Stackup-Analyse
Einführung
Die Toleranzanalyse ist die einzige Möglichkeit, die zulässige Abweichung zwischen den Merkmalen eines Teils oder zwischen den Teilgrößen in einer Baugruppe zu bestimmen und festzustellen, ob die Teile ihre Maßvorgaben erfüllen werden. Die Analyse ist iterativer Natur und kann von oben nach unten (die Anforderungen der Baugruppe bestimmen die Bauteiltoleranzen) oder von unten nach oben (die Bauteiltoleranz bestimmt das Ziel der Baugruppe) durchgeführt werden. Die gewonnenen Informationen führen zu einem besseren Verständnis der betrachteten Maschine oder Vorrichtung.
Stapelanalyse & Auswertung
Um die hier gezeigte Stapelanalyse durchführen zu können, müssen alle Toleranzarten in die gleichseitige Form umgewandelt werden. Die folgende Abbildung zeigt, wie dies geschieht.
Der Bericht & Skizze
Der Bericht kann so formatiert werden, dass er die Worst-Case- oder die statistische Toleranzabweichung liefert. Worse-Case bestimmt die absolut maximal mögliche Abweichung für einen gewählten Abstand. Statistisch ermittelt die wahrscheinliche oder wahrscheinliche maximal mögliche Abweichung für ein ausgewähltes Maß. Eine einfache Faustregel zur Bestimmung des zu verwendenden Formats ist, dass mit zunehmender Anzahl von Toleranzen im Stapel die Vorteile und die Aussagekraft der Verwendung einer statistischen Analyse zunehmen.
Ein Beispiel für einen Worse-Case-Bericht und eine Skizze ist unten dargestellt. Beachten Sie, wie die Montageverschiebung aufgrund der schwimmenden Verbindungselementvariation berechnet wird (zwei Einträge) und wie wichtig es ist, wie die Richtung der Maßkette die Summierung des Stapels beeinflusst. Feste Verbindungselementvariationen würden nur eine Eingabezeile in der Tabelle erfordern.
Ein Beispiel für einen statistischen Bericht und eine Skizze wird unten gezeigt. Beachten Sie, dass die Wurzel-Summen-Quadrat (RSS) der Toleranz verwendet wird, um die maximale und minimale Größe des Spalts zu bestimmen. Die Worse-Case-Berechnung wurde ebenfalls als Vergleichsmöglichkeit mit einbezogen. Wie Sie sehen können, zeigt sie ein mögliches Übermaß von 3,7 mm bei der Montage.
Es ist wichtig zu beachten, dass diese Berechnungen nur für Teile und Baugruppen gelten, die bei 25° C funktionieren. Die thermische Ausdehnung oder Schrumpfung muss berücksichtigt werden, wenn das Gerät extremen Temperaturen ausgesetzt ist.
Im ersten Fall erlaubt die auf das Bezugsmerkmal B angewendete Rechtwinkligkeitstoleranz, dass Teile des Bezugsmerkmals sich neigen und/oder Formfehler relativ zum Bezugspunkt B aufweisen, der perfekt rechtwinklig zum Bezugspunkt A ist. Daher kann der Toleranzanalytiker die Rechtwinkligkeitstoleranz in den Toleranzstapel aufnehmen. Die Rechtwinkligkeitstoleranz erlaubt nur eine Verringerung des Abstands zwischen dem Bezugsmerkmal B und der Nut, daher muss sie von einer negativen Zonenverschiebung begleitet werden. Die Rechtwinkligkeitstoleranz wird als gleichseitige Toleranz von ±0,25 mit einer Zonenverschiebung von 0,25 hinzugefügt, was dem halben Wert der Rechtwinkligkeitstoleranz entspricht. Die Zonenverschiebung wird angezeigt, indem der Wert 0,25 in der Spalte -Dir auf derselben Zeile wie die Spalte ±Tol. platziert wird. Fall zwei ist sehr selbsterklärend.
Formtoleranzen in Toleranzstapeln
Die Lage von Konturelementen ist typischerweise das wichtigste Merkmal von Konturelementen in linearen Toleranzstapeln (TS), weshalb Positions- und Profiltoleranzen häufiger in TS enthalten sind als Formtoleranzen. Das liegt daran, dass TS durchgeführt werden, um einen minimalen oder maximalen Abstand zu finden, und in den meisten Fällen hat die Form oder Gestalt eines Features wenig bis keinen Einfluss auf den untersuchten Abstand.