Toleranzen und Passungen • Form- und Lagetoleranzen...

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opyright Rheinische F

achhochschule Septem

ber 2010

RHEINISCHE FH KÖLNUniversity of Applied SciencesDipl.-Ing. Antoni Stefaniak

Studiengang Maschinenbau

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Konstruktionslehre

• Toleranzen und Passungen• Form- und Lagetoleranzen• Oberflächenzeichen

Das Skript ist nicht vollständig und ist ausschließlich für den Gebrauch in Vorlesungen und Übungenbestimmt. Für sonstigen Gebrauch sind die angegebenen Quellen heranzuziehen.

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Vorwort

• Johannes Keppler (1571)• Ubi materia, ubi geometria

• Wo Materie ist,ist auch Geometrie

• Vollkommenheit ist nur in der Geometrie zu finden

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Räumliche Darstellungen

Spannpratze in 3 Ansichten und in dimetrischer Darstellung

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Meßmittel: Meßunsicherheit

Augenmaß ∆L = (0,2-0,3)LZentimetermaß („Zollstock“) ∆L = 1 mmMeßschieber („Schieblehre“) ∆L = 0,1-0,05 mm (1/10 mm)Mikrometerschraube („Meßbügel“) ∆L = 0,1-0,05 mm (1/100 mm)Meßuhr ∆L = 0,001 mm (1 µm)Microcator ∆L = 0,0002 mm (0,2 µm) Induktiver Wegaufnehmer ∆L = 0,0001 mm (0,1 µm) Parallelendmaße ∆L = 0,0005 mm (0,2-0,5 µm)

Bei genauen Messungen ist die Wärmeausdehnung zu beachten

Lineare Wärmeausdehnung

Toleranzen von Meßmitteln

differenzTemperatur

fizienthnungskoefWärmeausder Lineare

geAnfangslän

derung Längenän

0

0

t

l

l

tll

∆

∆∆⋅⋅=∆

α

αMeßtemperatur und Feuchte

20°C ± 0,1Luftfeuchtigkeit 65 %

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Bezeichnungen an Maßtoleranzen

Nulllinie

Nennmaß

Maßtoleranz

Oberes Abmaß ES, es (ecart superieur)

Unteres Abmaß EI, ei (ecart inferieur)

Istmaß

ISO-Toleranzsystem

a) Die Größe der Maßtoleranz wird durch die Fertigungsgenauigkeit festgelegtKennzeichnung durch Zahlen von 0 bis 18 = 20

b) Die Lage des Toleranzfeldes wird durch die Funktion bestimmt (Spiel, Pressung)Kennzeichnung durch Buchstaben (-kombinationen) 28Innenmaße (Bohrung) = Großbuchstaben, Außenmaße (Wellen) = Kleinbuchstaben

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Erreichbare IT-Qualitäten in Abhängig-keit vom jeweiligen Fertigungsverfahren

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Die ISO-Toleranzeinheit i, I

1

10

10 100 1000 10000

Nenndurchmesser in [mm]

ISO

-Tol

era

nze

inhe

it m

21

3

1,2004,0:3150500

001,045,0:5000

DDDDIN

DDiN

⋅=+⋅=≤<

⋅+⋅=≤<

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Klassenfaktoren K für die ISO-Grundtoleranzreihen nach DIN 7151

T = i K

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Maße und Toleranzen (DIN ISO 286-1)

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Toleranzen und Passungen

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Lage der Toleranzfelder nach DIN ISO 286

Die Lage der Toleranzfelder wird durch die Funktion bestimmt!

Innenmaße (Bohrungen):

20 Toleranzklassen28 Toleranzfeldlagen= 560 Kombinationen

Außenmaße (Wellen):

20 Toleranzklassen28 Toleranzfeldlagen= 560 Kombinationen

insgesamt sind damit 560x560 = 316 600 Möglichkeiten der Passungskombinationen möglich!

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Lage der Toleranzfelder

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System Einheitsbohrung (DIN 7151)

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System Einheitswelle (DIN 7155)

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Toleranzklassen

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Angabe der Grenzabmaße für ISO-Toleranzkurzzeichen

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Prozessfähigkeitsindex

sC

sTT

C

kritpk

uop

3

6∆∆∆∆====

−−−−====

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Charakterisierung

technischer Oberflächen

Rauhheitskenngrößen:

1. Arithmetischer Mittenrauhwert Ra2. Gemittelte Rauhtiefe Rz3. Maximale Rauhtiefe Rmax (früher Rt)

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Begriffe und Definitionen der Oberflächenmeßtechnik

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Begriffe und Definitionen in der Oberflächenmeßtechnik

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Oberflächenkennzeichnung

Umrechnen von Rauhtiefenwertennach Beiblatt DIN 4768

Zuordnung alter Rauhigkeitswerte nach DIN ISO 1302

a

e d

b

c(f)

a Mittenrauhwert Rab Fertigungsverfahrenc Bezugsstrecked Rillenrichtung (Symbol)e Bearbeitungszugabef andere Rauheitsmeßgrößen Rz, Rp

Umrechnung von Ra in Rz

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Kennzeichnung der Oberflächenqualität

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Empfehlungen für die Rauhtiefe R zin Abhängigkeit von der Funktion

Rz = f (Nennmaß, Toleranzklasse, Flächenfunktion) nach Rochusch

Rz < 0,5 T

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Tolerierungsgrundsätzenach DIN ISO 8015

Tolerierungsgrundsatz „Unabhängigkeitsprinzip“, alle in einer Zeichnung angegebenen Maß, Form-und Lagetoleranzen müssen unabhängig voneinander eingehalten werden, sofern nicht besondere Angaben etwas anderes fordern (neuer Tolerierungsgrundsatz), Normalfall nach DIN ISO 8015)

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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 Ma-terial ergibt (alter Tolerierungsgrundsatz nach DIN 7167, Sonderfall ( E nach DIN ISO 8015)

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Tolerierungsgrundsätze M

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

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