Martin Bohn, Klaus Hetsch
Funktionsorientiertes Toleranzdesign
Angewandte Form- und Lagetolerierung im Maschinen-, Fahrzeug- und Gerätebau
Inhalt
6
Abkürzungsverzeichnis
10
Kurzzeichen
12
Vorwort
14
1 Einleitung
16
2 Funktionsorientiertes Toleranzdesign
18
2.1 Entwicklungsprozess
19
2.2 Toleranzkonzept
21
2.3 Prozess zur Festlegung des Toleranzkonzepts
22
3 Anforderungen
24
4 Funktionen
26
4.1 Grundlagen zur Funktion
26
4.2 Funktion klären
29
4.3 Typische Funktionen
31
4.3.1 Optische Funktionen
32
4.3.2 Technische Funktionen
38
4.3.2.1 Abdichtung sicherstellen
39
4.3.2.2 Kinematik sicherstellen
39
4.3.2.3 Positionierung von Bauteilen zueinander sicherstellen
40
4.3.2.4 Anbindungsfunktion
41
4.4 Beispiel zur Ableitung von Funktionen
42
5 Fügefolge und Fertigungsprozess
46
5.1 Fügefolge
46
5.2 Fertigungsprozesse
48
6 Ausrichtung und Aufnahmen
52
7 Bezüge
54
7.1 Begrifflichkeiten
54
7.2 Definition eines Bezugs
56
7.3 Verwendung von Bezugsstellen
60
7.4 Verwendung mehrerer Bezüge
61
7.4.1 Gemeinsamer Bezug
62
7.4.2 Bezugssystem
65
7.5 Vermittlung von Bezügen
69
7.6 Referenzpunktsystem (RPS)
74
7.7 Statisch überbestimmte Bezüge und Bezüge bei elastischen Bauteilen
77
7.8 Einschränkung der Wirkung eines Bezugs
81
7.9 Beispiele von Bezügen
82
7.10 Bezugsstellen vergeben
84
7.10.1 Regeln zur Vergabe von Bezugsstellen
84
7.10.2 Vergabe von Bezugsstellen im Zusammenbau
94
7.10.3 Wechsel von Bezugsstellen
95
8 Toleranzen
98
8.1 Dimensionelle Tolerierung nach DIN EN ISO 14405
100
8.2 Form- und Lagetolerierung nach DIN EN ISO 1101 bzw. DIN EN ISO 5458
105
8.2.1 Symbolik des Toleranzindikators
107
8.2.2 Symbolik des Toleranzpfeils
108
8.2.3 Ergänzende Symbole
109
8.2.4 Formtoleranzen
117
8.2.5 Richtungstoleranzen
126
8.2.6 Ortstoleranzen
133
8.2.7 Lauf
148
8.2.8 Weitere Tolerierungsregeln
149
8.3 Allgemeintoleranzen
150
8.4 Toleranzen vergeben
152
8.5 Toleranzänderungen
153
9 Prozessfähigkeiten und Toleranzen
154
9.1 Prozessfähigkeitskennwerte
154
9.2 Zusammenhang Verteilung, Toleranzen und Prozessfähigkeit
160
10 Analyse des Toleranzkonzepts
162
10.1 Toleranzrechnung
162
10.1.1 Analytische Worst-Case-Rechnung
163
10.1.2 Analytische statistische Rechnung
165
10.1.3 Numerische statistische Rechnung
166
10.1.4 Beurteilung der Rechenverfahren
169
10.1.5 Optimierungsstrategien
171
10.2 Verifikation durch Hardware
172
10.2.1 Grundlagen
173
10.2.2 Aufbau der Analyse
174
10.2.3 Messtechnische Analyse
178
11 Optimierungsstrategien
184
12 Umsetzung des Toleranzkonzepts
188
12.1 Lieferantenvergabe von Einzelteilen bzw. Zusammenbauten
189
12.2 Anlagen- und Prozessplanung
191
12.3 Erstbemusterung
192
12.4 Serienbegleitende Messung
193
12.5 Prozessregelung
193
13 Anhang
198
13.1 Übersicht über die GPS-Normung
198
13.2 Zeichnung und 3D-Datensatz
200
13.3 Theoretisch exakte Dimensionen
204
13.3.1 Analyse der Zeichnung
205
13.4 Anwendungsbeispiel: Toleranzdesign am Beispiel einer Fuge
210
13.5 Anwendungsbeispiel: Toleranzdesign am Beispiel eines zerspanten Gussteils
217
13.6 Tolerierung bei Losgröße 1
227
13.7 Statistik
227
13.7.1 Normalverteilung
228
13.7.2 Standardabweichung
228
13.7.3 Erforderliche Stichprobengröße
230
13.7.4 Verteilungen und Verteilungsadditionen
232
13.8 Begriffsdefinitionen
234
13.9 Literaturverzeichnis
237
Index
240
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