Toleranzen für mechanische Komponenten: Alles, was Sie wissen müssen
What are Tolerances for Mechanical Components?
Die Toleranz gibt die Ober- und Untergrenzen zulässiger Werte für Fehler an, die während des Fertigungsprozesses nicht vermieden werden können.
Wenn man zum Beispiel versucht, einen 50-mm-Zylinder in Prozessen wie dem Schneiden zu bearbeiten, ist die Herstellung von genau 50 mm unpraktisch. Faktoren wie temperaturbedingte Materialausdehnung, Maschinenausdehnung und Schwankungen bei der Materialfixierung führen dazu, dass die Maschinen bei der Fertigung nur geringfügige Fehler aufweisen. Daher kann man zwar „50 mm“ anstreben, aber genau 50 mm zu erreichen, ist äußerst schwierig.
Daher wird in den Konstruktions- und Bearbeitungszeichnungen der zulässige Fehlerbereich als Toleranz angegeben, die für alle Abmessungen eines mechanischen Bauteils festgelegt werden kann.
Unterschiedliche Arten von Toleranzen:
Allgemeintoleranz
Hierbei handelt es sich um eine Toleranz, die kollektiv auf einzelne Maße angewendet wird. Die Allgemeintoleranz, auch als Standardtoleranz bekannt, stellt einen zulässigen Fehlerbereich dar, der auf Faktoren wie Bearbeitungsmethoden und Materialgröße beruht. Bei der Allgemeintoleranz gibt es Bearbeitungsstandards, so dass die Konstrukteure vermeiden können, spezifische Werte für ihr Modell festzulegen.
Maßtoleranz
Geometrische Toleranz
Die geometrische Toleranz wird verwendet, um den Fehlerbereich zu definieren, der nicht allein durch die Abmessungen bestimmt werden kann. Sie wird z. B. verwendet, wenn Sie den Fehlerbereich für die Position von zwei Bohrungsmitten angeben müssen. Sie wird in der Zeichnung zusammen mit den Maßen angegeben.
Übermaßtoleranz
Das Verhältnis zwischen Toleranzen und Herstellungskosten
Bei der Montage von Maschinenteilen ist in manchen Fällen ein höheres Maß an Präzision erforderlich, um sicherzustellen, dass die Teile reibungslos zusammenpassen. Eine solche Präzision kann nicht mit allgemeinen Toleranzen erreicht werden. Daher ist es notwendig, Toleranzen für einzelne Maße festzulegen.
Wenn Toleranzen angegeben werden, muss unbedingt geprüft werden, ob die Maße nach der Bearbeitung innerhalb der angegebenen Toleranzen liegen. Außerdem wird die Bearbeitung schwieriger, wenn genauere Toleranzen angegeben werden. Um die gewünschten Abmessungen zu erreichen, müssen nämlich anspruchsvollere Bearbeitungswerkzeuge eingesetzt werden. Folglich führt die Forderung nach einer höheren Genauigkeit der Toleranzen zu höheren Kosten sowohl bei der Bearbeitung als auch bei der Kontrolle. Daher ist bei der Festlegung von Toleranzen sorgfältig zu prüfen, ob die angegebene Toleranz und Präzision wirklich notwendig sind.
Fazit
Toleranzen sind festgelegte Grenzwerte für Fehler, die im Fertigungsprozess nicht vermieden werden können.
Es gibt vier Arten von Toleranzen: Allgemeintoleranz, Maßtoleranz, geometrische Toleranz und Passungstoleranz, die je nach den Bedürfnissen der Konstrukteure auf verschiedene Fälle angewendet werden können.
Die Anwendung von Toleranzen kann zu einem Anstieg der Kosten führen. Andererseits erhöht eine übermäßige Lockerung der Toleranzen das Risiko von Fehlfunktionen. Um ein Gleichgewicht zwischen Produktqualität und Kosten zu erreichen, führt die Festlegung von Toleranzen zu einer perfekten Passform Ihrer Bauteile und hält gleichzeitig die Preise niedrig.
Durch die Beherrschung der Toleranzauslegung und -berechnung können Sie eine Qualitätsverbesserung bei gleichzeitiger Minimierung von Kostensteigerungen und Kostensenkungen bei gleichbleibender Produktqualität erreichen.
