2013/20142013/2014 Prof.dr.ing. Liviu CrisanProf.dr.ing. Liviu Crisan 11

TOLERANTE TOLERANTE

GEOMETRICEGEOMETRICE

22

INTRODUCEREINTRODUCERE

Piesele reale prelucrate în industria constructoare de maşini au Piesele reale prelucrate în industria constructoare de maşini au

rareori forme geometrice elementare (de exemplu: cilindru sau rareori forme geometrice elementare (de exemplu: cilindru sau

sferă în cazul rulmeţilor cu role sau cu bile). sferă în cazul rulmeţilor cu role sau cu bile).

Forma geometrică a unei piese este de obicei mult mai complexă Forma geometrică a unei piese este de obicei mult mai complexă

(de exemplu: un arbore în trepte este format din mai multe (de exemplu: un arbore în trepte este format din mai multe

suprafeţe cilindrice, o cutie de viteze este un solid cu un număr suprafeţe cilindrice, o cutie de viteze este un solid cu un număr

de găuri, ş.a.m.d.). În aceste cazuri, pe lângă păstrarea formei şi de găuri, ş.a.m.d.). În aceste cazuri, pe lângă păstrarea formei şi

dimensiunilor corecte, apare şi necesitatea unei corecte localizări dimensiunilor corecte, apare şi necesitatea unei corecte localizări

şi orientări a elementelor individuale.şi orientări a elementelor individuale.

33

În standardul ISO 1101 toleranţele geometrice sunt definite ca În standardul ISO 1101 toleranţele geometrice sunt definite ca

zone (zone de toleranţă) în care trebuie să fie conţinut un element zone (zone de toleranţă) în care trebuie să fie conţinut un element

real. Zonele pot avea formă de cilindru, cerc, spaţiu între două real. Zonele pot avea formă de cilindru, cerc, spaţiu între două

plane paralele sau între două linii drepte, spaţiu între doi cilindri plane paralele sau între două linii drepte, spaţiu între doi cilindri

coaxiali, etc. Abaterile sunt rezultatele procesului de fabricaţie şi coaxiali, etc. Abaterile sunt rezultatele procesului de fabricaţie şi

trebuie identificate prin măsurători, deşi termenul de „abatere” nu trebuie identificate prin măsurători, deşi termenul de „abatere” nu

este definit în ISO 1101. este definit în ISO 1101.

Definiţia exactă a abaterii este: Definiţia exactă a abaterii este: mărimea zonei minime care mărimea zonei minime care

cuprinde elementului tolerat, având aceeaşi formă ca aceea a cuprinde elementului tolerat, având aceeaşi formă ca aceea a

zonei de toleranţă.zonei de toleranţă. În practică, această definiţie se transpune în În practică, această definiţie se transpune în

modul următor. O caracteristică reală are abateri locale de la modul următor. O caracteristică reală are abateri locale de la

caracteristica ideală asociată. caracteristica ideală asociată.

4

Abatere de formă

Ondulaţie

Rugozitate

Fisură

DEFINITIE Reprezentare amplificată uşor

Valoarea abaterii

adâncime

1000 1

>

Distanţa între unde

adâncime

1000 1 :

100 1

...

Perioadă regulată şi neregulată

Distanţa între striuri

adâncime

150 1

: 5 1

...

Propagare a fisurii Adâncimea fisurii

Piesa de prelucrat

1

1000

200

40

8

1

1

1

Piesa de prelucrat

Piesa de prelucrat

Piesa de prelucrat

Reprezentare amplificată intens

< 5 1

[Ordinul I]

[Ordinul II]

[Ordinul III + IV]

ABATERI GEOMETRICEABATERI GEOMETRICE

55

Toleranţe geometriceToleranţe geometrice

singulare cu elemente asociate

de formă de orientare de pozitie de bătaie

-rectilinitate

-planitate

-circularitate

-cilindricitate

-profil (linii)

-profil (suprafeţe)

-paralelism

-perpendicularitate

-unghiularitate

-profil (linii)

-profil (suprafeţe)

-poziţie nominala

-concentricitate

-coaxialitate

-simetrie

-profil (linii)

-profil (suprafeţe)

-bătaie circulară

-bătaie totală

Clasificarea toleranţelor geometriceClasificarea toleranţelor geometrice

66

Toleranţele geometrice sunt reprezentate pe desen Toleranţele geometrice sunt reprezentate pe desen într-un contur dreptunghiular, împărţit în două sau mai într-un contur dreptunghiular, împărţit în două sau mai multe compartimente. Aceste compartimente conţin, de multe compartimente. Aceste compartimente conţin, de la stângala stânga la dreapta , în următoarea ordine:la dreapta , în următoarea ordine:

simbolul caracteristicii geometrice (Tabelul 7.1)simbolul caracteristicii geometrice (Tabelul 7.1);;valoarea toleranţei în mm; această valoare este valoarea toleranţei în mm; această valoare este

precedată de semnul Ø dacă zona de toleranţă este circulară precedată de semnul Ø dacă zona de toleranţă este circulară sau cilindrică, sau de SØ dacă zona de toleranţă este sfericăsau cilindrică, sau de SØ dacă zona de toleranţă este sferică;;

dacă este cazul, litera sau literele ce identifică dacă este cazul, litera sau literele ce identifică caracteristica sau sistemul de referinţăcaracteristica sau sistemul de referinţă..

Valoarea toleranţei (şi, dacă Valoarea toleranţei (şi, dacă este cazul, forma zonei de este cazul, forma zonei de toleranţă şi/sau alţi modificatori, toleranţă şi/sau alţi modificatori, de ex. simbolul pt. condiţia de de ex. simbolul pt. condiţia de material maxim)material maxim)

Dacă este cazul, în aceste Dacă este cazul, în aceste compartimente se scriu literele compartimente se scriu literele ce identifică caracteristica sau ce identifică caracteristica sau sistemul de referinţă şi sistemul de referinţă şi modificatorii adiţionali modificatorii adiţionali

Simbolul Simbolul caracteristicii toleratecaracteristicii tolerate

Conţinutul simbolului de toleranţăConţinutul simbolului de toleranţă

77

Tabelul 7.1 Simboluri pentru reprezentarea tolerantelor geometrice

Caracteristica tolerată Simbol

Rectilinitate

Planitate

Circularitate

Cilindricitate

Profil (linii)

Profil (suprafeţe)

Paralelism

Perpendicularitate

Unghiularitate

Poziţie

Concentricitate / coaxialitate

Simetrie

Bătaie circulară

Bătaie totală

88

Exemple de simboluri pentru toleranţExemple de simboluri pentru toleranţe geometricee geometrice::a.a. toleranţă la rectilinitate de 0,1 mmtoleranţă la rectilinitate de 0,1 mmb.b. toleranţă la paralelism relativă la caracteristica de referinţă A de 0,1 mmtoleranţă la paralelism relativă la caracteristica de referinţă A de 0,1 mmc.c. zona toleranţei de poziţie a elementului considerat relativ la sistemul de zona toleranţei de poziţie a elementului considerat relativ la sistemul de

referinţă referinţă A, B şi C este un cilindru cu diametrul de 0,1 mmA, B şi C este un cilindru cu diametrul de 0,1 mmd.d. zona toleranţei de poziţie a elementului considerat relativ la sistemul de zona toleranţei de poziţie a elementului considerat relativ la sistemul de

referinţă referinţă A, B şi C este o sferă cu diametrul de 0,1 mmA, B şi C este o sferă cu diametrul de 0,1 mme.e. zona de toleranţă la coaxialitate sau concentricitate este un cerc sau un zona de toleranţă la coaxialitate sau concentricitate este un cerc sau un

cilindru cilindru cu diametrul de 0,1 mmcu diametrul de 0,1 mmf.f. toleranţă de poziţie cu condiţie de material maxim a elementului tolerattoleranţă de poziţie cu condiţie de material maxim a elementului toleratg.g. toleranţă de poziţie cu condiţie de material maxim a elementului tolerat şi a toleranţă de poziţie cu condiţie de material maxim a elementului tolerat şi a

sistemului de referinţăsistemului de referinţăh.h. toleranţă de circularitate pentru starea liberă/neasamblatătoleranţă de circularitate pentru starea liberă/neasamblatăi.i. toleranţă de poziţie pentru zona de toleranţă proiectatătoleranţă de poziţie pentru zona de toleranţă proiectată

99

Când o toleranţă se aplică mai multor elemente acest lucru se va Când o toleranţă se aplică mai multor elemente acest lucru se va indica deasupra simbolului de toleranţă prin numărul elementelor urmat de indica deasupra simbolului de toleranţă prin numărul elementelor urmat de

semnul semnul ××

Exemple de toleranţe aplicate mai multor elementeExemple de toleranţe aplicate mai multor elemente

Dacă este necesar ca pentru un element să se specifice mai multe Dacă este necesar ca pentru un element să se specifice mai multe caracteristici geometrice, cerinţele vor fi date în simboluri de toleranţă aşezate caracteristici geometrice, cerinţele vor fi date în simboluri de toleranţă aşezate unul deasupra celuilalt pentru uşurinţă: unul deasupra celuilalt pentru uşurinţă:    

Exemplu de specificare a mai multor caracteristici Exemplu de specificare a mai multor caracteristici geometrice pentru un elementgeometrice pentru un element

1010

Simbolul de toleranţă este conectat cu elementul tolerat printr-o line indicatoare care Simbolul de toleranţă este conectat cu elementul tolerat printr-o line indicatoare care porneşte dintr-o parte a simbolului şi se termină cu o săgeată după cum urmează:porneşte dintr-o parte a simbolului şi se termină cu o săgeată după cum urmează:

pe conturul elementului sau o prelungire a acestuia (care să fie clar separată de linia de pe conturul elementului sau o prelungire a acestuia (care să fie clar separată de linia de dimensiune) atunci când toleranţa se referă la linia sau suprafaţa respectivă (Fig. 7.7a, b); dimensiune) atunci când toleranţa se referă la linia sau suprafaţa respectivă (Fig. 7.7a, b); săgeata se va poziţiona pe linia indicatoare cu vârful spre suprafaţă (Fig. 7.7c),săgeata se va poziţiona pe linia indicatoare cu vârful spre suprafaţă (Fig. 7.7c),

ca o extensie a liniei de dimensiune când toleranţa se referă la axa sau planul median sau ca o extensie a liniei de dimensiune când toleranţa se referă la axa sau planul median sau la un punct definit de elementul dimensionat (Fig. 7.7 d, e).la un punct definit de elementul dimensionat (Fig. 7.7 d, e).

Dacă este necesar, o indicaţie specificând forma elementului (linie şi nu suprafaţă) va fi Dacă este necesar, o indicaţie specificând forma elementului (linie şi nu suprafaţă) va fi scrisă lângă simbolul de toleranţă:scrisă lângă simbolul de toleranţă:

Exemple de Exemple de legături între legături între simbolul de simbolul de toleranţă şi toleranţă şi elementul toleratelementul tolerat

1111

Sistemele de referinţă sunt indicate pe desenele tehnice printr-o linie indicatoare Sistemele de referinţă sunt indicate pe desenele tehnice printr-o linie indicatoare

care se termină cu un triunghi gol sau plin. Pentru identificare, o literă mare este care se termină cu un triunghi gol sau plin. Pentru identificare, o literă mare este

scrisă în simbolul legat de triunghiul de indică sistemul de referinţă (Fig. 7.8). scrisă în simbolul legat de triunghiul de indică sistemul de referinţă (Fig. 7.8).

Aceeaşi literă va apare în simbolul de toleranţă. Dacă simbolul de toleranţă Aceeaşi literă va apare în simbolul de toleranţă. Dacă simbolul de toleranţă

poate fi conectat într-un mod simplu şi clar cu sistemul de referinţă printr-o linie poate fi conectat într-un mod simplu şi clar cu sistemul de referinţă printr-o linie

indicatoare, litera ce desemnează sistemul de referinţă poate fi omisă.indicatoare, litera ce desemnează sistemul de referinţă poate fi omisă.

Fig. 7.8Fig. 7.8 Triunghiuri şi litere pentru sistemul de referinţă Triunghiuri şi litere pentru sistemul de referinţă

1212

Dacă sistemul de referinţă este o suprafaţă sau o linie generatoare a acestei Dacă sistemul de referinţă este o suprafaţă sau o linie generatoare a acestei

suprafeţe, triunghiul indicator se va desena pe conturul elementului sau pe o suprafeţe, triunghiul indicator se va desena pe conturul elementului sau pe o

linie de extensie care să fie clar separată de linia de dimensiune (Fig. 7.9a). linie de extensie care să fie clar separată de linia de dimensiune (Fig. 7.9a).

Triunghiul indicator poate fi pus pe o linie indicatoare a suprafeţei. Dacă Triunghiul indicator poate fi pus pe o linie indicatoare a suprafeţei. Dacă

sistemul de referinţă este o axă sau un plan median, triunghiul indicator este sistemul de referinţă este o axă sau un plan median, triunghiul indicator este

plasat pe extensia liniei de dimensiune. Triunghiul poate înlocui săgeata liniei plasat pe extensia liniei de dimensiune. Triunghiul poate înlocui săgeata liniei

de dimensiune (Fig. 7.9b). Dacă sistemul de referinţă este doar o parte a unui de dimensiune (Fig. 7.9b). Dacă sistemul de referinţă este doar o parte a unui

element sau a unei zone indicate a piesei, atunci poziţia sa trebuie element sau a unei zone indicate a piesei, atunci poziţia sa trebuie

dimensionată (Fig. 7.9c).dimensionată (Fig. 7.9c).

Indicarea sistemelor de referinţă: a) suprafaţa (A) sau linia generatoare a suprafeţei (B), Indicarea sistemelor de referinţă: a) suprafaţa (A) sau linia generatoare a suprafeţei (B), b) axă (B), c) zona indicată (A)b) axă (B), c) zona indicată (A)

1313

Acolo unde sistemul de referinţă este format din două sau mai multe Acolo unde sistemul de referinţă este format din două sau mai multe caracteristici, literele corespunzătoare lor sunt indicate în al treilea şi în caracteristici, literele corespunzătoare lor sunt indicate în al treilea şi în următoarele compartimente ale simbolului de toleranţă (Fig. 7.13).următoarele compartimente ale simbolului de toleranţă (Fig. 7.13).

Sistem terţiarSistem terţiar Sistem primarSistem primar Sistem secundarSistem secundar

Fig. 7.13 Fig. 7.13 Indicarea mai multor sisteme de referinţăIndicarea mai multor sisteme de referinţă

Sistem secundar

Sistem primarSistem primar Sistem terţiar

Toleranţele geometrice se pot aplica şi unor caracteristici geometrice complexe. Toleranţele geometrice se pot aplica şi unor caracteristici geometrice complexe. Toleranţele şi sistemele de referinţă specificate pentru filete se aplică axei cilindrului Toleranţele şi sistemele de referinţă specificate pentru filete se aplică axei cilindrului mediumediu, dacă nu se specifică altfel (de exemplu: MD - pentru diametrul extern, LD - , dacă nu se specifică altfel (de exemplu: MD - pentru diametrul extern, LD - pentru diametrul intern). Toleranţele şi sistemele de referinţă specificate pentru roţi pentru diametrul intern). Toleranţele şi sistemele de referinţă specificate pentru roţi dinţate şi dinţate şi melcatemelcate trebuie să indice caracteristica căreia i se aplică (de exemplu: PD trebuie să indice caracteristica căreia i se aplică (de exemplu: PD – pentru diametrul – pentru diametrul mediumediu, MD – pentru diametrul extern, LD – pentru diametrul , MD – pentru diametrul extern, LD – pentru diametrul intern) (Fig. 7.14).intern) (Fig. 7.14).

1414

RECTILINITATERECTILINITATE

0.10,1

Rectilinitatea muchiei

0,1 0,06 0,10,06

Rectilinitatea in doua directii

30

Ø 0,08

0,08

Campul de toleranta al axei

tG

Caracteristica tolerată(muchie, axă, conturul suprafeţei) este limitată de două linii sau două plane la distanţa tG respectiv un cilindru cu diametrul tG.

SimbolSimbol

1515

http://www.youtube.com/watch?v=1WJihXNHWAw

1616

CIRCULARITATECIRCULARITATESecţiunea circulară a fiecărei secţiuni transversale este limitată de două cercuri concentrice cu distanţa radială tK.Diametrele cercurilor nu sunt definite.

SimbolSimbol

0,07

0,07

tolerance zone (circumferential profile)

tK

Camp de toleranta (profil circular)

Profilul circular al fiecarei sectiuni este limitat de doua cercuri concentrice cu o distanta radiala tk. Diametrele cercurilor nu sunt definite.

17

CIRCULARITATE

trei lobi ovalitate alezaj lung

cerc dublu n-lobimelc(spirala)

decalat

ideal

Cercuri (ideale) nominale şi abateri de formă tipice cercurilorCercuri (ideale) nominale şi abateri de formă tipice cercurilor

18

http://www.youtube.com/watch?v=qc77qbkMvhc

http://www.youtube.com/watch?v=rAKbqTIoS4k

19

PLANITATE

0,08

0,08

Campul de toleranta a suprafetei

0,06

0,06

Campul de toleranta al planului de simetrie

tE

Toate punctele suprafetei (suprafata reala sau planul de simetrie) sunt limitate de doua plane paralele cu distanta intre ele tE.

SimbolSimbol

20

PLANITATE

Plan (ideal) nominal şi abateri de formă tipice ale planuluiPlan (ideal) nominal şi abateri de formă tipice ale planului

sinusoidală

triunghiulară

cot ascuţit treapta

concavă convexă brăţară

ideală

http://www.youtube.com/watch?v=BnpD4bHM6Mw

flatness measurement with CMM

21

CILINDRICITATE

0,1

Câmp de toleranta

0,1

t Z

Întreaga suprafaţă a cilindrului este limitată de doi cilindri coaxiali la distanţa radială tZ . Diametrele cilindrilor coaxiali nu sunt definite

SimbolSimbol

22

CILINDRICITATE

conică convexă concavă

buclă arc superpoziţionare

ideală

Cilindrul Cilindrul (ideal) normal şi abateri de formă tipice ale cilindrului(ideal) normal şi abateri de formă tipice ale cilindrului

MEASUREMENT OF CYLINDRICITY

23

0.05

Abaterea profilului liniei

0.05

t LP

Câmpul de toleranţă este limitat de două cercuri înfăşurătoare de linii de diametru tLP , centrele fiind situate pe o linie având , teoretic o formă geometrică exactă

R

Forma data a profilului

SimbolSimbol

24

0,05

Câmpul de toleranţă al profilului suprafetei

0,05

t FP

Câmpul de toleranţă este limitat de două sfere infăşurătoare de suprafeţe cu diametrul t

FP Centrele sunt situate pe o suprafaţă care teoretic are formă geometrică exactă.

R

Forma data a suprafetei

25

Paralelism

Paralelismul unei axe faţă de un sistem de elemente axă-plan: Paralelismul unei axe faţă de un sistem de elemente axă-plan: a) desen, b) zonă de toleranţă.a) desen, b) zonă de toleranţă.

TOLERANTE DE ORIENTARETOLERANTE DE ORIENTARE

26

Checking parallelism between two holes

Checking parallelism between two planes 2

Checking parallelism between hole and bottom

Checking parallelism in vertical plane between two holes

27

PerpendicularitateCampul de toleranta este limitat in planul de masurare deCampul de toleranta este limitat in planul de masurare de

doua linii paralele cu distanta “t” intre ele. Aceste doua liniidoua linii paralele cu distanta “t” intre ele. Aceste doua linii

sunt perpendiculare pe baza de referinta.sunt perpendiculare pe baza de referinta.

SimbolSimbol

28

Checking perpendicularity between face and centerline of a shaft

Checking perpendicularity between two surfaces

Checking perpendicularity between shaft and íts hole

Checking perpendicularity between hole and face

Checking perpendicularity between face and centerline of a shaft 1

29

UNGHIULARITATE

SimbolSimbol

Toleranţa unghiulară se referă la o linie dreaptă sau un plan şi este definităToleranţa unghiulară se referă la o linie dreaptă sau un plan şi este definită în relaţie cu o linie dreaptă, plan sau un sistem de plane.în relaţie cu o linie dreaptă, plan sau un sistem de plane.

30

TOLERANTE DE POZITIEAbaterea de la pozitia

nominala

SimbolSimbol

31

Concentricitate si coaxialitate

SimbolSimbol

32

concentricity measurement

WHAT IS CONCENTRICITY

COAXIALITY OPTICAL MEASUREMENT

33

Simetrie

SimbolSimbol

34

SimbolSimbol

TOLERANTE DE BATAIEBataia radiala

35

Bataia frontala

SimbolSimbol

Camp de toleranta

36

Bataia totala

SimbolSimbol

A CONNECTION BETWEEN: Roundness, Concentricity, Runout

Measuring Crankshaft Runout

37

REGULI PENTRU TOLERAREA FORMEI

• Se inscriu doar toleranţele ale căror caracteristici geometrice sunt importante pentru funcţionare

sau cele care sunt auxiliare din punct de vedere al producţiei, verificării sau asamblării.

• Toleranţele de formă se referă la o singură caracteristică.

• Distincţia se face între toleranţele simple (circularitate) şi cele compuse (cilindricitate) când este

selectat tipul toleranţei.

• Se preferă cele simple dacă sunt permise de funcţionare.

• O toleranţă compusă este întotdeauna o necesitate mai strictă pentru o caracteristică tolerată

decât mai multe simple pentru aceaşi valoare de toleranţă.

• Verificaţi dacă exista probabilitatea utilizării toleranţelor generale pentru caracteristicile

geometrice pentru asigurarea unei informări rapide în legătură cu producerea unei caracteristici

geometrice la un cost normal de producţie cu eforturi de verificare reduse.

• Anumite caracteristici de formă, precum cilindri, pot fi prelucrate doar cu abateri de formă relativ

mari, în special la câmpurile terminale şi considerând valori ale toleranţelor de formă mai mari.

• Verificaţi posibilitatea utilizării principiului de material de material maxim, dacă funcţionarea

permite.

• Dacă nu sunt indicate reguli de evaluare pentru verificarea formei , solicitarea câmpului-minim

trebuie evaluată în caz aleatoriu întotdeauna.