Třídy tolerancí v souladu s normou  ISO 22081 a DIN ISO 2768: Optimalizované použití obecných tolerancí

Tento článek se zabývá tématem obecných tolerancí a jejich úkoly v procesu projektování.

Tolerance jsou základním aspektem výroby mechanicky pohyblivých dílů, protože zajišťují správnou interakci komponent. Obecné tolerance a jejich třídy tolerance se používají ke zjednodušení výkresů.

Norma DIN ISO 2768 určuje tolerance. Mnoho konstruktérů používá obecné tolerance jako zjednodušenou změnu tolerancí pro usnadnění procesu návrhu.

Co jsou tolerance v konstrukci?

Tolerance jsou v projektování obecně definovány jako odchylka rozměru od jeho ideální hodnoty. Tato odchylka je rozdělena do tříd tolerance, které určují účinky odchylky. DIN ISO 2768 definuje, které tolerance jsou vhodné pro jaké aplikace.

Nejdůležitější termíny jsou:

• Jmenovitý rozměr
• Horní rozměr (+/-), také nazývaný maximální rozměr
• Spodní rozměr (+/-), také nazývaný minimální rozměr
• Limitní rozměr
• Úprava: Je rozměrový vztah (typ a způsob) dvou složek. Například, jak ložisko a hřídel k sobě padnou; jak velká je „vůle“ mezi těmito dvěma komponentami.

Tolerance s horními a spodními rozměry se také označuje jako limit tolerance.

Pro obráběné díly platí norma DIN ISO 2768, která popisuje následující vlastnosti:

• pro délky, zalomené hrany a průměry
• pro úhly
• pro soustřednost a axiální vyosení
• pro tvar a polohu
• pro symetrii
• pro kolmost
• pro rovinnost a rovnost

V budoucnu bude norma DIN ISO 2768 nahrazena novou normou ISO 22081.

Tolerance podle ISO 22081

Jako konstruktér můžete díky normě ISO 22081 optimálně zjednodušit specifikace produktů a prokázat shodu díky jasnému a úplnému popisu všech funkcí, které nejsou relevantní, s přihlédnutím ke speciálním vlastnostem výrobní technologie a fyziky materiálu. Pečlivé uplatňování obecných tolerancí může pomoci zjednodušit návrh a zajistit, aby výsledky splňovaly požadavky.

Konstruktéři používající normu ISO 22081 musí optimálně využívat obecné třídy tolerance a obecné geometrické specifikace. Místo určení hodnot tolerance určuje norma ISO 22081 pouze konkrétní funkci:

• Funkce pro pozici
• Funkce pro profil povrchu
• Funkce pro profil linie
• Funkce pro celkové házení a axiální házení
• Funkce pro přímost
• Funkce pro symetrii
• Funkce kolmost
• Funkce pro pozici a tvar
• Funkce pro rovnost
• Funkce pro vzdálenost
• Funkce pro rovnoběžnost
• Funkce pro souosost
• Funkce soustřednost
• Funkce pro sklon a úhel
• Funkce pro zaoblenost

Uživatel se pak musí sám rozhodnout, která hodnota tolerance (konstantní nebo proměnná) je nejvhodnější pro implementaci funkce, a musí také určit povinný úplný datový systém se všemi tolerovanými nominálními geometrickými prvky.

POZNÁMKA: Kompletní a jasná dokumentace k produktu a shoda s produktem jsou povinným předpokladem pro splnění rostoucí globální spolupráce a outsourcingu. Jako konstruktér je důležité znát třídy tolerance a ISO 22081, abyste je mohli optimálně používat při projektování.

Co musíte vzít v úvahu při používání normy DIN ISO 22081?

Pokud si jako návrhář přejete dosáhnout optimalizovaného využití tříd tolerancí a normy DIN ISO 22081, měli byste zvážit následující kritéria pro vyloučení, abyste se vyhnuli nejednoznačnostem. Zde uvádíme nejdůležitější výjimky:

• DIN ISO 22081 se nevztahuje na všechny integrální geometrické prvky odvozené od integrálních měřicích prvků velikosti, které lze použít s individuální geometrickou specifikací. Ty jsou definovány buď přímo v technické dokumentaci produktu, nebo nepřímo atributy CAD v sadě digitálních dat pro definici produktu.
• Norma DIN ISO 22081 se nevztahuje na prvky lineárních rozměrů ani na částečné oblasti prvků lineárních rozměrů, které podléhají obecné specifikaci rozměrů nebo mají individuální specifikaci rozměrů, která je definována buď přímo v technické dokumentaci produktu, nebo nepřímo atributy CAD v sadě digitálních dat pro definici produktu.
• Je důležité vědět, že ISO 22081 se nevztahuje na referenční prvky specifikované v referenčním poli indikátoru tolerance obecné geometrické specifikace.

Tolerance podle normy DIN ISO 22081

Mezinárodní standardizační organizace (ISO) vyvinula normu DIN ISO 22081 pro třídy tolerance v oblasti návrhu a strojírenství. Norma DIN ISO 22081 obsahuje čtyři základní tolerance: toleranci usazení, toleranci geometrie, rozměrovou toleranci a toleranci polohy a zarovnání.

Tolerance usazení definuje rozměry a usazení, které je třeba dodržovat při instalaci součástí. Také určuje, jak blízko může být mezera mezi díly.

Geometrická tolerance definuje tvar a velikost určitých komponent a zajišťuje, že mají požadovanou přesnost.

Rozměrová tolerance se týká rozměrů a tolerancí komponenty a používá se k minimalizaci účinků nežádoucích odchylek při výrobě komponent.

Tolerance polohy a zarovnání řídí směr a polohu, ve které musí být komponenta nainstalována, aby byla dosažena určitá přesnost.

Co musíte dodržovat ve standardu DIN ISO 2768

Na konci roku 2022 byly zveřejněny nové mezinárodní normy pro obecné tolerance. DIN ISO 22081 brzy nahradí starou normu DIN ISO 2768.

Stará norma DIN ISO 2768 je stále platná (od března 2023), a proto ji lze i nadále používat.

U nových návrhů se doporučuje použít novou normu DIN ISO 22081.

Jako japonský výrobce vyrábí společnost MISUMI své výrobky podle japonské normy JIS B0401, která je identická s normou ISO 22081.

Výběr vhodné třídy tolerance a co je třeba dodržovat

Obecné tolerance jsou rozděleny do tříd.

Proces projektování musí brát v úvahu následující faktory:

• požadovaná přesnost přizpůsobení
• Náklady

DŮLEŽITÉ: Třída tolerance také definuje náklady na výrobu nebo pořízení součásti. Čím nižší je tolerance, tím vyšší jsou náklady

Obecné tolerance jsou rozděleny na:

• f (f) jemná – např. přesné strojírenství
• m (m) střední – např. mechanické inženýrství (obvykle přesnost obrábění)
• c (c) hrubá – např. odlitky
• v (v) velmi hrubá – v dnešní době se téměř nepoužívá, protože moderní výrobní metody umožňují vyšší přesnost

Jak jsou třídy tolerance a tolerance zmiňovány a zobrazeny v technických výkresech?

Záhlaví technického výkresu definuje toleranci pro celý výkres s pomocí zkratky. Přesná specifikace je popsána v normách DIN 406-10 a DIN 406-11.

Například:

• DIN ISO 2768-m (pro střední)
• Obecná tolerance DIN ISO 2768-c (pro hrubou)

Programy CAD automaticky zobrazují nastavení tolerance, takže není nutné je vkládat ručně.

Jaké tolerance je ještě třeba dodržovat?

DIN ISO 2768 nebo ISO 22081 se vztahuje na obráběné součásti.

Další standardy se vztahují na jiné výrobní procesy, například:

• DIN 16742 na vstřikované díly
• DIN 12020 na výrobu hliníkových profilů
• ISO 20457 na plastové díly

Kontrola kvality tolerancí a součástí – jak dosáhnout přesných výsledků

Jako výrobci víme, jak důležité je, aby komponenty, které navrhujeme a vyrábíme, splňovaly nejvyšší standardy kvality. Měření tolerancí je důležitou součástí naší kontroly kvality.

Použitím různých tolerancí může být vaše komponenta vyrobena tak, aby splňovala požadavky na konstrukci.

Jako japonský výrobce vyrábí společnost MISUMI své výrobky podle normy JIS B0401, která je identická s normou ISO 22081.

MISUMI používá pro mnoho komponent obzvláště přesné tolerance h5/g6. Další informace naleznete v našich tabulkách tolerancí v souladu s normou JIS B04011, 2 (1998).

Tabulky tolerancí pro rozměry podle DIN ISO 2768-1

DIN ISO 2768-1 specifikuje rozměrové tolerance.

Tabulky tolerancí pro tvar a pozici podle DIN ISO 2768-2

DIN ISO 2768-2 definuje tolerance tvaru a polohy.

Kromě obecných tolerancí můžete dále omezit tolerance hřídelí a dříků v tabulkách možností zde.