Abbildung 1. Geometrische Bemaßung und Toleranzierung: 2D versus 3D.
Geometrische Bemaßungs- und Toleranzkonzepte sind oft zunächst schwer zu verstehen; Anfänger können es ziemlich schwierig haben, die Grundprinzipien zu verstehen. Einer der Gründe für diese Schwierigkeit ist das Visualisierungsproblem von 3D-Konzepten in der 2D-Dokumentation.
Ziel dieses Blogbeitrags ist es, die Wirkung des MMC-Konzepts (Maximum Material Condition) auf einen Stift (Welle) im 3D-Kontext anhand eines einfachen Beispiels zu analysieren (Abbildung 1). Unser Beispiel repliziert den Fall in der Abbildung 2.15 in der ASME Y14.5-2009-Norm (Seite 33) in einem 3D-Kontext mit viel größeren Toleranzen (und Fehlern), um die Konzepte besser zu visualisieren.
Maximaler Materialzustand (MMC) und geringster Materialzustand (LMC): Einfache Definitionen
MMC ist die Bedingung eines Merkmals, das die maximale Materialmenge, dh das kleinste Loch oder den größten Stift, innerhalb der angegebenen Größengrenzen enthält. LMC ist der Zustand, in dem sich die geringste Materialmenge, das größte Loch oder der kleinste Stift innerhalb der angegebenen Größengrenzen befindet.
Abbildung 2. MMC- und LMC-Konzepte für einen Pin
In unserem Beispiel in der animierten Abbildung 2 können wir beobachten, dass die MMC des Pins 25 mm beträgt, während die LMC 15 mm beträgt.
Warum das MMC-Konzept?
MMC definiert den ungünstigsten Zustand eines Teils, das die Montage zwischen Stift (en) und Loch (en) noch garantiert, da es sich noch innerhalb der vorgeschriebenen Toleranzen befindet. Wenn ein Loch am kleinsten (MMC) und ein Stift am größten (auch MMC) ist, können wir sicher sein, dass wir dieses Teil noch montieren können. Daher wird MMC häufig in Fällen verwendet, in denen Spielanpassungen üblich sind.
Bonustoleranzkonzept
Abbildung 3. Bonus Toleranz erklärt: Wenn die Größe des Pins von MMC in Richtung LMC abweicht, wird eine Bonustoleranz hinzugefügt, die dem Betrag dieser Abweichung entspricht. Die Bonustoleranz entspricht der Differenz zwischen der tatsächlichen Feature-Größe und der MMC des Features. In diesem Fall ist die Toleranz = MMC-LMC= 25-15= 10.
Der Freiraum für die Montage erhöht sich, wenn die tatsächlichen Größen der Paarungsmerkmale kleiner als ihre MMC sind. Wenn der Stift bei weniger als seiner MMC und näher an seinen LMC-Grenzen fertig ist, Der gewonnene Abstand kann als Bonustoleranz für Form oder Position verwendet werden. In unserem Beispiel (Abbildung 3):
Beispiel 1: Stiftdurchmesser bei maximaler Materialbeschaffenheit
- Stiftdurchmesser bei MMC= 25
- Positionstoleranz = 0
- Positionstoleranz bei MMC = 5
Das Konzept der MMC- und Pin-Toleranz wird viel klarer, wenn es in 3D visualisiert wird.
In diesem ersten Video verschiebt sich die Mittelachse des Zylinders, der den Stift bei MMC darstellt, um die Positionstoleranzzone, die als Zylinder mit einem Durchmesser von 5 mm definiert ist.
Beispiel 2: Stiftdurchmesser mindestens Werkstoffbedingung
- Stiftdurchmesser bei LMC= 15
- Bonus Toleranz = Stiftdurchmesser bei MMC – Stiftdurchmesser bei LMC = 25 – 15 = 10
- Positionstoleranz bei LMC = 5 (Toleranz bei MMC) + 10 (Bonustoleranz) = 15
Wir sehen, dass der Stift, wenn er die LMC erreicht hat, eine größere Positionstoleranzzone haben kann.
Im zweiten Video verschiebt sich die Mittelachse des Zylinders, der den Stift bei LMC darstellt, um die Positionstoleranzzone, die als Zylinder mit einem Durchmesser von 15 mm definiert ist. Beachten Sie, dass diesmal die zulässige Toleranzzone bei LMC viel größer ist, da wir eine große Bonustoleranz haben.
Beispiel 3: Stiftdurchmesser irgendwo in der Mitte
Was würde passieren, wenn der Stift einen Durchmesser irgendwo zwischen LMC und MMC hätte?
- Stiftdurchmesser = 20
- Bonus Toleranz = Stiftdurchmesser bei MMC – Stiftdurchmesser = 25 – 20 = 5
- Position toleranz = 5 (Toleranz bei MMC) + 5 (Bonus Toleranz) = 10
Im dritten Video verschiebt sich die Mittelachse des Zylinders, der den Stift in einem beliebigen Maß darstellt, um die Positionstoleranzzone, die als Zylinder mit einem Durchmesser von 10 mm definiert ist. (In unserem Beispiel ist der Stiftdurchmesser nominal, dies muss jedoch nicht unbedingt der Fall sein.)