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UNIVERSITÄT SIEGEN Technische Darstellung 1 H O R S T FB 11 MASCHINENTECHNIKINSTITUT FÜR KONSTRUKTION
Form- und Lagetolerierung TD1-08.01.2
Technische Zeichnungen DIN ISO 1101: Form- und Lagetolerierung (Auszug)
Form-, Richtungs-, Orts- und Lauftoleranzen Allgemeines, Definitionen, Symbole, Zeichnungseintragungen
1.0 Anwendungsbereich und Zweck
Werkstücke setzen sich aus einzelnen geometrischen Elementen wie Zylindern und Ebenen zusammen. Fertigungstechnisch ist es nicht möglich, diese Elemente ohne Abweichungen herzustellen. Da man aber die Funktion der Werkstücke gewährleisten muss, ist man gezwungen, die Abweichungen von der Idealform sowie die Lageabweichung der Einzelelemente zueinander in bestimmten Grenzen zu halten. Dafür wurden die Form- und Lagetoleranzen geschaffen und mit international verständlichen Symbolen benannt. Form- und Lagetoleranzen sind allerdings nur erforderlich, wenn die Maßtoleranzen allein die Funktion nicht gewährleisten können. Formtoleranzen begrenzen die Abweichung eines Elementes von seiner geometrisch idealen Form in Bezug auf die Geradheit ihrer Achsen, die Ebenheit ihrer Flächen, die Rundheit der Umlauflinien ihrer Oberflächen und die Exaktheit ihrer Form (Zylinderform, Linienform). Lagetoleranzen (Richtungs-, Orts- und Lauftoleranzen) begrenzen die Abweichungen von der geometrisch idealen Lage zweier oder mehrerer Werkstückelemente zueinander. Dabei bestimmen z.B. Richtungstoleranzen, welche Abweichungen von der Parallelität zweier Flächen eines Werkstückes erlaubt sind. Ortstoleranzen legen z.B. fest, wie genau eine Bohrungsachse von zwei Bezugsflächen entfernt sein darf. Lauftoleranzen schreiben vor, welche Rundlaufabweichungen bei einer Welle eingehalten werden müssen, wenn sie um eine Bezugsachse gedreht wird.
1.1 Toleranzrahmen
Toleranzanforderungen bezüglich der Form- und Lagetoleranzen werden in einem rechteckigen Rahmen angegeben, der in mehrere Kästchen unterteilt ist. Von links nach rechts enthalten diese Kästchen folgende Inhalte (siehe Bild 1, 2, 3 und 4): • das Symbol für die tolerierte Eigenschaft (Tabelle 1) • den Toleranzwert in derselben Einheit wie die der Längenmaße. Diesem Wert wird bei kreis-
oder zylinderförmigen Toleranzzonen ein Ø-Zeichen vorangesetzt (Tabelle 2), • falls zutreffend, den oder die Bezugsbuchstaben (Tabelle 2).
Beispiele:
Bild 1 Bild 2 Bild 3
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Form- und Lagetolerierung TD1-08.02.2
Technische Zeichnungen DIN ISO 1101: Form- und Lagetolerierung (Auszug)
Form-, Richtungs-, Orts- und Lauftoleranzen Allgemeines, Definitionen, Symbole, Zeichnungseintragungen
Bild 4 Wortangaben zur Toleranz, wie z.B. „6 Löcher“, „4 Flächen“ oder „6 x“ sollen über dem Toleranzrahmen eingetragen werden. Weitere Angaben sind in der Nähe des Toleranzrahmens einzutragen (siehe Punkt 1.3). Sofern es nötig ist, mehr als eine Toleranzeigenschaft für ein Element festzulegen, sollen die Toleranzangaben in Toleranzrahmen untereinander gesetzt werden. Tabelle 1: Symbole für tolerierte Eigenschaften
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Form- und Lagetolerierung TD1-08.03.2
Technische Zeichnungen DIN ISO 1101: Form- und Lagetolerierung (Auszug)
Form-, Richtungs-, Orts- und Lauftoleranzen Allgemeines, Definitionen, Symbole, Zeichnungseintragungen
1.2 Tolerierte Elemente
Der Toleranzrahmen wird mit dem tolerierten Element durch eine Bezugslinie mit Bezugspfeil verbunden, und zwar folgendermaßen: • Der Bezugspfeil wird auf die Konturlinie des Elementes oder einer Maßhilfslinie gesetzt,
wenn sich die Toleranz auf die Linie oder die Fläche selbst bezieht (Bild 5); dabei muss der Bezugspfeil deutlich seitlich versetzt von der Maßlinie angebracht werden.
• Bezugspfeil und Bezugslinie werden als Verlängerung einer Maßlinie gezeichnet, wenn sich die Toleranz auf die Achse oder Mittelebene des so bemaßten Elementes bezieht (Bild 6).
• Bezieht sich die Toleranzangabe auf alle durch die Mittellinie dargestellten Achsen oder Mittelebenen gemeinsam, dann steht der Bezugspfeil auf dieser Mittellinie (Bild 7).
Bild 5 Bild 6 Bild 7
1.3 Theoretisch genaue Maße (siehe DIN ISO 5458)
Sind Positions-, Profil- oder Neigungstoleranzen für ein Element vorgeschrieben, so dürfen die Maße, die die theoretisch genaue Lage bzw. das theoretisch genaue Profil oder den theoretisch genauen Winkel bestimmen, nicht toleriert werden. Diese Maße werden in einen rechteckigen Rahmen gesetzt, z.B. 20 . Die entsprechenden Istmaße des Teiles unterliegen nur der im Toleranzrahmen angegebenen Positions-, Profil- oder Neigungstoleranz.
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Form- und Lagetolerierung TD1-08.04.2
Technische Zeichnungen Beiblatt 1 zu DIN ISO 1101: Form- und Lagetolerierung (Auszug)
Tolerierte Eigenschaften und Symbole Zeichnungseintragungen, Kurzfassung
Tabelle 2 Maße in mm
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Form- und Lagetolerierung TD1-08.05.2
Technische Zeichnungen Beiblatt 1 zu DIN ISO 1101: Form- und Lagetolerierung (Auszug)
Tolerierte Eigenschaften und Symbole Zeichnungseintragungen, Kurzfassung
Fortsetzung Tabelle 2
Maße in mm
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Form- und Lagetolerierung TD1-08.06.2
DIN ISO 2768 Teil 2: Allgemeintoleranzen (Auszug) Toleranzen für Form und Lage ohne einzelne Toleranzeintragung
Für Formelemente anwendbar, die durch Spanen gefertigt wurden. Tabelle 1. Allgemeintoleranzen für Geradheit und Ebenheit Werte in mm
Toleranzklasse Allgemeintoleranzen für Geradheit und Ebenheit für Nennmaßbereiche
bis 10 über 10 bis 30 über 30 bis 100 über 100 bis 300 über 300 bis 1000 über 1000 bis 3000
H 0,02 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4
K 0,05 0,1 0,2 0,4 0,6 0,8
L 0,1 0,2 0,4 0,8 1,2 1,6
Tabelle 2. Allgemeintoleranzen für Rechtwinkligkeit Werte in mm
Toleranzklasse Rechtwinkligkeitstoleranzen für Nennmaßbereiche für den kürzeren Winkelschenkel
bis 100 über 100 bis 300 über 300 bis 1000 über 1000 bis 3000
H 0,2 0,3 0,4 0,5
K 0,4 0,6 0,8 1
L 0,6 1 1,5 2
Tabelle 3. Allgemeintoleranzen für Symmetrie Werte in mm
Toleranzklasse Symmetrietoleranzen für Nennmaßbereiche
bis 100 über 100 bis 300 über 300 bis 1000 über 1000 bis 3000
H 0,5 0,5 0,5 0,5
K 0,6 0,6 0,8 1
L 0,6 1 1,5 2
Tabelle 4. Allgemeintoleranzen für Lauf Werte in mm
Toleranzklasse Lauftoleranzen
H 0,1
K 0,2
L 0,5
Notwendiger Hinweis in oder neben dem Schriftfeld, zum Beispiel: ISO 2768 - K
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Form- und Lagetolerierung TD1-08.07.2
Allgemeintoleranzen (DIN ISO 2768)
Zeichnung:
Eintragung in oder neben dem Schriftfeld:
DIN ISO 2768 – mK (Tolerierung: ISO 8015, Unabhängigkeitsprinzip)
Bedeutung:
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Tolerierungsgrundsatz TD1-08.08.2
DIN 7167: Zusammenhang zwischen Maß-, Form- und Parallelitätstoleranzen (Auszug) Hüllbedingung ohne Zeichnungseintragung
Tolerierungsgrundsatz Der Tolerierungsgrundsatz bestimmt den Zusammenhang zwischen Maßtoleranzen (Längen- und Winkeltoleranzen) und den Form- und Lagetoleranzen. 1. Alter Tolerierungsgrundsatz DIN 7167 ( H ü l l p r i n z i p ) Das Hüllprinzip besagt, dass alle Formabweichungen eines Formelementes (z. B. einer Welle) innerhalb einer Hülle, die der geometrisch idealen Form (z. B. eines Zylinders) entspricht, lie-gen müssen. Die Hülle darf an keiner Stelle „durchstoßen“ werden. Außerdem darf an keiner Stelle das Istmaß das Mindestmaß unterschreiten. Der Zylinder mit Höchstmaß wird durch den Gutlehrring verkörpert. Zeichnungseintragung Bedeutung (Tolerierung DIN 7167)
ø20-0,1 ø20,00
ø20,0
ø19,9
ø19,9
Hülle
ø19,9
Bei Bohrungen darf die Oberfläche des Formelementes die geometrisch ideale Form (Zylin-der) mit Mindestmaß nicht unterschreiten (Hüllbedingung). Außerdem darf an keiner Stelle das Istmaß das Höchstmaß überschreiten. Der Zylinder mit Mindestmaß wird durch den Gutlehrdorn verkörpert. Zeichnungseintragung Bedeutung (Tolerierung DIN 7167)
ø20,1
ø20+0,1
0 ø20,0 ø20,0
ø20,1
ø20,1Hülle
Um Missverständnisse zu vermeiden, kann im oder nahe bei dem Schriftfeld „Tolerierung DIN 7167“ eingetragen werden. Dem Vorteil des Verzichts auf Form- und Lagetoleranzeintragun-gen steht der Nachteil des nicht eindeutigen Beschreibens der Funktion gegenüber. Fertigung und Prüfung werden unnötig teuer.
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Tolerierungsgrundsatz TD1-08.09.2
Technische Zeichnungen DIN ISO 8015: Tolerierungsgrundsatz (Auszug)
2. Neuer Tolerierungsgrundsatz DIN ISO 8015 ( U n a b h ä n g i g k e i t s p r i n z i p ) Jede in der Zeichnung angegebene Maß-, Form- und Lagetoleranz muss unabhängig vonein-ander eingehalten werden. Das Längenmaß (z. B. Ø 20) begrenzt nur das örtliche Istmaß (Zweipunktmessung) des Formelementes, keine Aussage über die Formgenauigkeit. Sie muss besonders angegeben werden (siehe Beispiel). Die Form- und Lageabweichungen dürfen ihren Größtwert erreichen. Zeichnungseintragung Bedeutung Tolerierung DIN ISO 8015
4 -0
,1 4
4
ø10 ø10
ø10
-0,2
ø20 -0,2
a=20(ø
23)
Beispiel:
Zeichnungseintragung Bedeutung Tolerierung DIN ISO 8015
ø20 -0,1
ø20,0
ø20,0 0,05
20
0,04
0,050,04
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Technische Zeichnungen DIN ISO 8015: Tolerierungsgrundsatz (Auszug)
2.1 Abhängigkeit von Maß, Form und Lage (DIN ISO 8015) Die gegenseitige Abhängigkeit von Maß, Form und Lage kann durch Angabe in der Zeichnung bestimmt werden, indem man entweder die Hüllbedingung oder das Maximum-Material-Prin-zip festlegt. 2.1.1 Hüllbedingung Die Hüllbedingung kann eingetragen werden
• mit dem Symbol E (Envelope = Hülle) am Formelement, • durch Bezug auf den „alten“ Tolerierungsgrundsatz DIN 7167 und Eintragung
„Tolerierung DIN 7167“. Zeichnungseintragung Bedeutung Tolerierung DIN ISO 8015
ø20 -0,1 ø20,0 ø19,9 ø20,0E
ø19,9 ø20,0
ø20,0ø0,1
Hülle
Hülle
zulässig,Grenzfall
2.1.2 Maximum-Material-Prinzip Das Maximum-Material-Prinzip erlaubt die Überschreitung einer eingetragenen Toleranz in dem Maße, in dem die Toleranz eines in entsprechender Verbindung stehenden anderen Maßes nicht ausgeschöpft wird (siehe DIN ISO 2692). Das Maximum-Material-Prinzip wird in Zeichnungen durch ein M gekennzeichnet. Es gilt für Achsen oder Mittelebenen. Maximum Material Condition = MMC = M . Maximum-Material-Maß: Größtes in der Toleranz liegendes Maß, bei dem das Formelement sein Materialmaximum hat, z. B. Höchstmaß bei einer Welle oder Mindestmaß bei einer Bohrung. Wirksamer Zustand: Er ist die begrenzende Umhüllung geometrisch idealer Form, die sich aus den Zeichnungsangaben für das Formelement ergibt (wirksames Maß = Maximum-Material-Maß ± Form- und Lagetoleranz). Zeichnungseintragung Bedeutung Tolerierung DIN 7167
ø20-0,1 ø20,04 ø20,04
ø0,04 ø0,14
ø20,0 ø19,9
ø0,04
wirksames Maß = 20,0 + 0,04 = 20,04
Hülle Hülle
0M
FB 11 MASCHINENTECHNIKINSTITUT FÜR KONSTRUKTION
Tolerierungsgrundsatz TD1-08.10.2
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Tolerierungsgrundsatz TD1-08.11.2
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Form- und Lagetolerierung TD1-08.12.2
Eintragung von Toleranzen Maßtolerierung - durch Allgemeintoleranzen (DIN ISO 2768 T.1)
Gültigkeit nur für gleiche Abmaße, z. B. ± 0,3 (d. h. ohne einzelne Toleranzangaben in der Zeichnung beim Nennmaß) Hinweis im Schriftfeld: z.B.: Allgemeintoleranzen ISO 2768 - m
- durch Abmaße (DIN ISO 286 T.1)
Bei manchen Anforderungen sind Allgemeintoleranzen nicht einsetzbar. Dann werden zum Nennmaß die entsprechenden Abmaße angegeben.
- durch ISO-System für Grenzmaße und Passungen (DIN ISO 286 T.1)
Toleranzklasse: 40 h 6 Nennmaß Grundabmaß Toleranzgrad
Form- und LagetolerierungNeuer Tolerierungsgrundsatz ISO 8015, Unabhängigkeitsprinzip (internat.) - durch Allgemeintoleranzen (DIN ISO 2768 T.2)
- durch Angaben von Form- und Lagetoleranzen, wenn besondere Anforderungen vorliegen und Allgemeintoleranzen nicht einsetzbar sind
(d. h. ohne einzelne Toleranzangaben in der Zeichnung beim Nennmaß) Hinweis im Schriftfeld: z.B.: Allgemeintoleranzen ISO 2768 – K (ISO 8015)
z. B. Formtoleranzen z. B. Lagetoleranzen
Bezugsbuchstabe
ToleranzwertSymbol der Toleranzart
H i n w e i s : Alter Tolerierungsgrundsatz DIN 7167, Hüllprinzip (national)
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Form- und Lagetoleranzen TD1-08.13.2
1. Zeichnung des Werkstücks
2. Einspannung im Dreibackenfutter (Drehmaschine), hierdurch elastische Verformung des Werkstücks
3. Fertigung des zylindrischen Absatzes durch Längsdrehen
4. Werkstück nach Bearbeitung, elastische Verformung durch das Einspannen bildet sich zurück, zylindrischer Absatz Gleichdick
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Form- und Lagetoleranzen TD1-08.14.2
Zeichnungseintragung Fertigung
(Bohrung geometrisch ideal) Abweichungen von
Bohrungsdurchmesser
(Maßtoleranz)
Oberfläche der Bohrung
Lage der Bohrung
Form der Bohrung
Reale Ausführung der Bohrung
Bemerkung: Abweichungen stark vergrößert dargestellt