Toleranzen und Passungen Inhalt

Toleranzen und Passungen
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Ziele von Toleranzen und Passungen
Grundbegriffe
Allgemeintoleranz
Gussrohteile
Einhaltung von Toleranzen
ISO-Toleranz-System
Passtabelle in Zeichnung
Passungen
Inhalt
400
203
500
400
Ziele
Schreibtisch
400
203
500
400
Ziele
Möbelhaus Sägmeier
Neu !!!
200x100 cm
Bett
Restposten
77 Euro
Ziele
Bett
?
Schreibtisch
400
203
500
400
Ziele
• je genauer, desto teurer !
• Funktion erfüllt ?
• Zusammenspiel mit anderen Teilen erfüllt ?
• Austauschbarkeit ?
⇒Toleranzen:
So groß wie möglich
- so fein wie nötig
Grundbegriffe 1
Beispiel 1:
+0,011
50 -0,005
Toleranzangaben zukünftig die
gleiche Schriftgröße wie das
Nennmaß
Grundbegriffe 2
Beispiel 1:
+0,011
O50 -0,005
+0,011
50 -0,005
Grundbegriffe 2
Beispiel 1:
Nennmaß N:
50 mm
Oberes Abmaß Ao: 0,011 mm
Unteres Abmaß Au: -0,005 mm
+0,011
50 -0,005
Go
Ao
T
Au
N
Höchstmaß Go:
Mindestmaß Gu:
50,011 mm
49,995 mm
=> Maß-Toleranz T:
T=Go-Gu=Ao-Au:
0,016 mm
=>
Gu
Das Ist-Maß I muß zwischen den
Grenzmaßen Go,Gu liegen
N: Nennmaß
A: Abmaß
G: Grenzmaß
T: Maß-Toleranz
I: Ist-Maß
Grundbegriffe 2
Beispiel 2:
Nennmaß N:
50 mm
Oberes Abmaß Ao: 0,033 mm
Unteres Abmaß Au: 0,017 mm
+0,033
50 +0,017
T
Go Ao
Nulllinie
N
N: Nennmaß
Au
Gu
A: Abmaß
=> Höchstmaß Go:
Mindestmaß Gu:
50,033 mm
50,017 mm
=> Maß-Toleranz T:
T=Go-Gu=Ao-Au:
0,016 mm
Das Toleranzfeld kann auch oberoder unterhalb der Nulllinie liegen
G: Grenzmaß
T: Maß-Toleranz
I: Ist-Maß
Grundbegriffe 3
• Ein toleriertes Maß kann auch über Allgemeintoleranzen
definiert sein
• DIN ISO 2768 T1 für Längen- und Winkelmaße
• Angabe im Schriftfeld
• gilt dann für alle Maße, sofern in Zeichnung nicht toleriert
O50
ja
nein O50+- 0,2
Allgemeintoleranz
ISO 2768-m
Allgemein-Toleranz
• Ein toleriertes Maß kann auch über Allgemeintoleranzen
definiert sein
• DIN ISO 2768 T1 für Längen- und Winkelmaße
• Angabe im Schriftfeld
• gilt dann für alle Maße, sofern in Zeichnung nicht toleriert
• 4 Toleranzklassen f, m, c, v
• Werte der Allgemeintoleranz => Hoischen S.167 Tab. 1
• Angabe des 2. Buchstaben betrifft Form- u. Lagetoleranz
(nächste Vorlesung)
Allgemeintoleranz
ISO 2768-mK
Allgemein-Toleranz
• Gussrohteile haben eine eigene Allgemeintoleranz (CT)
• DIN 1680 T1 und T2 => Hoischen S.170 Tab. 1
• Gussrohteile brauchen Bearbeitungszugaben (RMA)
• DIN ISO 8062 => Hoischen S.170 Tab. 2
• Angabe im Schriftfeld z.B.
Gusstoleranz
ISO 8062 - CT 12 - RMA F
Gussrohteile
• Vorgegebene Maße müssen kontrollierbar sein
z.B. Außendurchmesser mit Bügelmeßschraube
Einhaltung von Toleranzen 1
• Vorgegebene Maße müssen kontrollierbar sein
• z.B. Außendurchmesser mit Bügelmeßschraube
• Ist-Maß ablesen und mit Zeichnungsangabe vergleichen
• absolut genaue Fertigung nicht möglich, bei geringen
Toleranzen hohe Kosten (Werkzeugverschleiß etc.)
⇒ Toleranzfeld erforderlich
⇒ genaues Maß nicht entscheidend, nur Einhalten des
Toleranzfeldes
• Teil ist
gut
<-> schlecht
?
Teil ist
in Toleranz <-> außer Toleranz
⇒ Prüfen mit Grenzlehre (Grenzrachenlehre/ Grenzlehrdorn)
Einhaltung von Toleranzen 1
• Grenzlehre enthält Höchstmaß und Mindestmaß
• passt Teil nicht durch Höchstmaßseite oder fällt
durch Mindestmaßseite => schlecht, sonst gut
Grenzrachenlehre
Grenzlehrdorn
•
•
•
einfacher
sicherer
schneller
Einhaltung von Toleranzen 2
• Grenzlehre sehr teuer => Großserie
• Großserie => möglichst wenige Toleranzfelder
• auch bei Anschlussmaßen von Zukaufteilen
möglichst nur 1 Toleranzfeld (z.B. Wälzlager)
DIN ISO 286
• einheitliche Toleranzen gestuft nach funktionalen und
wirtschaftlichen Gesichtspunkten
⇒ Tabellen im Aufgaben-Skript (beide letzte Seiten)
= Roloff/Matek Tabellenbuch Tab. 2-1 u. 2-2
Einhaltung von Toleranzen 3
Aufbau der Kurzzeichen
N Buchstabe Zahl
z.B. 50 H 7
• Nennmaß N = Nulllinie
• Buchstabe = Welle / Bohrung (klein / groß)
Abmaß A zu Nennmaß N abh. vom Nennmaß
Tab. 2-2, 2-3
=> Konstruktions-bestimmt
• Zahl: Grundtoleranz T in 20 Stufen 01-18
IT“Zahl“ = Grundtoleranzgrade (Tab. 2-1)
IT: Abkürzung für „Internationale Toleranz“
Breite des Toleranzfeldes
=> Fertigungs-bestimmt
N: Nennmaß
A: Abmaß
G: Grenzmaß
T: Maß-Toleranz
I: Ist-Maß
ISO-Toleranz-System 1
• bestehend aus Nennmaß, 1 Buchstaben und 1 Zahl
z.B
50j6
50H7
• Nennmaß N
50 mm
• Kleiner Buchstabe => Welle
• Nennmaß N
50 mm
• Großer Buchstabe => Bohrung
Buchstabe:
Lage zu Nennmaß
Au bzw. Ao
Buchstabe:
Lage zu Nennmaß
Au bzw. Ao
j
Au = -5µm
Au
Au
N
N: Nennmaß
A: Abmaß
H
Au = 0µm
N
G: Grenzmaß
T: Maß-Toleranz
I: Ist-Maß
ISO-Toleranz-System 2
• bestehend aus Nennmaß, 1 Buchstaben und 1 Zahl
z.B
50j6
N: Nennmaß
A: Abmaß
G: Grenzmaß
T: Maß-Toleranz
I: Ist-Maß
ISO-Toleranz-System 2
• bestehend aus Nennmaß, 1 Buchstaben und 1 Zahl
z.B
50H7
N: Nennmaß
A: Abmaß
G: Grenzmaß
T: Maß-Toleranz
I: Ist-Maß
ISO-Toleranz-System 2
• bestehend aus Nennmaß, 1 Buchstaben und 1 Zahl
z.B
50j6
50H7
• Nennmaß
50 mm
• Kleiner Buchstabe => Welle
Lage zu Nennmaß Au = -5µm
• Nennmaß
50 mm
• Großer Buchstabe => Bohrung
Lage zu Nennmaß Au = 0µm
Zahl = Größe des
Toleranzfeldes
Zahl = Größe des
Toleranzfeldes
T = 16µm
T = 25µm
T
T
Au
Au
N
N
N: Nennmaß
A: Abmaß
G: Grenzmaß
T: Maß-Toleranz
I: Ist-Maß
ISO-Toleranz-System 2
• bestehend aus Nennmaß, 1 Buchstaben und 1 Zahl
z.B
50j6
50H7
N: Nennmaß
A: Abmaß
G: Grenzmaß
T: Maß-Toleranz
I: Ist-Maß
ISO-Toleranz-System 2
• bestehend aus Nennmaß, 1 Buchstaben und 1 Zahl
z.B
50j6
50H7
• Nennmaß
50 mm
• Kleiner Buchstabe => Welle
Lage zu Nennmaß Au = -5µm
• Zahl
T = 16µm
• Nennmaß
50 mm
• Großer Buchstabe => Bohrung
Lage zu Nennmaß Au = 0µm
• Zahl
T = 25µm
50 +0,011
50 +0,025
-0,005
0,000
T
T
Au
Au
N
N
N: Nennmaß
A: Abmaß
G: Grenzmaß
T: Maß-Toleranz
I: Ist-Maß
ISO-Toleranz-System 2
Messzeuge
Feinmessgeräte
allgemeiner
Maschinenbau
Spanlose Fertigung
Walzen, Schmieden
ISO-Toleranz-System 3
Übung
Bestimmen Sie die Abmaße für:
65H7
65h6
65p5
65M6
N: Nennmaß
A: Abmaß
G: Grenzmaß
T: Maß-Toleranz
I: Ist-Maß
ISO-Toleranz-System 4
Bestimmen Sie die Abmaße für: 65H7 T=30
Toleranzbreite Tabelle 2-1
N: Nennmaß
A: Abmaß
G: Grenzmaß
T: Maß-Toleranz
I: Ist-Maß
ISO-Toleranz-System 5
Bestimmen Sie die Abmaße für: 65H7 T=30 Au=0
Großer Buchstabe => Bohrung Tabelle 2-3
N: Nennmaß
A: Abmaß
G: Grenzmaß
T: Maß-Toleranz
I: Ist-Maß
ISO-Toleranz-System 5
Bestimmen Sie die Abmaße für: 65h6 T=19
Toleranzbreite Tabelle 2-1
N: Nennmaß
A: Abmaß
G: Grenzmaß
T: Maß-Toleranz
I: Ist-Maß
ISO-Toleranz-System 6
Bestimmen Sie die Abmaße für: 65h6 T=19 Ao=0
Kleiner Buchstabe => Welle Tabelle 2-2
N: Nennmaß
A: Abmaß
G: Grenzmaß
T: Maß-Toleranz
I: Ist-Maß
ISO-Toleranz-System 6
Bestimmen Sie die Abmaße für: 65p5 T=13
Toleranzbreite Tabelle 2-1
N: Nennmaß
A: Abmaß
G: Grenzmaß
T: Maß-Toleranz
I: Ist-Maß
ISO-Toleranz-System 7
Bestimmen Sie die Abmaße für: 65p5 T=13 Au=+32
Kleiner Buchstabe => Welle Tabelle 2-2
N: Nennmaß
A: Abmaß
G: Grenzmaß
T: Maß-Toleranz
I: Ist-Maß
ISO-Toleranz-System 7
Bestimmen Sie die Abmaße für: 65M6 T=19
Toleranzbreite Tabelle 2-1
N: Nennmaß
A: Abmaß
G: Grenzmaß
T: Maß-Toleranz
I: Ist-Maß
ISO-Toleranz-System 8
Bestimmen Sie die Abmaße für: 65M6 T=19 Au=-11+δ
Großer Buchstabe => Bohrung Tabelle 2-3
N: Nennmaß
A: Abmaß
G: Grenzmaß
T: Maß-Toleranz
I: Ist-Maß
ISO-Toleranz-System 8
Bestimmen Sie die Abmaße für: 65M6 T=19 Au=-11+δ
δ aus letzte Spalte von Tab. 2-3
N: Nennmaß
A: Abmaß
δ (ΙΤ6)= 6
G: Grenzmaß
T: Maß-Toleranz
I: Ist-Maß
ISO-Toleranz-System 8
Übung
Bestimmen Sie die Abmaße für:
+0,030
65H7 = 65 0,000 T=30; Au=0; Ao=Au+T=+30
0,000
65h6 = 65 -0,019 T=19; Ao=0; Au=Ao-T=-19
65p5 = 65 +0,045 T=13; Au=+32; Ao=Au+T=+45
+0,032
65M6 = 65 -0,005
T=19; Ao=-11+δ; δ=6; Ao=-5
-0,024
Au=Ao-T=-24
N: Nennmaß
A: Abmaß
G: Grenzmaß
T: Maß-Toleranz
I: Ist-Maß
ISO-Toleranz-System 8
Besonderheiten
• der mittlere Wellen-(Bohrungs)durchmesser steigt, je
weiter hinten (vorn) im Alphabet der Buchstabe steht
• Buchstabe H,h liegt immer an der Nulllinie
• Bei H liegt das Toleranzfeld oberhalb der Nulllinie
• Bei h liegt das Toleranzfeld unterhalb der Nulllinie
• Welle immer eine Toleranzklasse besser als Bohrung,
um günstige Fertigung zu erreichen z.B. H7/f6
ISO-Toleranz-System 9
Übersetzungstafel
Passmaß Höchstmaß Mindestmaß
+0,030
0,000
65 H7
65,030
65,000
0,000
-0,019
65p5 = 65 +0,045
+0,032
65 h6
65,000
64,981
65 p5
65,045
65,032
65M6 = 65 -0,005
-0,024
65M6
64,995
64,976
65H7 = 65
65h6 = 65
Passtabelle in Zeichnung
Welche der tolerierten Teile aus der Übung lassen sich
immer kraftfrei montieren?
Welle
Bohrung
65 H7
(min 65,000)
65 M6
(min 64,976)
65h6 (max 65,000)
65p5 (max 65,045)
ja
nein
nein
nein
Passungen 1
Welche der tolerierten Teile aus der Übung lassen sich
bei günstiger Toleranzlage kraftfrei montieren?
Welle
Bohrung
65 H7
(max 65,030)
65 M6
(max 64,995)
65h6 (min 64,981)
65p5 (min 65,032)
ja
nein
ja
nein
Passungen 2
Begriffe
• Passung = Zusammenspiel zweier tolerierter Teile
• Passung: Die Teile haben das gleiche Nennmaß
• Das Nennmaß N kann ganzzahlig oder dezimal sein
z.B. 32; 15; 8,75; 0,5
• Spiel S = IBohrung – IWelle (immer positiv)
S
Ü
• Übermaß Ü = IWelle – IBohrung (immer positiv)
• Mindestspiel = Gu,Bohrung – Go,Welle (immer positiv)
• Höchstspiel = Go,Bohrung - Gu,Welle (immer positiv)
• Mindestübermaß = Gu,Welle - Go,Bohrung (immer positiv)
• Höchstübermaß = Go,Welle - Gu,Bohrung (immer positiv)
N: Nennmaß
A: Abmaß
G: Grenzmaß
Mindestspiel
Mindestübermaß
T: Maß-Toleranz
Passungen 3
Höchstspiel
Höchstübermaß
I: Ist-Maß
Begriffe
• Spielpassung
Bohrung <-> Welle immer Spiel
• Übermaßpassung
Bohrung <-> Welle immer Übermaß
• Übergangspassung
Bohrung <-> Welle entweder Übermaß
oder Spiel
je nach Ist-Maßen
Ü
Passungen 4
S
Begriffe
• Trotz Stufung nach DIN 208 immer noch weit mehr
Toleranzen als normalerweise nötig
⇒ Welle oder Bohrung auf eine Toleranzlage festgelegt
• System Einheitsbohrung
alle Bohrungen erhalten Toleranzlage H
Passung durch Variation Toleranzlage Welle
Vorteil: Fertigung Bohrung mit wenigen
Einheitswerkzeugen, Welle keine speziellen Werkzeuge
nötig => Lagerhaltung
Passungen Eigenfertigung immer Einheitsbohrung
Passungen 5
• System Einheitswelle
alle Wellen erhalten Toleranzlage h
Passung durch Variation Toleranzlage Bohrung
Vorteil: genormte Wellen (Zukaufteile) können in
größeren Serien hergestellt werden => Kosten
nur bei Zukaufteilen sinnvoll
• Angabe einer Passung in der Zeichnung:
z.B.
50 H7/p6 oder 50
H7
p6
Passungen 6
• Toleranzfelder für Wälzlager
• Wälzlager = Zukaufteile in Großserie
• Innen- wie Außenbohrung mit fester Toleranz (Kosten)
• Eigenkonstruktion muss diesen Toleranzlagen
angepasst werden
Passungen 7
Funktion der Passung von Wälzlager
1. Wälzlager müssen sich fest an der Welle bzw. in der
Bohrung abstützen, sonst reduzierte Lebensdauer
2. Wird ein Wälzlager gleichzeitig axial auf die Welle und
in die Bohrung gepresst, tritt innerer Zwang auf
=> Schäden
Lösung: Je Lager ein Ring verschieblich (lose)
3. Dehnt sich durch Erwärmung z.B. die Welle stärker als
das Gehäuse aus und beide Lager sitzen fest, tritt
innerer Zwang auf => Schäden
Lösung: Mindestens ein Ring eines Lagers verschieblich
Ergebnis: Lagerringe müssen sowohl lose als auch fest
sitzen können
Passungen 8
Bei welchem Ring schadet ein loser Sitz am wenigsten?
Umlaufende Last (Umfangslast) = Welle wandert = fester Sitz
Punktlast = Welle steht = loser Sitz
Passungen 9
•
Loser Sitz nur bei Punktlast
•
Notwendige Wellentoleranz
für festen Sitz
für losen Sitz
h6(5) – r6(5)
f6(5) - j6(5)
•
Notwendige Bohrungstoleranz
für festen Sitz
für losen Sitz
J7(6) –P7(6)
F7(6) - J7(6)
•
Näheres siehe Hoischen S. 184
•
Zu wählen je nach Konstruktion und Lagerart
Passungen 10
Lageraußenring = h
h
Lagerinnenring ≠ H
H
Passungen 11
Ende
Ich hoffe, es hat gepasst
und bedanke mich
für Ihre Aufmerksamkeit