Form- und Lagetoleranzen - Hochschule Augsburg

1 Fakult t f r Maschinenbau Vorlesung KonstruktionForm- und LagetoleranzenForm- und LagetoleranzenFakult t f r Maschinenbau Vorlesung Konstruktion4. Angaben von Form- und LagetoleranzenGliederung2. Form- und Lagetoleranzen3. Tolerierungsgrunds H Unabh Wahl Tolerierungsgrundsatz Maximum Material Bedingung1. Zweck der Toleranzfestlegung1. Zweck der ToleranzfestlegungFakult t f r Maschinenbau Vorlesung KonstruktionoIn der Fertigung entstehen : Ma abweichungen begrenzt durch Ma toleranz= Makrostruktur Form- und LagetoleranzBeispiel 40 h7= Mikrostruktur RauheitsangabenBeispiel Ra = 1,6 m Gestaltabweichungen DIN 4760 RauheitWelligkeitFormabweichungenLageabw eichungen1. Zweck der ToleranzfestlegungFakult t f r Maschinenbau Vorlesung KonstruktionZeichnungAbweichung vom Ma (des Durchmessers)Abweichung vonder Form (Zylinder)Abweichung von derLage / RichtungAbweichungen derOberfl che1.

2 Zweck der ToleranzfestlegungFakult t f r Maschinenbau Vorlesung Konstruktion1. Zweck der ToleranzfestlegungFakult t f r Maschinenbau Vorlesung KonstruktionZeichnungsbema ungFertigungFertigungsfehler, Zerspankr fte, Einspannung, Eigenspannungen, Schwingungen, TemperaturUrsachenvon Ma - und Gestaltabweichungen liegen in :1. Zweck der ToleranzfestlegungFakult t f r Maschinenbau Vorlesung Konstruktion1. Zweck der ToleranzfestlegungAbweichung von der Form(Geradheit, Zylinderform)Abweichung von der Lage(Koaxialit t, Rundlauf)Fakult t f r Maschinenbau Vorlesung KonstruktionF r die Fertigung muss Zeichnungseinvollst ndigeindeutigBema ungmuss seina) Funktionsgerechtb) Fertigungsgerecht(Kosten!)c) Pr fgerecht(Qualit tsmanagement)zu 80 % sind Zeichnungen dies nicht1. Zweck der ToleranzfestlegungFakult t f r Maschinenbau Vorlesung Konstruktionzu a) Funktionserf llung:Jedes Bauteil ist so zu tolerieren, dass es seine vorgegebene Funktion erf llt, und zwar w hrend der gesamten b) Herstellbarkeit:Das Bauteil muss sich innerhalb der Toleranzen fertigen lassen, und zwar m glichst sicher und kosteng nstig1.

3 Zweck der ToleranzfestlegungMontierbarkeit:Das Bauteil muss sich montieren lassen, und zwar unbedingt, gleiche Teile sind beliebig austauschbar bedingt, Teile werden zusortiert und sind dann nur gemeinsam austauschbarFakult t f r Maschinenbau Vorlesung Konstruktion1. Zweck der Toleranzfestlegung Ma toleranzen sagen nichts ber Form oder Lage einzelner Geometrieelemente aus. Form- und Lagetoleranzen schr nken die Abweichungen von der idealen geometrischen Form und Lage ein. Beispielsweise die Geradheit oder Rundheit einer BohrungGeometrisch ideale BohrungReale Bohrung ( bertrieben gekr mmt)Beispiel 1 Bohrung zur Aufnahme eines StiftesFakult t f r Maschinenbau Vorlesung Konstruktion1. Zweck der Toleranzfestlegung M gliche Folgen bei ungen gender Tolerierung: Bolzen passt nicht in die Bohrung (Formfehler) Bolzen sitzt schief in der Bohrung (Lagefehler)Fakult t f r Maschinenbau Vorlesung Konstruktion1.

4 Zweck der Toleranzfestlegung Anforderungen an die Gestaltung der Lagersitze einer GetriebewelleBeispiel 2IT: ISO ToleranzfeldFakult t f r Maschinenbau Vorlesung Konstruktion1. Zweck der Toleranzfestlegung Anforderungen an die Gestaltung der Lagersitze einer GetriebewelleBeispiel 2 Bei Lager der Toleranzklasse PN sind zu w hlen f r:Durchmessertoleranz : IT6 (IT5)Rundheitstoleranz der Passfl chen t1 : IT4/2 (Punktlast IT5/2)Parallelit tstoleranz t2: IT4 (Punktlast IT5)Planlauftoleranz der Anlageschultern t3:IT4 Bei Geh use ein IT-Grad gr ber w hlenIT: ISO ToleranzfeldFakult t f r Maschinenbau Vorlesung Konstruktion1. Zweck der Toleranzfestlegung Form- und Lagetoleranzen werden zur Sicher-stellung einwandfreier Bedingungen f r die Funktion und Austauschbarkeit von Werkst cken und Baugruppen ben tigtForm- und Lagetoleranzen werden zur Sicher-stellung einwandfreier Bedingungen f r die Funktion und Austauschbarkeit von Werkst cken und Baugruppen ben tigtFakult t f r Maschinenbau Vorlesung KonstruktionGliederung2.

5 Form- und Lagetoleranzen2. Form- und Lagetoleranzen4. Angaben von Form- und Lagetoleranzen3. Tolerierungsgrunds H Unabh Wahl Tolerierungsgrundsatz Maximum Material Bedingung1. Zweck der ToleranzfestlegungFakult t f r Maschinenbau Vorlesung KonstruktionZu unterscheiden sind:Formtoleranzen: Geradheit, Ebenheit, Rundheit, Zylinderform .. Lagetoleranzen : Richtungstoleranz ( Parallelit t, Rechtwinkligkeit) Ortstoleranz ( Koaxialit t, Symmetrie) Lauftoleranz ( Rundlauf, Planlauf)2. Form- und LagetoleranzenBezugsfl che oder punkt notwendigFakult t f r Maschinenbau Vorlesung Konstruktion Reales Formelement:(Linien, Fl chen)Toleranzpfeil / Bezug auf Element selbst oder zugeh rige Ma hilfslinie (min. 4 mm Abstand von Ma linie des Elements)2. Form- und Lagetoleranz Abgeleitetes Element:(Symmetrielinie, Achse)Toleranzpfeil / Bezug auf Ma pfeil des ElementsBezugsfl che oder punkt kann sein:Fakult t f r Maschinenbau Vorlesung KonstruktionFormtoleranzen2.

6 Form- und Lagetoleranzauch: Hoischen S 191/192 Fakult t f r Maschinenbau Vorlesung KonstruktionLagetoleranzen2. Form- und LagetoleranzFakult t f r Maschinenbau Vorlesung Konstruktion4. Angaben von Form- und H Unabh Wahl Tolerierungsgrundsatz Maximum Material H Unabh Wahl Tolerierungsgrundsatz Maximum Material Bedingung2. Form- und Lagetoleranzen1. Zweck der ToleranzfestlegungFakult t f r Maschinenbau Vorlesung KonstruktionWelle nach Bild links und rechts oben mit FormabweichungBeispielM gliche Abweichungen einer Welle ohne Form- und LagetoleranzDurchmessertoleranz und Geradheitsabweichung einer WelleDurchmessertoleranz und Rundheitsabweichung einer Welle3. Tolerierungsgrunds tzeFakult t f r Maschinenbau Vorlesung Konstruktion3. Tolerierungsgrunds tzeUnabh ngigkeits-prinzipUnabh ngigkeits-prinzipGrundsatz: Toleranzen nicht enger als n tig ist nicht ausreichend,Festlegung der Beziehung von Ma toleranzzu Form- und Lage-toleranzerforderlich nachGrundsatz: Toleranzen nicht enger als n tig ist nicht ausreichend,Festlegung der Beziehung von Ma toleranzzu Form- und Lage-toleranzerforderlich nachH llprinzipH llprinzipFakult t f r Maschinenbau Vorlesung Konstruktion3.

7 Tolerierungsgrunds tzeZeichnungsangabe: keine Tolerierung nach DIN 7167(s. Hoischen S. 194) H llprinzipPrinzip bedeutet: Festlegung einer H lle f r Kreis-zylinder ( Rundpassungen ), Fl chenpaare ( Flachpassungen ), KugelnFakult t f r Maschinenbau Vorlesung H llprinzipDie Welle muss in eine H lle mit 10,2 passen, das Ma 10 0,2 wird unabh ngig gepr ftKreiszylinder nach Bild oben mit Maximum-Material-Zustand (Grenzfall)Pr fung:Fakult t f r Maschinenbau Vorlesung H llprinzipEs k nnen nur Formabweichungen von der H lle eingeschr nkt werden, nicht aber Lageabweichungen (Ausnahme: Parallelit t)Vom H llprinzip nichteingeschr nkte Lageabweichungen, a) Rechtwinkligkeit b) Koaxialit t c) SymmetrieFakult t f r Maschinenbau Vorlesung Konstruktion3. Tolerierungsgrunds tzeZeichnungsangabe: Tolerierung ISO 8015(s. Hoischen S.

8 195) Unabh ngigkeitsprinzipPrinzip bedeutet:Jede einzelne Toleranz wird f r sich allein auf Einhaltung gepr ftFakult t f r Maschinenbau Vorlesung Unabh ngigkeitsprinzip Bei der Welle werden unabh ngig Ma -, Geradheits-und Rundtoleranz gepr ftzus tzliche M glichkeit mit: Festlegung einer H llbedingungEPr fung:Fakult t f r Maschinenbau Vorlesung KonstruktionH llbedingung wird nur verlangt, wo sie auch notwendig ist (durch ). Die Zeichnungsangaben werden Wahl TolerierungsgrundsatzEmpfehlung: Tolerierung ISO 8015 Unabh ngigkeitsprinzip ISO 8015 Vorteil: international genormt, wird sich Wahl TolerierungsgrundsatzH llprinzip DIN 7167 Alle Kreiszylinder und Parallelebenen unterliegen der H llbedingung. Wo diese nicht gilt, ist dies extra zu t f r Maschinenbau Vorlesung Konstruktion3. Tolerierungsgrunds Maximum Material BedingungTolerierung nach ISO 2692 BeispielMa toleranz + Geradheitstoleranz bei Unabh ngigkeitsprinzipZeichnungsangabe: einzeln an bestimmten Formelementen bei Unab-h ngigkeits- und H llprinzip(s.

9 Hoischen S. 190) MAufgabenstellung: Passf higkeit zweier Bauteile soll sichergestellt werdenFakult t f r Maschinenbau Vorlesung KonstruktionUnabh Maximum Material BedingungBeispiel eines Stiftbolzens bei Tolerierung nach dem Unabh ngigkeitsprinzipa) Konstruktionsskizze b) Maximum-Material-Ma (MMS)Extremfall : 15,000 + 0,010(Formabw.) = 15,010 (ben tigte H lle)Ohne MMS Ausschuss : 14,990 + 0,015 (Formabw.) = 15,005 (ben tigte H lle)und ist auch funktionsf higFakult t f r Maschinenbau Vorlesung Maximum Material - Bedingung Maximum Material - Bedingung:Durch Angabe von ist es m glich, die beim Istzustand geringeren Ma toleranzen den Formabweichungen bzw. umgekehrt zuzuschlagen und damit vorgegebene Ma toleranzen zu werden funktionsgerechte Ausschuss -Teile zu Gutteilen MFakult t f r Maschinenbau Vorlesung Konstruktion4.

10 Angabe von Form- und Lagetoleranzen4. Angabe von Form- und LagetoleranzenGliederung2. Form- und Lagetoleranzen3. Tolerierungsgrunds H Unabh Wahl Tolerierungsgrundsatz Maximum Material Bedingung1. Zweck der ToleranzfestlegungFakult t f r Maschinenbau Vorlesung Konstruktion4. Angabe von Form- und Allgemeintoleranzen f r Form und LageAngabe bedeutet:Wie bei der Allgemeintoleranz f r Ma e gelten dann Mindestan-forderungen an Form und Lage f r alle Formelemente (Ausnahmen s. Hoischen)Zeichnungsangabe:im SchriftfeldAllgemeintoleranz ISO 2768-mK(s. Hoischen S. 168)Fakult t f r Maschinenbau Vorlesung KonstruktionToleranzrahmenBezeichnung des BezugesToleranzzone mit Toleranzwert in mm ( 0,05) ( f r kreis- bzw. zylinderf rmige Toleranzzone) Symbol f r die zu tolerierende EigenschaftBezugslinie rechtwinklig auf Oberfl cheBezugspfeilToleriertes FormelementBezugsrahmenBezugsbuchstabeBe zugslinie rechtwinklig auf Oberfl Angabe der Form- und Lagetoleranz am FormelementFakult t f r Maschinenbau Vorlesung Konstruktion Bez ge (Hoischen S.)