Erläuterung der Blechtoleranzen

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Datum der Veröffentlichung: Dezember 2, 2022

Bei der 3D-Konstruktion von Bauteilen müssen die Konstruktionsmaße der Bauteile in ihrer Gesamtheit und in ihrem Umfang verändert werden können.

Die Konstrukteure von Teilen müssen bei der Konstruktion die Bandbreite der Änderungen von Produktabmessungen berücksichtigen.

Wenn der Bereich der Maßabweichung des Teils nicht angemessen ist, z. B. wenn die Blechtoleranz zu klein ist.

In diesem Fall ist ein präziseres Verfahren zur Herstellung der Teile erforderlich, um die Präzision des Werkstücks zu gewährleisten.

Nur wenige Hersteller verfügen über eine solche Technologie, und die Produktionskosten werden erheblich steigen.

Wenn der Toleranzbereich zu groß ist, kann die Qualität der Teile nicht garantiert werden.

Eine sinnvolle Toleranz ist daher die Berechnung der entsprechenden Schwankungsbreite der Teilegröße.

Was ist Blechtoleranz?

Die Blechtoleranz ist ein Bereich, in dem sich die Konstruktionsmaße von Teilen ändern können.

Der Toleranzbereich ist die obere und untere Grenze der variablen Werkstückabmessungen.

Das Toleranzfeld der Blechtoleranz bezieht sich auf einen Bereich, der durch obere und untere Abweichungen begrenzt ist.

Lose Toleranzen haben ein breiteres Toleranzfeld, während enge Toleranzen Ober- und Untergrenzen in einem kleineren Bereich haben.

Ein enger Toleranzbereich bedeutet auch, dass die Abmessungen des Werkstücks genauer sind.

Warum brauchen wir eine Blechtoleranz?

Bei der Bearbeitung von Werkstücken führen geringfügige Unterschiede bei Metallplatten zu Unterschieden bei den Endprodukten.

Die Dicke, Reinheit, Beschaffenheit, das Alter und die Verarbeitungsmethode der Materialien beeinflussen die Qualität der Blechverarbeitung.

Wenn man einen gewissen Toleranzbereich zulässt, kann das Werkstück besser passen.

Außerdem können die Produktionskosten gesenkt werden, sofern sie in einem angemessenen Rahmen gehalten werden.

Da eine zu genaue Größe eine professionellere Technik und Ausrüstung erfordert, dauert es in der Regel länger, sie fertigzustellen.

Bei der Konstruktion von Teilen hat daher die Verwendung angemessener Toleranzen einen wichtigen Einfluss auf die Größe der Teile.

Relative Definitionen von Toleranzen

In der Blechbearbeitung gibt es viele Formen von Toleranzen. Toleranzen können für die Länge, Breite und Dicke von Teilen verwendet werden.

Toleranzen können für Wandstärken, Biegungen, Rundungen, Senkungen, Säume, Löcher, Schlitze, Kerben, Laschen usw. festgelegt werden.

Die Teile weisen nicht nur Maßtoleranzen auf, sondern auch Unterschiede zwischen der tatsächlichen Form oder gegenseitigen Lage der Punkte, Linien und Flächen, aus denen die Teile bestehen, und der Form und gegenseitigen Lage der idealen Geometrie.

Dieser Unterschied in der Form wird als Formtoleranz bezeichnet, und der Unterschied in der gegenseitigen Position wird als Positionstoleranz bezeichnet, was zusammenfassend als Toleranz von Form und Lage.

Bemessungstoleranz: Kurz als Toleranz bezeichnet, bezieht sie sich auf den absoluten Wert der Differenz zwischen dem maximalen und dem minimalen Grenzmaß.

Oder die Differenz zwischen der oberen Abweichung und der unteren Abweichung. Sie ist die zulässige Abweichung der Größe.

Positionstoleranz: bezieht sich auf die Gesamtabweichung, die durch die Position des zugehörigen tatsächlichen Merkmals zum Bezugspunkt erlaubt ist.

Die Positionstoleranz ist ein Fehler, der die geometrische Beziehung zwischen dem gemessenen Merkmal und dem Bezugsmerkmal begrenzt.

Entsprechend ihrer unterschiedlichen geometrischen Beziehungen kann die Positionstoleranz in Orientierungstoleranz, Positionierungstoleranz und Rundlauftoleranz unterteilt werden.

Toleranzklassen: bezieht sich auf die Güteklassen, die die Genauigkeit der Abmessungen bestimmen.

Die internationale Norm ist in 18 Klassen unterteilt.

Je größer die zulässige Schwankungsbreite (Toleranzwert) der Größe ist, desto geringer ist die Verarbeitungsschwierigkeit.

IT01 bis IT4 - für die Herstellung von Lehren, Grenzlehrdornen und Messgeräten.

IT5 bis IT7 - für Passungen in der Feinmechanik, IT8 bis IT11 - für allgemeine Bearbeitungen.

IT12 bis IT14 - für Blechbearbeitung oder Stanzen, IT15 bis IT16 - für Gießen, allgemeines Schneiden, usw.

IT17 bis IT18 - für Toleranzen beim Kunststoffspritzguss, allgemeine Umrissmaße von chirurgischen Instrumenten, Kaltbearbeitung und Schweißmaße.

Toleranz-Symbol: Die Maßtoleranz ist ein absoluter Wert ohne Vorzeichen.

Grenzabweichung=Grenzmaß - Grundmaß, obere Abweichung=maximales Grenzmaß - Grundmaß, untere Abweichung=minimales Grenzmaß - Grundmaß.

Wenn die Grundmaße gleich sind, ist die Maßgenauigkeit umso höher, je kleiner die Maßtoleranz ist.

Die Maßtoleranz ist gleich der Differenz zwischen dem maximalen Grenzmaß und dem minimalen Grenzmaß oder gleich der Differenz zwischen der oberen und der unteren Abweichung.

Wie bestimmt man Blechtoleranzen?

Die Teiletoleranz bezieht sich auf die Maße ohne Toleranzangaben bei der Konstruktion und Herstellung von Teilen.

Er bezieht sich auch auf die Maße, die nicht in der Maßkette enthalten sind und keinen direkten Einfluss auf die Passungseigenschaften haben.

Ausgehend von der Definition der Toleranz hat die Bauteiltoleranz einen wichtigen Einfluss auf die Maßhaltigkeit von Teilen in der mechanischen Konstruktion.

Wenn die Teiletoleranz nicht richtig ausgewählt werden kann, ist die Maßkette der Teilekonstruktion unvollständig.

Bei der Toleranzkennzeichnung können für einige Teile mit geringeren Genauigkeitsanforderungen Allgemeintoleranzen verwendet werden.

Bei hohen Genauigkeitsanforderungen sind die Toleranzen in der mechanischen Konstruktion detailliert anzugeben.

Stellen Sie sicher, dass die Teiletoleranz den tatsächlichen Anforderungen entspricht.

Die Funktion eines Teils bestimmt die Größe, Form, Lage und andere Anforderungen an die entsprechenden Elemente.

Die Auswahl der Toleranzklasse sollte die Konstruktions- und Qualitätsanforderungen der Teile gewährleisten.

Die Verarbeitungskosten, die Produktleistung, die Funktion, die Lebensdauer und der Kraftstoffverbrauch sollten ebenfalls berücksichtigt werden.

Umformen oder Biegen+/- 0,508 mm (0,020")
Biegung zum Loch oder Merkmal+/-0,254 mm (0,010")
Durchmesser mit Einsätzen+/-0,0762 mm (0,003")
Angularität+/- 1°
Löcher+/-0,127 mm (0,005")
Von Kante zu Kante±0,127 mm (0,005")
Kante zu Loch±0,127 mm (0,005")
Von Loch zu Loch±0,127 mm (0,005")
Bohrung zur Hardware±0,254 mm (0,010")
Kante zu Hardware±0,254 mm (0,010")
Hardware zu Hardware±0,381 mm (0,015")
Biegung zum Loch±0,381 mm (0,015")
Biegung zur Hardware±0,381 mm (0,015")
Biegen bis zum Rand±0,254 mm (0,010")
Biegen um zu biegen±0,381 mm (0,015")
TOLERANZRICHTLINIEN

Wie führt man eine Toleranzanalyse durch?

Die Methoden der Toleranzanalyse sind hauptsächlich eindimensional und dreidimensional.

Bei der eindimensionalen Methode muss keine Software gekauft werden, so dass die Kosten niedrig sind, während die dreidimensionale Methode mehr kostet.

Auch für die eindimensionale Toleranzanalyse gibt es zwei verschiedene Methoden, zum einen die Worst-Case-Methode und zum anderen die Root-Mean-Square-Methode (RSS).

Die zweite Methode gehört zur Kategorie der statistischen Methoden, während die Grenzwertmethode relativ einfach ist.

Obere Abmessungsgrenze USL: 10.2+10.2+10.2+10.2+10.2=51

Untere Abmessungsgrenze: 9.8+9.8+9.8+9.8+9.8=49, so dass die Schwankungsbreite der Abmessung D 49~51 beträgt

Die Grenzwertmethode ist die direkte Akkumulation der einzelnen Größengrenzen, während die statistische Methode die Wahrscheinlichkeit jeder Größe berücksichtigt, um die Wahrscheinlichkeit jeder Größe nach der Akkumulation zu berechnen.

Wenn wir die Wahrscheinlichkeitsmethode zur Analyse verwenden wollen, müssen wir die jeweilige Wahrscheinlichkeit für jede Dimension kennen.

Es folgt die Verteilungswahrscheinlichkeit der Dimension A. Wenn es sich um einen stabilen Prozess handelt, dann sollte es eine Normalverteilung sein.

Dann müssen wir die Gesamtverteilung kennen, und wir müssen die beiden Parameter der Normalverteilung kennen, den Mittelwert und die Standardabweichung.

Die Standardabweichung beschreibt den diskreten Zustand einer Verteilung. Sie ist ein Maß für die durchschnittliche Streuung einer Gruppe von Daten.

Die Standardabweichung ist groß, was bedeutet, dass zwischen den meisten Werten und dem Durchschnittswert ein großer Unterschied besteht.

Die geringe Standardabweichung bedeutet, dass der Unterschied zwischen den meisten Werten und dem Durchschnitt gering ist.

Nachdem wir den Mittelwert und die Standardabweichung kennen, können wir die Verteilung dieser Dimension sehen.

Wie aus der obigen Abbildung hervorgeht, liegt der Mittelwert bei 10 und die Standardabweichung bei 0,067.

Wenn zwei Dimensionen akkumuliert werden, der Mittelwert gleich ist und die Standardabweichung unterschiedlich ist, dann ist die kumulative Verteilung völlig unterschiedlich.

Die Ergebnisse werden anders ausfallen, wenn der Verteilungszustand der Dimensionsfluktuation unterschiedlich ist.

Die ursprüngliche Definition der Toleranz ist die der Grenzwertdefinition, die eine Verteilung nicht gut beschreiben kann.

Zur Beschreibung einer Verteilung sind zwei Parameter erforderlich: Mittelwert und Standardabweichung.

Um sich mit der ursprünglichen Intervalltoleranz zu verbinden, muss ein weiterer Parameter - CPK - eingeführt werden.

Um die Beschreibung zu vereinfachen, gehen wir davon aus, dass sich der Mittelpunkt nicht verschiebt, CP=CPK.

Wie in der Abbildung unten dargestellt, kann man mit einem Toleranzbereich und CP die Standardabweichung ermitteln. Fügt man den Mittelwert hinzu, kann die Normalverteilung bestimmt werden.

Die folgende Tabelle zeigt den Sigma-Wert für CP (CPK). CP (CPK) 2 bedeutet 6 Sigmas, und CP (CPK) 1,67 bedeutet 5 Sigmas.

Wenn wir CP (CPK) kennen, können wir den Sigma-Wert ermitteln und kennen die Normalverteilung.

Daher sollten bei der Toleranzanalyse der Mittelwert, der Toleranzbereich und der CP (CPK) bekannt sein.

Wenn wir die Verteilung aller Dimensionen in der Dimensionskette kennen, müssen wir die Verteilung der Gesamtvariation berechnen.

Wir benötigen die Berechnungsformel von RSS (Root Sum Square), d. h. das Quadrat der Standardabweichung der Normalverteilung der Gesamtstandardabweichung ist gleich der Quadratsumme der Standardabweichung jeder Unterverteilung.

Daher ist die Standardabweichung jedes Maßes gleich dem Sigma-Niveau, das der Toleranz/CP entspricht, wie in der nachstehenden Abbildung dargestellt σ drückt die Standardabweichung aus.

σ²= (Toleranz/Prozess-Sigma) ²

Die Stapelung verschiedener σ² ist die Gesamtverteilung der Gesamtstandardabweichung σ²

Schließlich kann eine Excel-Vorlage verwendet werden, um den Analyseprozess zu implementieren.

Tragen Sie die relevanten Parameter der einzelnen Dimensionen in die Tabelle in der Vorlage ein, um die Stapelergebnisse der Gesamtstandardabweichung zu erhalten.

Schlussfolgerung

In diesem Blog werden die Grundkenntnisse der Blechtoleranz und die Durchführung von Toleranzanalysen vorgestellt.

Die Konstruktion von Teilen wird immer komplexer, und dementsprechend werden auch die Toleranzen immer enger.

Um die Blechtoleranz bei der Konstruktion von Teilen zu erreichen, müssen die Hersteller präzise Maschinen für die Produktion einsetzen.

ADH verfügt über 20 Jahre Erfahrung in der Herstellung von Blechbearbeitungsmaschinen.

Unsere Produkte umfassen Abkantpressen, Schermaschinen, Faserlaserschneidmaschinen, usw.

Wenn Sie eine Blechbearbeitungsmaschine kaufen müssen, können Sie Kontakt zu unseren Produktexperten um detaillierte Informationen zu erhalten.

FAQs

Was ist eine Ebenheitstoleranz für Bleche?

Die Ebenheit ist ein Konzept der Formtoleranz. Das Symbol für die Ebenheit ist ein Kreis (○), ein Index, der die Abweichung des tatsächlichen Kreises vom idealen Kreis begrenzt.

Es handelt sich um eine Anforderung für eine kreisförmige Kontur von Teilen mit zylindrischen Oberflächen (einschließlich konischer Oberflächen und kugelförmiger Oberflächen) innerhalb eines Normalschnitts (einer Ebene senkrecht zur Achse).

Was ist eine Standardtoleranz für Bleche?

Eine Standardtoleranz ist eine in einer internationalen Norm aufgeführte Toleranz zur Bestimmung der Größe der Toleranzzone.

Die Standardtoleranz ist in Toleranzklassen, Toleranzeinheiten und Grundmaße unterteilt.

Im Allgemeinen werden die Standardtoleranzen in 18 Klassen eingeteilt.

Für Teile mit einer bestimmten Größe gilt: Je höher das Standardtoleranzniveau, desto kleiner ist der Standardtoleranzwert und desto höher ist die Genauigkeit der Größe.

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