Klasy tolerancji zgodnie z normami ISO 22081 i DIN ISO 2768: Zoptymalizowane wykorzystanie tolerancji ogólnych

Ten artykuł dotyczy tematu ogólnych tolerancji i ich zadań w procesie projektowania.

Tolerancje są istotnym aspektem produkcji części ruchomych mechanicznie, ponieważ zapewniają prawidłową interakcję komponentów. Tolerancje ogólne i ich klasy tolerancji są używane do uproszczenia rysunków.

Norma DIN ISO 2768 określa tolerancje. Wielu projektantów stosuje ogólne tolerancje jako uproszczoną odmianę tolerancji, aby ułatwić proces projektowania.

Jakie są tolerancje w projektowaniu?

Tolerancje w projektowaniu są ogólnie definiowane jako odchylenie wymiaru od jego wartości idealnej. Odchylenie to jest podzielone na klasy tolerancji, które określają skutki odchylenia. Norma DIN ISO 2768 określa, które tolerancje są odpowiednie dla danego zastosowania.

Najważniejsze terminy to:

• Wymiar nominalny
• Wymiar górny (+/-), zwany również wymiarem maksymalnym
• Wymiar dolny (+/-), zwany również wymiarem minimalnym
• Wymiar ograniczenia
• Regulacja: Jest to zależność wymiarowa (rodzaj i sposób) dwóch składników. Na przykład, w jaki sposób łożysko i wał pasują do siebie; jak duży jest „luz” między tymi dwoma komponentami.

Tolerancja z górnym i dolnym wymiarem jest również określana jako granica tolerancji.

W przypadku części obrabianych stosuje się normę DIN ISO 2768, która opisuje następujące cechy:

• dla długości, złamanych krawędzi i średnic
• dla kątów
• dla koncentryczności i bicia osiowego
• dla kształtu i położenia
• dla symetrii
• dla prostopadłości
• dla płaskości i prostości

W przyszłości norma DIN ISO 2768 zostanie zastąpiona nową normą ISO 22081.

Tolerancje zgodnie z ISO 22081

Jako inżynier projektu, dzięki ISO 22081 możnesz uprościć specyfikacje produktu i optymalnie udowodnić zgodność, opisując wszystkie cechy nie związane z funkcją w sposób jasny i kompletny, biorąc pod uwagę szczególne cechy technologii produkcji i fizyki materiałowej. Staranne stosowanie ogólnych tolerancji może pomóc uprościć projektowanie i zapewnić, że wyniki spełniają wymagania.

Inżynierowie projektujący stosujący ISO 22081 muszą zoptymalizować wykorzystanie ogólnych klas tolerancji i ogólnych specyfikacji geometrycznych. Zamiast określać wartości tolerancji, ISO 22081 określa tylko określoną cechę:

• Funkcja dla pozycji
• Funkcja profilu powierzchni
• Funkcja profilu linii
• Funkcja całkowitego bicia i bicia osiowego
• Funkcja prostoliniowości
• Funkcja symetrii
• Funkcja prostopadłości
• Funkcja pozycji i kształtu
• Funkcja płaskości
• Funkcja odległości
• Funkcja równoległości
• Funkcja współosiowości
• Funkcja koncentryczności
• Funkcja dla nachylenia i kąta nachylenia
• Funkcja okrągłości

Użytkownik musi wtedy sam zdecydować, która wartość tolerancji (stała lub zmienna) jest najlepsza do wdrożenia funkcji, a także określić obowiązkowy kompletny układ odniesienia ze wszystkimi tolerowanymi nominalnymi elementami geometrycznymi.

UWAGA: Kompletna i przejrzysta dokumentacja produktu oraz zgodność produktu jest obowiązkowym warunkiem wstępnym do spełnienia rosnącej globalnej współpracy i outsourcingu. Jako inżynier projektu, ważne jest, aby znać klasy tolerancji i ISO 22081, aby optymalnie wykorzystać je do projektowania.

Co należy wziąć pod uwagę podczas korzystania z DIN ISO 22081?

Jeśli jako projektant chcesz zoptymalizować wykorzystanie klas tolerancji i DIN ISO 22081, powinieneś rozważyć następujące kryteria wykluczenia, aby uniknąć niejasności. Tutaj wymieniliśmy najważniejsze wyjątki:

• Norma DIN ISO 22081 nie ma zastosowania do wszystkich integralnych elementów geometrycznych pochodzących z integralnych elementów pomiarowych, które mogą być używane z indywidualnymi specyfikacjami geometrycznymi. Są one definiowane bezpośrednio w dokumentacji technicznej produktu lub pośrednio przez atrybuty CAD w cyfrowym zestawie danych dla definicji produktu.
• Norma DIN ISO 22081 nie ma zastosowania do liniowych elementów zwymiarowanych ani do częściowych obszarów liniowych elementów zwymiarowanych, które podlegają ogólnej specyfikacji wymiaru lub które mają specyfikację wymiaru indywidualnego, która jest określona bezpośrednio w dokumentacji technicznej produktu lub pośrednio przez atrybuty CAD w cyfrowym zestawie danych dla definicji produktu.
• Ważne jest, aby wiedzieć, że ISO 22081 nie ma zastosowania do elementów odniesienia określonych w polu odniesienia wskaźnika tolerancji ogólnej specyfikacji geometrycznej.

Tolerancje zgodnie z normą DIN ISO 22081

Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna (ISO) opracowała normę DIN ISO 22081 dla klas tolerancji w projektowaniu i inżynierii mechanicznej. Norma DIN ISO 22081 obejmuje cztery podstawowe tolerancje: tolerancję dopasowania, tolerancję geometrii, tolerancję wymiarową oraz tolerancję położenia i wyrównania.

Tolerancja dopasowania określa wymiary i dopasowania, których należy przestrzegać podczas instalowania komponentów. Określa również, jak blisko może znajdować się szczelina między częściami.

Tolerancja geometrii określa kształt i rozmiar niektórych komponentów i zapewnia wymaganą dokładność.

Tolerancja wymiarowa dotyczy wymiarów i tolerancji komponentu i jest stosowana w celu zminimalizowania skutków niepożądanych odchyleń podczas wytwarzania komponentów.

Tolerancja położenia i wyrównania reguluje kierunek i położenie, w którym należy zainstalować komponent, aby osiągnąć określoną dokładność.

Czego należy przestrzegać w normie DIN ISO 2768

Nowe międzynarodowe standardy tolerancji ogólnych zostały opublikowane pod koniec 2022 r. Norma DIN ISO 22081 wkrótce zastąpi starą normę DIN ISO 2768.

Stara norma DIN ISO 2768 jest nadal ważna (stan na marzec 2023 r.) i dlatego może być nadal stosowana.

W przypadku nowych konstrukcji zaleca się stosowanie nowej normy DIN ISO 22081.

Jako japoński producent, MISUMI produkuje swoje produkty zgodnie z japońską normą JIS B0401, która jest identyczna z normą ISO 22081.

Wybór odpowiedniej klasy tolerancji i zasady, których należy przestrzegać

Tolerancje ogólne są podzielone na klasy.

Proces projektowania musi uwzględniać następujące czynniki:

• wymagana dokładność dopasowania
• Koszty

WAŻNE: Klasa tolerancji określa również koszt produkcji lub zakupu komponentu. Im niższa tolerancja, tym wyższe koszty

Tolerancje ogólne są podzielone na:

• f (f) drobna – np. inżynieria precyzyjna
• m (m) średnia – np. inżynieria mechaniczna (typowa dokładność obróbki)
• c (c) gruboziarnista – np. odlewy
• v (v) bardzo gruboziarnista - obecnie rzadko używana, ponieważ nowoczesne metody produkcji pozwalają na większą precyzję

W jaki sposób klasy tolerancji i tolerancji są wywoływane i pokazywane na rysunkach inżynierskich?

Blok tytułowy rysunku technicznego określa tolerancję dla całego rysunku za pomocą skrótu. Dokładna specyfikacja jest opisana w normach DIN 406-10 i DIN 406-11.

Na przykład:

• DIN ISO 2768-m (dla średnich)
• Tolerancja ogólna DIN ISO 2768-c (dla gruboziarnistej)

Programy CAD automatycznie wyświetlają ustawienia tolerancji, które nie muszą być wstawiane ręcznie.

Jakie tolerancje należy jeszcze zachować?

DIN ISO 2768 lub ISO 22081 dotyczy części obrabianych.

Inne normy mają zastosowanie do innych procesów produkcyjnych, na przykład:

• DIN 16742 dla części formowanych wtryskowo
• DIN 12020 do produkcji profili aluminiowych
• ISO 20457 dla części plastikowych

Kontrola jakości dla tolerancji i komponentów - jak zapewnić dokładne wyniki

Jako producenci wiemy, jak ważne jest, aby elementy, które projektujemy i produkujemy, spełniały najwyższe standardy jakości. Pomiar tolerancji jest ważnym elementem naszej kontroli jakości.

Dzięki zastosowaniu różnych tolerancji komponent może być wytwarzany w taki sposób, aby spełniał wymagania projektowe.

Jako japoński producent, MISUMI produkuje swoje produkty zgodnie z normą JIS B0401, która jest identyczna z ISO 22081.

MISUMI wykorzystuje szczególnie precyzyjne tolerancje h5/g6 dla wielu komponentów. Aby uzyskać więcej informacji, skorzystaj z naszych tabel tolerancji zgodnie z normami JIS B04011, 2 (1998).

Tabele tolerancji dla wymiarów zgodnie z normą DIN ISO 2768-1

Norma DIN ISO 2768-1 określa tolerancje wymiarowe.

Tabele tolerancji dla kształtu i pozycji zgodnie z normą DIN ISO 2768-2

Norma DIN ISO 2768-2 określa tolerancję kształtu i pozycji.

Oprócz ogólnych tolerancji, w tabelach opcji można dodatkowo ograniczyć tolerancje wałów i chwytów – tutaj.