß der Bohrung GuB und dem Höchstmaß der Welle GoW

• Mindestübermaß PüM = Differenz zwischen dem Höchstmaß der Bohrung GoB und dem Mindestmaß der Welle GuW

Page 102: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

102

Übergangspassungen

• Hier entsteht je nach Istmaßen von Bohrung und Welle entweder ein Spiel oder ein Übermaß

Page 103: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

103

Passungssysteme Einheitsbohrung

• Bohrungsmaß erhält Grundabmaß H

• Zuordnung von Wellen mit verschiedenen Grundabmaßen um gewünschte Passungsart zu erreichen.

• Spielpassung: H / a … h

• Übergangspassungen: H / j … n bzw. p

• Übermaßpassungen: H / n bzw. p … z

Page 104: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

104

Passungssystem Einheitswelle

• Wellenmaße erhalten Grundabmaß h

• Zuordnung der Bohrungen mit verschiedenen Grundabmaßen um gewünschte Passungsart zu erhalten.

• Spielpassung: h / A … H

• Übergangspassungen: h / J … N bzw. P

• Übermaßpassungen: h / N bzw. P … Z

Page 105: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

105

Passungsauswahl

Page 106: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

106

Form- und Lageprüfung

• Konstrukteur legt „ideale Gestalt“ des Werkstücks in der Zeichnung fest.

• Reale Gestalt weicht durch Produktionseinflüsse von der idealen Gestalt ab durch …

• … Maßabweichung

• … Formabweichung

• … Lageabweichung

Page 107: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

107

Maßabweichungen

entstehen durch

• Werkzeugeinstellungen

• Verschleiß

• Schnittkraft

• Bearbeitungswärme

Page 108: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

108

Formabweichungen

entstehen durch

• Spannkräfte

• Schnittkräfte

• Schwingungen

• Eigenspannungen im Werkstück

Page 109: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

109

Lageabweichungen

• entstehen durch

• Abdrängkräfte beim Spanen

• Spannkräfte

• Positionsabweichungen der Maschine

Page 110: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

110

• Maß- und Formabweichung beeinflussen stärker als die Oberflächengüte die Fügbarkeit von Bauteilen

• Gesamtheit aller Abweichungen entscheidet über die Funktion der Bauteile

Page 111: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

111

Größe der Form- und Lagetoleranzen

• Wenn nichts anderes angegeben wird, müssen die Abweichungen innerhalb der Maßtoleranz liegen

• Wenn Abweichungen für die Funktion wichtig sind, sollten sie die Hälfte der Maßtoleranz nicht überschreiten

Page 112: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

112

Toleranzarten

Unterscheidung der Lagetoleranz nach

• Richtungs-

• Orts-

• Lauftoleranzen

Unterscheidung der Formtoleranz nach

• Flachform-

• Rundform-

• Profiltoleranzen

Kurzzeichen für Toleranz = tAbweichung = f

Unterscheidung durch Indizes

Page 113: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

113

Messung der Formabweichung

• Ebenen oder Linien müssen das Werkstück so eingrenzen, dass ihr Abstand ein Minimum wird.

Page 114: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

114

Prüfung der Geradheit und Ebenheit

• Prüfung durch Haarlineale (Lichtspaltmethode)

• erkennt Unebenheiten ab 2µ am Lichtspalt

• Ebenheitsvergleich mit Messplatte oder Planglas

Page 115: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

115

Parallelitätsprüfung

• Messung auf einer Messplatte mit einem Feinzeiger

• Abweichung ist Wert zwischen Min und Max

• Vergleich der größten Abweichung mit der in der Zeichnung vorgegebenen Toleranz

Page 116: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

116

Richtungs- und Neigungsprüfung

• mit Richtwaagen (Wasserwaage)

• elektronische Neigungsmessgeräte (digital)

Page 117: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

117

Winkelprüfung

• Prüfung der Lage von Kanten und Flächen

• Universalwinkelmesser

• evtl. Anzeige 180o - abgelesener Wert (stumpfer Winkel)

Page 118: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

118

Verwendung digitaler Winkelmesser

• genauere Anzeige

• Nullstellung jederzeit möglich

• leichter ablesbar

• Wahlweise Winkelgrade, Winkelminuten oder Dezimalgrade

Page 119: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

119

Rundform

Rundheitsabweichungen entstehen durch

• Schwingungen an der Maschine

• unrunde Schleifscheiben

Page 120: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

120

Rundheitsprüfung

• Zweipunktmessung (Messschieber etc. - ungenau)

• Dreipunktmessung (genauer)

• Messung auf Formmessgeräten (am genauesten)

Page 121: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

121

Rundheitsmessung

• Messtaster ertastet Messpunkte während der Kreisbewegung.

• Am Bildschirm entsteht ein Rundheitsprofil

• Bestimmungsverfahren zur Rundheitsabweichung

Page 122: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

122

Rundlaufmessung

• Bestimmung der Mittelpunkte nach dem LSC-Verfahren

• Achse durch diese Mittelpunkte = Bezugsachse für die Rundlaufmessung

• Größte Abweichung wird mit Toleranz verglichen

Page 123: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

123

Planlaufmessung

• Messung am äußersten Bereich, da dort die größten Unregelmäßigkeiten erwartet werden

Page 124: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

124

Gewindeprüfung

Entscheidend für die Güte eines Gewindes sind:

• Flankendurchmesser

• Flankenwinkel

• Steigung

Page 125: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

125

Gewindemessung

• aus Kostengründen meist nur im Präzisionsbereich verwendet

• Messung des Außendurchmessers mit Bügelmessschraube

• Messung des Kerndurchmessers mit Innengewinde-Messschraube

Page 126: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

126

Kegelprüfung

• Innen- und Außenkegel müssen „tragen“

• Kegellehren prüfen die Passgenauigkeit (Kreideprüfung)

Page 127: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

127

Prüfungsaufgaben

Page 128: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

128

Aufgabe 102/1

• Maßtoleranzen. Für die in der Tabelle angegebenen Maße sind die Maßtoleranzen sowie die Höchst- und Mindestmaße zu berechnen

Page 129: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

129

Aufgabe 102/4

• Die Anschlagleiste wird mit zwei Schrauben befestigt. Die Bohrungen sind mit 6,5 +0,2, ihr Abstand mit 26+-0,1 toleriert. Welches Höchstmaß Go und Mindestmaß Gu kann das Kontrollmaß x annehmen?

Page 130: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

130

S104/4

• Wellenzapfen, die mit der Toleranzklasse f7 gefertigt werden, laufen in Lagerbuchsen mit der Toleranzklasse H8.

• Wie groß sind für Bohrung und Welle beim Nennmaß von 200 mm

a) die Maßtoleranzen?b) Höchstmaße und Mindestmaße?c) Höchstspiel und Mindestspiel?

Page 131: 1 Messtechnik und Messverfahren zusammengestellt von Rainer Ultsch.

131

S104/4

• Wellenzapfen, die mit der Toleranzklasse g6 gefertigt werden, laufen in Lagerbuchsen mit der Toleranzklasse K7 (ist zwar ein Blödsinn, aber der Frank wollte das so haben).

• Wie groß sind für Bohrung und Welle beim Nennmaß von 300 mm

a) die Maßtoleranzen?b) Höchstmaße und Mindestmaße?c) Höchstspiel und Mindestspiel?