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Prozessorientierte, statistische Tolerierung

Serienprodukte im Automobil-und Maschinenbau richtig tolerieren

Unabdingbar für die Konstruktion von Serien!
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Prozessorientierte, statistische Tolerierung
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Prozessorientierte, statistische Tolerierung

Einführend werden die Kostenpotenziale in Konstruktion, Fertigung und Qualitätssicherung besprochen und gewertet. Anschließend geht es um die Entstehung von Maßketten und deren Berechnung. Die Grundlagen der statistischen Tolerierung werden vorgetragen und Grundprobleme der Maßkettenrechnung diskutiert. Danach werden Maßpläne erstellt. Die Ermittlung wirtschaftlicher Einzeltoleranzen bei gegebener Funktionstoleranz steht als weiteres im Mittelpunkt.
Das Verfahren für die Bestimmung günstigster Toleranzen mit der Qualitätsverlustfunktion wird vorgestellt. Dann geht es um die Überwachung des Fertigungsprozesses und um die Simulation von Baugruppenmontagen. Beispielhafte Toleranzrechnungen an linearen Systemen und nichtlinearen Systemen werden erklärt.

Zum Thema

Die Toleranzvorstellung der meisten Konstrukteure ist zu einfach, wenn es sich um die Abbildung von Fertigungsprozessen (Klein- und Großserie) handelt. Nach der herkömmlichen Toleranzrechnung geht es vor allem darum, die vollständige Austauschbarkeit bei Montagen zu sichern. Beim gewöhnlichen Mini-Max-Prinzip werden Extremlagen von Maßen geprüft und hierauf begründet die Montierbarkeit sichergestellt. In der Regel führt dies zu viel zu engen Toleranzen mit hohen Anforderungen an die Fertigung und Prüfung. Ein weiterer Effekt ist, daß die Herstellkosten sich etwa quadratisch zu den Toleranzfeldgrößen verhalten und daher aus Kostengründen möglichst große Einzeltoleranzen gewählt werden sollten.
Ein neuer Ansatz die Herstellkosten zu senken und dennoch die Funktionalität und Qualität beizubehalten, zeigt die statistische Toleranzrechnung nach den alten DIN 7186-Prinzipien bzw. ASME-Norm auf.

USP

  • richtig und wirtschaftlich tolerieren
  • Prozeßsicherheit gewährleisten
  • Softwareergebnisse richtig interpretieren

 

Programm

1. Tag

09:00 Uhr
Begrüßung

09:15 Uhr
Entstehung von Maßketten
Kostentreiber Toleranzen in der Fertigung und Montage - Teile- und baugruppenbezogene Maßketten, Schließtoleranz, Maßkettenaufbau - arithmetische und statistische Tolerierung

10:30 Uhr
Kaffepause

10:45 Uhr
Grundlagen der statistischen Tolerierung
Toleranzverteilungen, Klein- und Großserienverteilungen, Beschreibung von Verteilungen - Definitionen von Erwartungswert, Streuung bzw. Varianz, Abweichungsfortpflanzungs-Gesetz, zentraler Grenzwertsatz und Faltung, Erstellung eines Maßplans

12:30 Uhr
Mittagspause

13:30 Uhr
Grundprobleme der Maßkettenrechnung
Einzelteil-, Kleinserie- und Großserienverknüpfung, Berücksichtigung von Spiel und Pressung, Paarungs- und Passmaßen, Form- und Lagetoleranzen

14:45 Uhr
Kaffeepause

15:00
Erstellung von Maßplänen
Vorzeichenkonvention, vektorielle Darstellung, Schließmaßkontrolle

 

2. Tag

08:30 Uhr
Zusammenfassung und Ausblick

09:00 Uhr
Ermittlung wirtschaftlicher Einzeltoleranzen bei einzuhaltender Funktionstoleranz
Maßkettenanalyse, Einfluss von F+L-Toleranzen, Betragsnormal-Verteilung - Toleranzsynthese

10:30 Uhr
Kaffeepause 

10:45 Uhr
Toleranzoptimierung mit der Qualitätsverlustfunktion
Philosophie des Robust Designs - Definition der Qualitätsverlustfunktion - Bestimmung kostenoptimaler Toleranzen mit der Varianzanalyse

12:00 Uhr
Mittagspause

13:00 Uhr
Überwachung eines Fertigungsprozesses
Qualitätsregelkarten, Prozessgüte, Prozessstreubreite, Fähigkeitsindizes, Prozessfähigkeit - Abstimmung von Toleranzfeldern nach der Fertigungsgüte

Prinzipien der Montagesimulation mit Maßen mit F+L-Toleranzen
F+L-Toleranzen in der Maßkette und im Maßplan - Auswirkung des Tolerierungsgrundsatzes nach ISO 8015

14:30 Uhr
Kaffeepause

14:45 Uhr
Beispielhafte Toleranzrechnungen an 2D-Systemen
Berücksichtigung von Paarungen und Passungen, verschachtelte Maßketten - Berücksichtigung von nichtstarren Bauteilen (Kunststoffen)

Beispielhafte Toleranzrechnungen an 3D-Systemen
Räumliche Toleranzketten, Volumentolerierung, Dichtungsprobleme

 

Zielsetzung

Vermittlung der notwendigen Grundlagen und Fertigkeiten in der statistischen Tolerierung, so dass die Teilnehmer befähigt werden, Serienprodukte im Maschinen- und Automobilbau richtig und wirtschaftlich zu tolerieren, die Montagesicherheit zu gewährleisten und die Prozesssicherheit nachweisen zu können.

Teilnehmerkreis

Techniker und Ingenieure aus der Konstruktion, Fertigung und Qualitätssicherung des Maschinen-, Automobil- und Gerätebaus.

 

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Referenten

Prof. em. Dr. Bernd Klein

Beratender Ingenieur, Calden

Herr Professor Klein war von 1984 - 2014 Univ.-Professor für Leichtbau an der Universität Kassel. Er ist Gründer des CAD-CAM-Centrums an der Uni-Kassel und war Inhaber des Ing.-Büros TUB Dr. Klein in Kassel. Er war Obmann des VDI/AK- E+K (1995-2003) und 1. Vorsitzender des VDI/BV-Nordhessen sowie Innovationsberater der hessischen Landesregierung. Herr Professor Klein besitzt mehrere aktive Patente im Automobilbereich. Er ist Preisträger des Innovationspreises NoAE und zweimal Preisträger im Wettbewerb: Deutschland - Land der Ideen mit den Patenten: Künstliche Arbeitshand und Sicherheitssitz für Automobile.

Hinweise

Die Teilnehmer mögen bitte einen Taschenrechner mitbringen.

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