1. Rajzi jelek Alak- és helyzettűrések Az alak- és helyzettűrésekkel kapcsolatos előírásokat az MSZ EN ISO 1101:2006 Termékek geometriai követelményei (GPS). Geometriai tűrések. Alak-, irány-, helyzet- és mozgótűrések (ISO 1101:2004) szabvány tartalmazza. A felületi érdesség mellett ez a szabvány bűvöl és változik a legdinamikusabban (1995-ben még csak 34 oldal volt, de 2006-ban 61 oldal lett). Alapvető változás nem történ, csak sokkal több kiegészítő jelölés jelent meg, főként a gyártástechnológia fejlődése miatt. Én a továbbiakban csak a lényegesebb pontokat érintem az érthetőség miatt. Aki speciális jelöléssel találkozik, mindenképpen nézzen utána a hivatalos illetve a vállalati szabványban. Ezek a speciális jelölések egyaránt jelenthetnek könnyebbséget, illetve nehézséget a gyártásra vonatkozólag. A 1. táblázat tartalmazza az alak- és helyzettűrések jelölését, fajta szerinti csoportosításban. 1. táblázat. Alak- és helyzettűrések. Tűrés fajta A tűrés megnevezése Rajzjel Egyenességtűrés t Síklapúságtűrés r Alaktűrés Köralaktűrés e Hengerességtűrés j Adott profil alaktűrése " Adott felület alaktűrése h Párhuzamosságtűrés i Iránytűrések Merőlegességtűrés { Hajlásszögtűrés g Pozíciótűrés l Helyzettűrés Egytengelyűségtűrés a Szimmetriatűrés d Ütéstűrések Radiálisütés-tűrés ^ Teljes radiálisütés tűrése _ Elméletileg pontos méret q Kiegészítő Legnagyobb anyagterjedelem feltétele M rajzjelek Kilépő tűrésmező Q Az alak- és helyzettűrésekek kapcsolatos alapfogalmak: - A valóságos felület a testet határoló, vagyis a test anyagát a környezettől elválasztó felület. - A névleges felület ideális felület, amelynek névleges alakját a rajz vagy egyéb műszaki dokumentáció szabja meg. - A profil a felületnek metszősíkkal vagy valamely metszőfelülettel alkotott metszésvonala. - Az elem gyűjtő fogalom, amelyen az adott feltételeknek megfelelően felület, sík, vagy pont értendő. - A vonatkoztatási hossz a felületeknek vagy a vonalnak az a része, amelyre az elem alak- és helyzettűrése vonatkozik. - Az alaktűrésmező a térnek vagy a síknak az a része, amelyen belül kell elhelyezkednie a vizsgálandó elem (vonatkoztatási hossz határain belül) minden pontjának. Andó Mérnöki Iroda 1 matyi.misi.eu
- A bázis az alkatrész olyan eleme, amely meghatározza a koordináta-rendszernek azt a síkját vagy tengelyét, amelyre vonatkoztatva az alak- vagy a helyzettűrést előírjuk. Az alak- és helyzettűrések alkalmazásához elengedhetetlen, hogy egyértelműen definiáljuk a megengedett eltérést az elméleti felülettől. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy mindig a két legközelebb eső párhuzamos felületelemet keressük, amik két oldalról érinti az adott elemünk valós profilját. A ráfekvő felület a névleges felület alakjával azonos alakú felület, amely a valóságos felülettel érintkezik és a test anyagán kívül úgy helyezkedik el, hogy a vonatkoztatási hossz határain belül közötte és a valóságos felület legtávolabbi pontja között az eltérés a legkisebb legyen. Hasonló az értelmezés a ráfekvő egyenesnél (amikor a legkisebb Δ távolság a két párhuzamos egyenes között) és a ráfekvő körnél is (csap esetén legkisebb sugár, furat esetén legnagyobb sugár) (1. ábra). 1. ábra. Rákfekvő egyenes, körülírt ráfekvő kör és beírt ráfekvő kör értelmezése 2. Megadás Az alak- és helyzettűréseket két vagy több részre felosztott keretben kell megadni. Ezek tartalmazzák a rajzjelet, a tűréseket és szükség esetén a bázisokat (2. ábra). 2. ábra. Alak- és helyzettűrések megadása A tűréskeret az adott felületelemmel nyíl köti össze. Ha a nyíl a méretvonal meghosszabbítása, akkor a tűrés a tengelyre, vagy a szimmetriasíkra vonatkozik. 2005-től a nyilat nem lehet a tengelyvonalra, vagy a szimmetriasíkra rajzolni. A bázismegadásnál a szabályok ugyanezek (3. ábra), azonban kiegészülnek az összevonással és a sorrenddel. Ha két báziselem által meghatározott közös bázis a fontos, akkor az kötőjellel kell megadni (4. a, ábra). Ha a bázisok sorrendje a fontos, akkor külön keretbe kell megadni őket (4. b, ábra), ha nem fontos, akkor egy keretben kell megadni őket (4. c, ábra). Andó Mérnöki Iroda 2 matyi.misi.eu
a, b, 3. ábra. Bázis megadás tengelyvonalra (a,) és felületre (b,) a, b, c, 4. ábra. Különböző bázissorrend megadások. A tűréskeret megadásánál figyelni kell az irányra. Ugyanis ezek az irányok kijelölik az alakés helyzettűrések értelmezésének irányát is. Az 5. ábrán bal oldalán a tűrésmegadást, a jobb oldalon a hozzá tartozó elméleti határoló felületek vannak szaggatott vonallal; a valós tengelynek határoló felületek között kell lennie. a, b, c, d, 5. ábra. Tűrés irányok megadása és értelmezése (a, függőleges határoló síkok, b, vízszintes határoló síkok, c, függőleges és vízszintes határoló síkok, d, hengeres határoló felület) Elméletileg pontos méreteket a rajzon mindig kerettel jelöljük. Ezeknek a méreteknek mérettűrésük nincsen, de a felületelemre vonatkozik a pozíciótűrés, a profiltűrés vagy a hajlásszögtűrés. A keretes méreteket akkor használjuk, mikor a tűrést csak az alak és helyzettűrés adja. Ennek a megadásnak az az előnye, hogy a valósághoz igazodó tűrésmező alakot tudunk kiala- Andó Mérnöki Iroda 3 matyi.misi.eu
kítani. Legáltalánosabb példa a furatok helyzete, ahol az összeszerelés miatt (kisebb átmérőjű csap) a furat bármely irányban csak egy adott értékkel térhet el maximum. Vagyis eredendően egy kör tűrésmezőnk lenne, melyet aránytalanul szűkítenénk a méretmegadásokkal egy téglalap tűrésmezőre (6. ábra). 6. ábra. Hengeres pozíció tűrés megadása mérettűrésekkel Kilépő tűrésmező esetén az irány- és helyzettűréseket nem magára az elemre írjuk elő, hanem annak külső kivetítésére. Az elem kilépő részének körvonalát vékony folytonos vonallal kell megrajzolni és meg kell adni a kilépő tűrésmező hosszának helyét és méretét. Általában akkor használják, ha összeszerelésnél az alkatrészek nem közvetlenül érintkeznek, de valamilyen egyéb gépelem összekapcsolja őket (pl. két furatba egy csapot kell tenni, de a két furat között 60 mm van). A megadásnál a tűréskeretben fel kell tüntetni a Q jelet a tűrés megadása után (7. ábra). 7. ábra. Kilépő tűrésmező megadása Legnagyobb anyagterjedelem feltételét M jellel adjuk meg. A legnagyobb anyagterjedelem feltételét az előírandó tűrés tartalmától függően következőképpen kell a tűréskeretben feltüntetni: - a tűrésnagyság után, ha a tűrés a vizsgált elem tényleges méretétől függ (8.a ábra); - a bázis betűjele után (8.b ábra), vagy ha a bázisnak nincs betűjele a tűréskeret harmadik mezőjébe (8.c ábra), ha a tűrés a báziselem tényleges méretétől függ; - a tűrésnagyság után is és a bázis betűjele után (5.d ábra) vagy helyén is, ha a tűrés mind a vizsgált, mind a báziselem tényleges méretétől függ. a, b, c, d, 5. ábra. Függő tűrés megadásának lehetséges változatai A legnagyobb anyagterjedelem feltételével egy külön fejezetben foglalkozunk annak bonyolultsága miatt. Andó Mérnöki Iroda 4 matyi.misi.eu
Példatár 1. Egyenességtűrés (2. táblázat) 2. táblázat. Egyenességtűrés megadása és értelmezése Az egyenességeltérés és ennek megengedett legnagyobb értéke, az egyenesség-tűrés vizsgálható síkban és térben. A síkbeli egyenességeltérés a ráfekvő egyenes és a valóságos profil közötti legnagyobb távolság (Δ) a vonatkoztatási hossz határain belül. A valóságos egyenesnek (profilnak) két egymástól T = 0,1 mm távolságra levő, egy síkban fekvő egyenes között kell elhelyezkednie. A sík bármely hosszirányú metszősík lehet. Bármely valóságos hengeralkotónak az adott irányt tartalmazó (a tengelyen áthaladó) síkra merőleges, egymástól a T = 0,1 mm távolságra levő két sík között kell elhelyezkednie. A furat valóságos tengelyének egy T = 0,08 mm átmérőjű hengeren belül kell elhelyezkednie. Andó Mérnöki Iroda 5 matyi.misi.eu
2. Síklapúságtűrés (3. táblázat) 3. táblázat. Síklapúságtűrés megadása és értelmezése A valóságos felületnek két, egymástól T = 0,1 mm távolságra levő párhuzamos sík között kell elhelyezkednie. Mindhárom valóságos felületnek két, egymástól T = 0,1 mm távolságra levő párhuzamos sík között kell elhelyezkednie. A három valóságos felület mindegyikének kétkét, egymástól T = 0,1 mm távolságra levő párhuzamos sík között kell elhelyezkednie. 3. Köralaktűrés (4. táblázat) 4. táblázat. Köralaktűrés megadása és értelmezése A köralakeltérés a ráfekvő kör és a valóságos profil pontjai közötti legnagyobb távolság. A legnagyobb megengedett köralakeltérés a köralaktűrés. A köralak-tűrésmező a forgásfelület tengelyére merőleges vagy a gömb középpontján áthaladó síkban két, egymástól T köralaktűrésnek megfelelő távolságra levő központos körrel határolt terület (10. ábra). A valóságos profil pontjainak a forgásfelület tengelyére merőleges bármely síkban két, egymástól T = 0,01 mm távolságra levő központos kör között kell elhelyezkednie. A valóságos profil pontjainak a kúp tengelyére merőleges bármely síkban két, egymástól T = 0,02 mm távolságra levő központos kör között kell elhelyezkednie. A valóságos profil pontjainak a gömb középpontján átmenő bármely síkban két, egymástól T = 0,04 mm távolságra levő központos kör között kell elhelyezkednie. Andó Mérnöki Iroda 6 matyi.misi.eu
4. Hengerességtűrés (5. táblázat) 5. táblázat. Hengerességtűrés megadása és értelmezése A hengerességeltérés a ráfekvő henger és a valóságos felület pontjai közötti legnagyobb távolság a vonatkoztatási hossz határain belül. A hengerességtűrés a legnagyobb megengedett hengerességeltérés. A hengerességtűrésmező két, egymástól T hengerességtűrésnek megfelelő távolságra levő közös tengelyű hengerrel határolt térrész. A valóságos felületnek két, egymástól T = 0,02 mm távolságra levő közös tengelyű hengerfelület között kell elhelyezkednie. 5. Adott profil alaktűrése (6. táblázat) 6. táblázat. Adott profil alaktűrésének megadása és értelmezése 6. Adott felület alaktűrése (7. táblázat) 7. táblázat. Adott felület alaktűrésének megadása és értelmezése A felület tűrésezett valóságos profiljának bármely adott irányú síkkal való metszetben két olyan görbe között kell lennie, amely görbék a névleges profilon elhelyezkedő középpontú és az adott profil átmérőszerűén megadott T = 0,1 mm tűrésével megegyező átmérőjű köröknek a burkológörbéi. A tűrésezett valóságos felületnek két olyan felület között kell elhelyezkednie, amely felületek a bázisoktól meghatározott névleges felületen elhelyezkedő középpontú és az adott felület átmérőszerűen megadott T = 0,1 mm tűrésével megegyező átmérőjű gömböknek a burkolófelületei. Andó Mérnöki Iroda 7 matyi.misi.eu
7. Párhuzamosságtűrés (8. táblázat) 8. táblázat. Párhuzamosságtűrés megadása és értelmezése A tűrésezett síknak (a valóságos felület ráfekvő síkjának) két, egymástól T = 0,02 mm távolságra levő és a bázissíkkal párhuzamos sík között kell elhelyezkednie. A tűrésezett tengelynek két, egymástól T = 0,05 mm távolságra levő és a bázissíkkal párhuzamos sík között kell elhelyezkednie. A furatok közös tengelyének két, egymástól T = 0,1 mm távolságra levő és a bázissíkkal párhuzamos sík között kell elhelyezkednie. A tűrésezett tengelynek egy olyan T = 0,1 mm átmérőjű hengeren belül kell elhelyezkednie, amelynek tengelye párhuzamos a bázistengelylyel. Andó Mérnöki Iroda 8 matyi.misi.eu
8. Merőlegességtűrés (9. táblázat) 9. táblázat. Merőlegességtűrés megadása és értelmezése A tűrésezett síknak két egymástól T = 0,02 mm távolságra levő, egymással párhuzamos és a bázissíkra merőleges sík között kell elhelyezkednie. A tűrésezett tengelynek egy olyan derékszögű paralelepipedonon belül kell elhelyezkednie, amelynek szelvényoldalai megegyeznek a T 1 = 0,1 mm és T 2 = 0,2 mm merőlegességtűrésekkel, oldallapjai pedig merőlegesek a bázissíkra és az adott irányt tartalmazó síkokra. A tűrésezett tengelynek egy olyan T = 0,04 mm átmérőjű hengeren belül kell elhelyezkednie, amelynek tengelye merőleges a bázissíkra. A tűrést nem fokban, hanem mm-ben adják meg. 9. Hajlásszögtűrés (10. táblázat) 10. táblázat. Hajlásszögtűrés megadása és értelmezése A tűrésezett síknak két, egymástól T = 0,08 mm távolságra levő, egymással párhuzamos és a bázissíkhoz 40 szög alatt hajló sík között kell elhelyezkednie. A tűrést nem fokban, hanem mm-ben adják meg. Andó Mérnöki Iroda 9 matyi.misi.eu
10. Pozíciótűrés (11. táblázat) 11. táblázat. Pozíciótűrés megadása és értelmezése A tűrésezett síknak két, egymástól az átmérőszerűen megadott T = 0,2 mm pozíció tűrésnek megfelelő távolságra levő és a bázissíkhoz viszonyítva szimmetrikus sík között kell elhelyezkednie. A furat tűrésezett tengelyének egy, az átmérőszerűen előírt T = 0,1 mm pozíciótűrésnek megfelelő átmérőjű, a tengely névleges helyzetével egytengelyű hengeren belül kell elhelyezkednie. 11. Egytengelyűségtűrés (12. táblázat) 12. táblázat. Egytengelyűségtűrés megadása és értelmezése A furatok tűrésezett tengelyei mindegyikének egy-egy olyan hengeren belül kell elhelyezkednie, amely egytengelyű a névleges helyzetű furattengellyel, átmérője pedig az átmérőszerűen előírt T = 0,1 mm legkisebb pozíciótűrés megnövelve a furat legnagyobb anyagterjedelemnek megfelelő és valóságos mérete T különbségével. A furat tűrésezett tengelyének az átmérőszerűen megadott T = 0,1 mm egytengelyűségtűrésnek megfelelő átmérőjű, a bázistengellyel egytengelyű hengeren belül kell elhelyezkednie. A tűréshenger tengelye a vonatkoztatási tengellyel koaxiális. Mindkét furat tűrésezett tengelyének az átmérőszerűen megadott T = 0,04 mm egytengelyűségtűrésnek megfelelő átmérőjű és a közös tengelylyel egytengelyű hengeren belül kell elhelyezkednie. Ez a megadási mód lehetővé teszi az egytengelyűségtűrés idomszerrel való ellenőrzését. Andó Mérnöki Iroda 10 matyi.misi.eu
12. Szimmetriatűrés (13. táblázat) 13. táblázat. Szimmetriatűrés megadása és értelmezése A horony tűrésezett szimmetriasíkjának két, a bázisszimmetriasíkkal párhuzamos és attól mindkét irányban a sugárszerűen előírt T/2 = 0,5 mm szimmetriatűrésnek megfelelő távolságra levő sík között kell elhelyezkednie. Bármelyik tűrésezett egyenesnek két, egymástól az átmérőszerűen megadott T = 0,01 mm pozíciótűrésnek megfelelő távolságra levő, az adott síkban fekvő és a vizsgált egyenes névleges méretéhez viszonyítva szimmetrikus egyenes között kell elhelyezkednie. 13. Radiális ütés tűrése (14. táblázat) 14. táblázat. Radiális ütés tűrésének megadása és értelmezése A forgásfelület tűrésezett valóságos profilja pontjainak a bázistengelyre (a közös tengelyre) merőleges bármely síkban két, egymástól T = 0,1 mm távolságra levő, a bázistengellyel központos kör között kell elhelyezkedniük. A homlokfelület tűrésezett valóságos profilja pontjainak a homlokfelületnek egy 40 mm átmérőjű és a bázistengellyel egybeeső tengelyű hengerrel való metszetében a henger palástján egymástól T = 0,1 mm távolságra levő két kör között kell elhelyezkednie. A kúpfelület tűrésezett valóságos profilja pontjainak a felületnek bármely olyan kúppal való metszetében, amely kúp egytengelyű a bázistengelylyel és alkotója adott irányú (a vizsgált kúp alkotójára merőleges) a kúp palástfelületén egymástól T = 0,1 mm távolságra levő két kör között kell elhelyezkedniük. Nem szükséges hogy a különböző keresztmetszeteknél a két kör ugyanolyan névleges átmérőjű legyen, vagyis kúpos felületre (esetleg hullámos felületre) is értelmezhető a radiális ütés. Andó Mérnöki Iroda 11 matyi.misi.eu
14. Teljes radiális ütés tűrése (15. táblázat) 15. táblázat. Teljes radiális ütés tűrésének megadása és értelmezése A tűrésezett valóságos hengerfelületnek két, egymástól a teljes radiális ütés T = 0,1 mm tűrésének megfelelő távolságra levő és a bázistengellyel (a közös tengellyel) egytengelyű hengerfelület között kell elhelyezkednie. A tűrésezett valóságos homlokfelületnek két, egymástól a teljes homlokütés T = 0,1 mm tűrésnek megfelelő távolságra levő és a bázistengelyre merőleges sík között kell elhelyezkednie. A mérés folyamata: az alkatrészt két csúcs közé fogjuk és megforgatjuk, majd a hengeres felületen végigvezetünk egy tapintót (mérőórával) és nézzük a maximális és minimális értéket. A kettő különbségének nagysága kissebnek kell lennie, mint a tűrésként megadott érték. A sima radiális ütésnél nem a teljes felületre nézzük a maximumot és a minimumot, hanem csak egy keresztmetszetre. A 16. táblázatban jellemző alkatrészek alak- és helyzettűréseinek megadása látható. 16. táblázat. Kilépő helyzettűrésmező megadása és értelmezése A tűrésezett tengelynek egy-egy; az alkatrész határán 30 mm-rel túlnyúló hengeren (kilépő helyzettűrésmezőn) belül kell elhelyezkedniük; a hengerek egy-tengelyűek a furatok névleges helyzetű tengelyeivel, átmérőjük pedig az átmérőszerűen megadott T = 0,1 mm pozíciótűréssel azonos. Andó Mérnöki Iroda 12 matyi.misi.eu
Jellegzetes alkatrészek alak- és helyzettűréseinek megadása (23. táblázat). 23. táblázat. Jellegzetes alkatrészek alak- és helyzettűréseik Marótüske Az előírt helyzettűrések: a radiális ütésnek és a homlokütésnek a szerszámkúp tengelyére mint bázistengelyre vonatkoztatott tűrése, a 16.1. mm széles menesztőhornyoknak ugyanerre a bázistengelyre vonatkoztatott szimmetriatűrése és 8,2 mm széles menesztőhoronynak a felfogó csap tengelyére mint bázistengelyre vonatkoztatott szimmetriatűrése. Kúpgörgőscsapágy belső gyűrűje Az előírt alak és helyzettűrések: a furattengelyre mint bázistengelyre vonatkoztatott ütéstűrések, továbbá merőlegességtűrés, a kúpalkotó egyenességtűrése, a furat és a kúp köralaktűrése, a homlokfelület párhuzamosságtűrése és a furat hosszszelvényének profiltűrése. Pédatár rész forrása: Rábel György: Gépalkatrészek alak- és helyzettűrései, Szabvány kiadó, Budapest, 1983. Utolsó módosítás: Budapest, 2013.03.16. Készítette: Andó Mátyás Andó Mérnöki Iroda 13 matyi.misi.eu