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  Maximum-Material-Bedingung für eine Spielpassung

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Autor Thema:  Maximum-Material-Bedingung für eine Spielpassung (2388 mal gelesen)
RossJohnDE
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Frage.PNG

 
Hallo Forum,
ich möchte gerne Euch bitten mir das Thema Maximum-Material-Bedingung zu helfen.

Im Anhang habe ich eine Skizze erstellt. Es geht dabei um eine Spielpassung von H7/g6. Die Bohrung und die Welle sind mit dem M-Modifikator versehen. Die Berechnung vom MMVS (wirksame Grenzmaß) habe ich in der Skizze geschrieben (blaue Kästchen).

Das Ergebnis zeigt an, dass MMVS von der Bohrung kleiner ist aus von der Welle. (34,98 < 35,011)
Von mir aus bedeutet es, dass die ursprüngliche Spielpassung (H7/g6) durch die Hinzufügung der Maximum-Material-Bedingungen zu einer Übermaßpassung umgewandt wird.

Ich kann mir selber den Grund nicht klären. Von daher möchte ich gerne fragen:
1. Was habe ich falsch gemacht/berechnet/verstanden?
2. Wie kann man in diesem Fall die Maximum-Material-Bedingung sowohl für die Welle als auch für die Bohrung definieren, damit es immer noch bei einer Spielpassung von H7/g6 bleibt?
3. Wie kann man als Konstrukteur den Wert 0,02 für das M-Modifikator am bestens angeben? Woher kommt der Wert 0,02? Kann eine normale Drehbank 0,005 erreichen?

Ich bedanke mich ganz herzlich im Voraus für Eure Hilfe.
VG

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max lenz
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Beiträge: 214
Registriert: 11.09.2017

Creo 7

erstellt am: 10. Feb. 2021 08:57    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für RossJohnDE 10 Unities + Antwort hilfreich

Moin,
Zu erstens:
Du hast für die Bohrung das least-matirial-virtual-size ausgerechent, das ist der kleinste Paarungsbare Zylinder mit idealer gestallt. Du kommst hier auf ein kleineres Maß, weil die zulässige Geradheitsabweichung der Bohrung zu groß ist (schließt die Positionstoleranz mit ein). Die Achsae darf 0,02mm krumm sein, das sind schon ca. 2/3 des Toleranzfeldes der Passung selbst.

Zu zweitens:
Hier ist es aus meiner sicht Sinnvoll noch eine Geradheitstoleranz der Achse mit einem Toleranzfeld von 0mm zuwählen mit Maximum-Material-Bedingung. An der Positionstoleranz ist dann ken MMR mehr. Diese sagt aus, das die Achse erst dann krumm sein darf, wenn du nicht beim Maximalen Material bist. Das Toleranzfeld für die Geradheit ist dann so groß wie das Istmaß - des Unteren Abmaßes.
Statt der 0mm Toleranzfeld kannst du wahrscheinlich auch das halbe minimale Passungsspiel wählen von 0,004mm. Damit sollte immer 0,001mm Luft zwischen beiden idealen fügbaren Geometrieelementen sein.

Zu drittens:
der Wert kommt von der gevorderten Positionsgenauigkeit. Ich kenne leider kein Buch, oder Arbeit, was die Formgenauigkeit von verschiedenen Bearbeitungsverfahren verglichen hat. Aus Handwerklicher Berufserfahrung, müsste ein Reibhal eine sehr Hohe Formgenauigkeit haben.

Was ist für dich eine normale Drehbank?


Ich kenne leider nur Arbeiten bzw. Bücher die die Bedeutung von den Materialbedingungen beschreiben, aber nicht keinen sinvollen anwendungs Beispiel aus der Praxis einem dahrlegen.

Wenn noch was unklar nochmal Fragen.

Gruß
Max

[Diese Nachricht wurde von max lenz am 10. Feb. 2021 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von max lenz am 10. Feb. 2021 editiert.]

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wolha
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erstellt am: 10. Feb. 2021 10:20    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für RossJohnDE 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo Ross,
Hallo Max,


  • die dargestellte Positionstoleranz ist mit einem "Maximalen Materiallimit" ausgeführt, nicht mit "Minimal"
  • die Positionstoleranz hat "KEINE" Auswirkung auf die Maßtoleranz H7 oder g6 sondern "NUR" auf die Position der Bohrungsachse, d.h. würde ich hier nicht von einer prinzipiellen Änderung der "Passung" sprechen, nur von möglichen Auswirkungen auf die Fügbarkeit
  • die MMVS - die maximale virtuelle Material Größe - ist IMHO nicht einfach auf 34,98 zu reduzieren, die Bohrung DARF nirgendwo kleiner als 35.000 sein und die Welle nirgendwo größer als 34,991
  • lediglich die Position der Achse darf bei größerer Bohrung größere Abweichungen (Differenz des Istmaßes zum MML) annehmen
  • im Falle der MML Situation könnten die Achsen max. 0.02 mm voneinander entfernt liegen
  • jetzt ist aber die Welle um 0.009 mm kleiner also ca. 0.01 mm, was zu einem Versatz von 0.01 mm führt = Überstand auf der einen Seite, Luft auf der anderen
  • wäre die Welle kleiner als das MML, dann dürfte deren Achse um diesen Wert "ungerader" sein, würde aber immer noch in das selbe Gegenstück hineinpassen, nur die "Tragfähigkeit" wäre schlechte (weniger Kontakt/Berührstellen)
  • umgekehrt, wäre die Bohrung größer als ihr MML, dann dürfte ihre Position ebenso um diesen Wert "schlechter" sein, aber wieder würde das selbe Gegenstück in diesen Raum hinein passen, wieder mit weniger Kontakt

Was ich hier beim Nachdenken aber wieder einmal selber bemerkt habe, die Gedanken zu diesem Thema sind garantiert nie nur so schnell und einfach - und wer weiß - vielleicht habe ich mich ja auch noch geirrt.

Aber dazu gibt es ja zum Glück dann diesen Forum.

PS.: ich würde hier bei diesem Bespiel auch nicht die Positionstoleranz und eine Geradheit zusammen mischen, obwohl dann in beiden Bildern eher  immer die Geradheit der Achse bzw. im Bohrungsfall sogar deren Lage zur Unterseite toleriert wäre.
Was dann wieder dazu führt, dass zwar der Kontakt zwischen Bohrung und Welle definiert ist, allerdings nicht mehr die Kontaktlage der Berührungsebenen.

Wau, das Thema hat es in sich 

------------------
mfg

Wolfgang Hackl
CAD/CAM - Consult

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max lenz
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Beiträge: 214
Registriert: 11.09.2017

Creo 7

erstellt am: 10. Feb. 2021 13:34    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für RossJohnDE 10 Unities + Antwort hilfreich

Halo Wolfgang,
du hast recht, ich habe oben das LMVS gemeint und deutsch und englisch leider vermischt, korri-giere ich gleich.
Die Bedeutung von LMVS und MMVS ändern sich zwischen Minimum- und Maximum-Material-Bedingungen nicht.

MMVS - Größtmögliches ideales Paarungsgegenstück
MMS - Größtmögliches Maß des Zweipunktmaßes (oberes Grenzmaß der Passung)
LMVS - kleinstmögliches ideales Paarungsgegenstück
LMS - kleinstmögliches Maß des Zweipunktmaßes (unteres Grenzmaß der Passung)

Die Materialbedingungen heben an dieser Stelle das Unabhängigkeitsprinzip der ISO 8015 aus. Denn es wird nun nur noch Größenmaß und Gestallt Abweichung des Abgeleiteten Geometrieelementes gemeinsam überprüft.
MMVS und LMVS Betrachten immer beide Toleranzangaben, die des Zweipunktmaßes und Form-/ Lageabweichung des Abgeleiteten Geometrieelementes. In deinem Fall ist das Abgeleitete Geometrie Element eine Achse.

Betrachtung für die Bohrung (Ideales Gegenstück ist ein Zapfen wo dessen Achse der Senkrecht zu Bezug A steht)
MMVS - 35,025
MMS - 35,025
LMVS - 34,98
LMS - 35,0

Betrachtung für den Zapfen (Ideales Gegenstück ist eine Platte mit Bohrung wo deren Achse Senkrecht zu Bezug A steht)
MMVS - 35,011
MMS - 34,991
LMVS - 34,975
LMS - 34,975

In der Norm wird darauf hingewiesen, dass die Materialbedingung nur dann verwendet werden soll, wenn ein fügen immer möglich ist.

Die Materialbedingungen heben an dieser Stelle das Unabhängigkeitsprinzip der ISO 8015 aus. Denn es wird nun nur noch Größenmaß und Gestallt Abweichung des Abgeleiteten Geometrieelementes gemeinsam überprüft.

Der Hinweis mit der Geradheit und der Senkrechtheit zum Bezug habe ich nicht bedacht. Wäre eine Senkrechtes Toleranzfeld bessere?

Mir fällt noch was auf, ein Stift, der auf 0,02 toleriert ist macht mit der implizierten Senkrechtheit auf einen Bezug der nur eine Ebenheit von 0,2 hat macht nicht viel Sinn. Aussage vom Herr Dr. Wolfgang Schütte, ein Toleranzfeld sollte nie genauer sein als die Toleranzfelder der Bezüge, da dies kein Sinn ergibt.

Ich hoffe man kann das von mir geschriebene Verstehen.   

Gruß
Max

[Diese Nachricht wurde von max lenz am 10. Feb. 2021 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von max lenz am 10. Feb. 2021 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von max lenz am 10. Feb. 2021 editiert.]

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RossJohnDE
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Beiträge: 44
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erstellt am: 11. Feb. 2021 16:25    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


Frage_1.PNG

 
Hallo Max,
Hallo Wolfgang,

herzlich vielen Dank für Eure hilfreiche und informative Antworten. Ihr habt mir sehr viel geholfen.

In den letzten Zeit habe ich mich viel mit dem Thema beschäftigt. Könnt ihr mal überprüfen ob ich diesmal gut verstanden habe?

Ich habe probiert und so verstanden, dass es kein Sinn macht, sowohl für Bohrung als auch für Welle die M-Modifikatoren einzusetzen. (0mm M ist eine Ausnahme.) Da ich eine H7 Einheitsbohrung habe, habe ich M-Modifikator nur auf die Welle gesetzt, um die Fügbarkeit zu verbessern.

Ich habe 0mm und halb-minimale-Passungsspiel bzgl. des M-Modifikators verglichen. Der letzter bringt meiner Meinung nach mehr Vorteile mit.

Durch den Vergleich von Maximum-Material-Maße zwischen den Teile kann man feststellen, ob es Problem während der Montage entsteht. In meiner ersten Skizze gibt's die Möglichkeit, dass die beiden Teilen nicht zu montieren sind. Daran habe ich falsch gedacht. Wie hoch ist diese Möglichkeit muss ich noch lernen. Es sieht so aus, dass das Thema noch komplizierter ist.

Bezüglich der Toleranzfelder der Bezüge, muss ich zugeben dass ich nicht wusste, dass es eine Anforderung gibt, dass die Toleranzfelder des Bezuges genauer sein soll als die davon abgeleiteten Toleranzfelder. Die Ebenheit von 0,2mm habe ich nur spontan angegeben. Auch eine Wissenslücke für mich.

Während ich mich in den letzten Tagen mit dem Thema auseinandergesetzt habe, habe ich den Eindruck bekommen, dass es keine Literaturen gibt, in denen beschrieben wird, wie man als
Konstrukteur Form- und Lagetoleranzen schon auf Baugruppe-Ebene berücksichtigen kann. Es werden fast überall nur Bauteile betrachtet. Außerdem konnte ich ebenfalls nirgendwo finden, mit welchen Fertigungsverfahren welche Werte für Form- und Lagetoleranz zu erreichen sind. Dabei wird nur die Oberflächenbeschaffenheit diskutiert. Warum es so ist, kann ich zur Zeit noch nicht verstehen. Aber ich kann mir sehr gut vorstellen dass man Erfahrung sammeln kann.

Anbei meine zweite Skizze. Es müsste noch Fehler enthalten. Aber auf jeden Fall besser als die erste Version.

Nochmals herzlich vielen Dank.
VG

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max lenz
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Konstrukteur


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Creo 7

erstellt am: 11. Feb. 2021 17:58    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für RossJohnDE 10 Unities + Antwort hilfreich


001.PNG

 
Hi,
als erstes zu der Abhängigkeit vom Bezug zum Tolerierten Element.
Ich habe ein Bild als Beispiel Angehangen. Das Problem ist, wie ein Bezug gebildet (assoziert) wird.
Ein Bezug (Ebene) liegt an min. einem Punkt der Fläche auf. Die maximalen Abstände zwischen dem Bezug und dem realen Geometrieelement werden ausgemittelt.
Ich hab für das Beispiel mal ein Toleranzfeld von 2mm gewählt auf eine Länge von 100mm. Die Bohrung ist exakt 90° zum Bezug.
Durch die unebene Fläche des Geometrielemenets des Bezuges ist dieses stark gekippt. Aus diesem grund gibt es auch das Toleranzfeld mit einer gewissen Ausdehnung.

Aus diesem Beispiel kann man gut verstehen, warum es wichtig ist, das der Bezug genauso genau ist wie die Senkrechtheit der Bohrung zum Bezug. Eine Anforderung oder Normliche erwähnung dazu gibt es nicht, da das eine logische folge ist. Es sollte aber in entsprechender Literatur darauf hingewiesen werden.

Deine Variante den Bolzen als Bezug zu wählen ist auch nicht Realitätsnah. Kaum ein Maschinenbediener einer Fräse wird die Achse ausmessen als Bezug.
Eine Ebenheit von 0,02 ist für Materialien ohne hohe innere Spannungen Problemlos fertigbar.
Wenn nicht die Ganze Fläche als Anlage nötig ist, wird sie einfach abgesetzt, so das nur noch Teile der Fläche als Anlage dienen. Nennt sich im Maschinenbau z. B. Freifläche oder Freifräsung und ist um Bearbeitungsaufwand bei Gussteilen zu machen gang und gebe.

Toleranzmanagment im Maschinenbau ist sehr abhängig in welchem Bereich man Arbeitet. Und ob es auch eine Statistische Toleranz Planung sein soll. Ausgehend davon das vom Idealen Mitte der Toleranz in Normalverteilung abgewischen wird, und diese Verteilung auch Vertraglich festgehalten ist.

Es macht durchaus Sinn Bolzen und Welle mit dem MMR (maximum-material-requirement) zu versehen.
Die Frage ist ob eine 100% fügbarkeit deiner Bauteile wichtig ist, oder ob nur eine normalverteilte fügbarkeit ausreicht. Wenn es nicht passt nimmt man eben das nächste Teil aus der Lieferung und es Passt wieder. Dies wird aber nur in der Serienproduktion angewendet um Kosten pro Stück zu senken. Bei Statistischer Toleranz sollte man keine Materialbedingung nutzen.

Als stichwort um entsprechende Ergebnisse in Google zu bekommen hilft Toleranzmanagment und Maschinenbau.
Dabei ist aber auch zu beachten, dass diese Art der Tolerierung glaube ich erst seit 10 Jahren gibt.
Ich denke viel der Literatur passt auch nicht zur aktuellen Normung, da diese in den letzten 10 Jahren sich stark gewandelt hat (anpassung der DIN Normen an ISO). Der Prozess bagann meines wissen um das Milenium herum.

Ich wünsche dir viel Spaß mit diesem neuen Input.

Gruß
Max

Edit: Die Materialbedingung sind endstanden um die Toleranzen in einer Zeichnung wiederzugeben die eine Prüfung mit einer Lehre entsprechen.

[Diese Nachricht wurde von max lenz am 11. Feb. 2021 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von max lenz am 11. Feb. 2021 editiert.]

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wolha
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Hallo Ross,

ich möchte mich hier nur auszugsweise an Max anhängen.

Prinzipiell versuche ich immer ein "Vollständiges Bezugssystem" aus Primär, Sekundär und Tertiär Bezug zu verwenden.
Das ergibt dann auch gleich eine eindeutige und reproduzierbare Aufspannung und Messung.

Einzelne Bezüge, wie hier im Beispiel sind IMHO eher schlechter und anfälliger auf Probleme.

Als Literatur kann ich nur den guten alten "Jorden" - oder nun besser "den Schütte" empfehlen.
Du wirst in der Deutschsprachigen Literatur nichts vergleichbares finden.
Natürlich kommen dann die DIN Nachschlagwerke dazu, sowie Bücher zum "Toleranzmanagement" (schlag einfach nach).

Und bei allen Themen gilt auch hier:
"Es gibt nicht nur eine Wahrheit und nicht nur eine Lösung!"

Grundsätzlich ist die Tolerierung immer ein ganzheitliches Thema, das gemeinsam mit den Fertigungsstellen abgeklärt und definiert werden sollte.
Angaben und Forderungen, die später nicht nachvollziehbar, kontrollierbar und haltbar sind, sind von Vorherein zum Scheitern verurteilt.

Ergänzung zum "Freifräsen":
Gerade bei größeren Bezugsflächen kennt die Norm ja auch noch die Angabe der Bezugsstellen, d.h. unter Umständen muss die Fläche gar nicht abgearbeitet sein/werden, definiert aber dennoch einen ein, oder wie ich immer versuche zu sagen, einen eineindeutigen Bezug zu definieren.

In diesem Sinne

------------------
mfg

Wolfgang Hackl
CAD/CAM - Consult

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max lenz
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Creo 7

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Hallo Wolfgang,
ich kenne die komplette Bedeutung dieser Redenswendung nicht.
Zitat:
ich möchte mich hier nur auszugsweise an Max anhängen.

Bedeutet es, das du mir nicht in allen Punkten zustimmst? wenn ja, in welchen? Oder wolltest du nur weiteren input für Ross geben?

Der "Schütte " ist ein gutes Buch für Form- und Lagetoleranzen, auch dessen erklärung für die Materialbedingung sind gut. Entgegen der aussage auf dem Cover, das es sich um ein Buch über Geometrsiche Produktspezifikation handelt, kann ich leider nicht unterschreiben, da das Buch nur Maß-, Form- und Lagetoleranzen und betrachtet. Für den Einstieg in das Thema, wie schon geschrieben gut.
Wenn du an Normen Interessiert bist, ist letztes Jahr ein Sammelwerk bei Beuth erschienen.

Zitat:
Und bei allen Themen gilt auch hier:
"Es gibt nicht nur eine Wahrheit und nicht nur eine Lösung!"

Grundsätzlich ist die Tolerierung immer ein ganzheitliches Thema, das gemeinsam mit den Fertigungsstellen abgeklärt und definiert werden sollte.
Angaben und Forderungen, die später nicht nachvollziehbar, kontrollierbar und haltbar sind, sind von Vorherein zum Scheitern verurteilt.


Dem kann ich mich nur anschließen. Ich stelle bei Kunden oft fest, das deren Fertigungskette mit externen Fertigern nicht die Aktuelle Normen verstehen. Da hilft nur Kommunizieren wie Zeichnungen ausgeführt werden sollen.

Gruß
Max

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wolha
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erstellt am: 12. Feb. 2021 09:28    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für RossJohnDE 10 Unities + Antwort hilfreich

Zitat:
Original erstellt von max lenz:
Hallo Wolfgang,
ich kenne die komplette Bedeutung dieser Redenswendung nicht.


Dem kann ich mich nur anschließen. Ich stelle bei Kunden oft fest, das deren Fertigungskette mit externen Fertigern nicht die Aktuelle Normen verstehen. Da hilft nur Kommunizieren wie Zeichnungen ausgeführt werden sollen.

Gruß
Max


Hallo Max,


ganz und gar nicht, sollte nur zum Ausdruck bringen, dass ich nicht mehr Zeit für eine längere bzw. detailliertere Antwort hatte.
Und Du ohnehin alles bereits sehr gut gebracht hattest.

Also Nein, keine gegenteilige Meinung, sondern nur Bestärkung!


------------------
mfg

Wolfgang Hackl
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RossJohnDE
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Hallo Max,
Hallo Wolfgang,

herzlich vielen Dank für Eure Hilfe. Es sieht so aus dass mir noch viele grundlegende Kenntnisse fehlt und daher habe ich mir ein paar Bücher bestellt. Das Toleranzmanagement scheint mir ein sehr interessantes Thema zu sein. Ich werde tief daran schauen und probieren.

In den letzten Tagen habe ich den Eindruck bekommen, dass das Thema von Form- und Lagetoleranz gar nicht einfach und selbsterklärend ist. Ich gehe jetzt schon davon aus, dass alle unsere Zeichnungen nicht normgemäß und teilweise ganz falsch sind. Zum Glück ist es nicht schlimmes passiert . Aber bis sie sich bei uns durchgesetzt wird, dauert vielleicht noch lange Zeit...

Nochmals herzlich vielen Dank!
VG

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wolha
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Zitat:
Original erstellt von RossJohnDE:
Hallo Max,
Hallo Wolfgang,

...

In den letzten Tagen habe ich den Eindruck bekommen, dass das Thema von Form- und Lagetoleranz gar nicht einfach und selbsterklärend ist. Ich gehe jetzt schon davon aus, dass alle unsere Zeichnungen nicht normgemäß und teilweise ganz falsch sind.

...



Hallo Ross,


das ist leider nur viel zu oft der Fall.
Ich denke, dass die Unwissenheit in diesem Bereich sehr groß ist, und nur solange nichts passiert gar nicht zur Sprache kommt, aber wenn, ...

Ich kann hier nur eine Lanze für die "Form/Lagetoleranzen" brechen, denn wenn man diese einmal einigermaßen verstanden hat (ganz wird wohl ohnehin nie gehen), und dann ein firmeninternes Prozedere dazu festgelegt hat, dann erkennt man, dass damit die Dinge nicht nur klarer und eindeutiger geworden sind, nein, die Anwendung und die Arbeit hat sich sogar noch vereinfacht!
Trotz der zusätzlichen Informationen, oder vielleicht gerade deshalb!


------------------
mfg

Wolfgang Hackl
CAD/CAM - Consult

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