Einführung in Lage- und Formtoleranzen
Was sind Form- und Lagetoleranzen?
Ein
Konstruktionsmodell ist eine idealisierte Darstellung der Konstruktion eines Teils. Das Konstruktionsmodell selbst definiert jedoch nicht vollständig die Konstruktion. Aufgrund der Mängel in Fertigungsprozessen stimmen physische Teile nie exakt mit dem Konstruktionsmodell überein. Ein wichtiger Aspekt einer Konstruktion ist es, die Menge der Teil-KEs anzugeben, die von der theoretisch exakten Geometrie abweichen dürfen (wie im Konstruktionsmodell definiert).
Form- und Lagetoleranzen, häufig als GD&T (Geometric Dimensioning and Tolerancing) bezeichnet, stellen eine Symbolsprache dar, die zur Konstruktion von
Zeichnungen und
Modellen verwendet wird, um die zulässige Abweichung von der
KE-Geometrie zu definieren. Die Begrifflichkeiten von Form- und Lagetoleranzen umfassen Bemaßungen, Toleranzen, Symbole, Definitionen, Regeln und Konventionen, die für die genaue Kommunikation der Grundanforderungen für die Lage, Ausrichtung, Größe und Form eines KE im Konstruktionsmodell verwendet werden können. Somit sind Form- und Lagetoleranzen eine exakte "Sprache", mit der Konstrukteure genau mitteilen können, was sie im Hinblick auf ihre Konstruktionsmodelle meinen. Produktion kann anhand der Sprache die Konstruktionsabsicht verstehen und Prüfung die Einrichtungsanforderungen bestimmen.
Damit dies für jede Sprache funktioniert, muss GD&T auf einem allgemeinen Standard basieren. ASME und ISO verfügen über Standards zur Anwendung und Verwendung von Form- und Lagetoleranzen. Die ASME-Standards werden in der Regel von Unternehmen in den USA verwendet, während die ISO-Standards in der Regel von Unternehmen in anderen Ländern verwendet. In jeder dieser Organisationen gibt es mehrere Standards, die auf Form- und Lagetoleranzen anwendbar sind. Außerdem werden beide Standards regelmäßig überarbeitet. Jede Version des Standards wird durch das Jahr der Abnahme gekennzeichnet.
GD&T Advisor unterstützt die folgenden Toleranzstandards. (Klicken Sie auf den Standard, um eine Seite mit weiteren Informationen zu den spezifischen Standards aufzurufen, auf die in diesem Regelsatz verwiesen wird).
Allgemeiner Ansatz zum Anwenden von Form- und Lagetoleranzen auf ein Konstruktionsmodell
Ein Konstruktionsmodell besteht aus einer Sammlung von geometrischen Formen, die als
KEs bezeichnet werden. (Eine vollständige Liste der unterstützten KE-Typen finden Sie unter
KE-Beschreibungen.) In einer abgeschlossenen Konstruktion muss die ideale Geometrie jedes KE zusammen mit der zulässigen Abweichung im Hinblick auf seine geometrischen Attribute (z.B. Lage, Ausrichtung, Größe und Form) definiert sein. Es gibt zwei allgemeine Ansätze zum Definieren der zulässigen Abweichung der geometrischen Attribute des KE im Konstruktionsmodell. Form- und Lagetoleranzen kann auf jedes KE basierend auf der Funktionsweise des Teils oder basierend auf der Art der Fertigung des Teils angewendet werden. Im Allgemeinen wird die Anwendung von Form- und Lagetoleranzen basierend auf der Funktionsweise des Teils empfohlen. Der erste Schritt beim Anwenden von Form- und Lagetoleranzen auf ein Konstruktionsmodell besteht darin, ein
Referenzbezugssystem festzulegen. Das erste Referenzbezugssystem, das festgelegt wird, wird als
Haupt-Referenzbezugssystem bezeichnet. In einem funktionalen Ansatz zu Form- und Lagetoleranzen werden die Flächen, die die Lage und Ausrichtung des Teils in der Baugruppe festlegen, in der Regel als
Bezugs-KEs verwendet, um das Haupt-Referenzbezugssystem festzulegen. Es gibt auch zusätzliche Aspekte, die bei der Auswahl von Bezugs-KEs berücksichtigt werden sollten:
• Fertigungsüberlegungen: Sie können die Flächen, die die Ausrichtung und Lage des Teils in dem Bearbeitungsspannelement festlegen, als Bezugs-KEs auswählen.
• Prüfungsüberlegungen: Sie können die Flächen, die die Ausrichtung und Lage des Teils während des Prüfungsvorgangs festlegen, als Bezugs-KEs auswählen.
Sobald Sie das Haupt-Referenzbezugssystem festgelegt haben, können Sie Form- und Lagetoleranzen verwenden, um die Geometrieattribute für jedes KE im Modell in Bezug auf dieses Referenzbezugssystem basierend auf der Funktion einzuschränken. Bei komplexen Teilen ist es notwendig, mehrere Referenzbezugssysteme festzulegen; letztendlich müssen jedoch alle KEs in dem Teil, entweder direkt oder indirekt, auf das Haupt-Referenzbezugssystem eingeschränkt werden. GD&T Advisor bietet Tools zum Definieren von KEs für das Teil, zum Anwenden von Form- und Lagetoleranzen auf diese KEs und anschließend zum Auswerten von KEs und von auf diese angewendeten Form- und Lagetoleranzen, um zu bestimmen, ob alle Geometrieattribute der KEs vollständig eingeschränkt sind.
Neben den Anmerkungen, die direkt für die KEs des Modells gelten, erfordern die Toleranzstandards verschiedene allgemeine Notizen. GD&T Advisor bietet Tools, die Sie bei der Verwaltung dieser Notizen unterstützen. Weitere Informationen finden Sie unter
Eigenschaften und Notizen,
Hinweise zu ASME-Standardreferenzen und
Hinweise zu ISO-Standardreferenzen.