Der Rundlauf ist ein nützliches Kontrollkriterium, wenn ein CNC-gefertigtes Bauteil über ein rotierendes, positionierendes oder abdichtendes Merkmal verfügt, das in einem konstanten Verhältnis zu einer Bezugsebene stehen muss. Typische Beispiele hierfür sind Wellen, Lagerzapfen, Dichtungsdurchmesser, Befestigungsflansche und gedrehte Flächen. Eine Zeichnung kann zwar die richtigen Nenn-Durchmesser angeben, doch bleibt die funktionale Beziehung zwischen diesen Flächen möglicherweise unklar. In diesem Fall sieht ein Bauteil bei einer einfachen Durchmesserprüfung zwar korrekt aus, weist jedoch bei der Drehung oder Montage Funktionsmängel auf.
Eine klare Vorgabe zum Rundlauf hilft den Bearbeitungs- und Prüfteams zu verstehen, was stabil bleiben muss, wenn das Bauteil auf seine Funktionsachse bezogen wird. Außerdem verhindert sie, dass ein Lieferant davon ausgeht, dass jedes konzentrisch erscheinende Merkmal denselben Grad an Kontrolle erfordert. Das praktische Ziel besteht nicht darin, standardmäßig weitere GD&T-Angaben hinzuzufügen, sondern darin, die Beziehung zu verdeutlichen, die die Funktion tatsächlich sicherstellt.
Bei Gran Industries wird der Rundlauf unter Berücksichtigung der Bezugspunktstrategie des Bauteils, der Dreh- oder Fräsreihenfolge, des Materialverhaltens und der Prüfmethode geprüft. Diese frühzeitige Prüfung sorgt sowohl bei Prototypen als auch bei der Serienfertigung für mehr Zuverlässigkeit bei der Angebotserstellung und der Prozessplanung.
Beginnen Sie mit der Teilfunktion, nicht mit dem Symbol
Bevor Sie eine Rundlauftoleranz angeben, sollten Sie festlegen, welche Funktion das Bauteil erfüllen muss. Ein Lagerzapfen muss sich möglicherweise stabil relativ zur Wellenachse drehen. Der Durchmesser einer Dichtung erfordert unter Umständen eine kontrollierte Bewegung, um ungleichmäßigen Kontakt zu vermeiden. Eine Flanschfläche muss möglicherweise ein Taumeln vermeiden, wenn sie an einer Gegenbaugruppe befestigt wird. Dies sind unterschiedliche funktionale Probleme, selbst wenn sich die gesamte Geometrie auf einem einzigen Drehteil befindet.
Zu den nützlichen ersten Fragen gehören:
- Welche Fläche oder welches Bauteil dreht sich, dient zur Positionierung, zur Abdichtung oder zur Befestigung eines anderen Teils?
- Welche Achse dient bei der Montage als funktionale Referenz?
- Gilt die Anforderung für ein kreisförmiges Element, die gesamte Oberfläche oder eine Fläche?
- Welche Störung würde auftreten, wenn die Eigenschaft stärker als der vorgeschlagene Grenzwert variieren würde?
- Wird das Bauteil in derselben Ausrichtung geprüft, in der es auch eingesetzt wird?
Durch die Beantwortung dieser Fragen wird die Rundlaufabweichung an einen konkreten Montagebedarf geknüpft, anstatt sie als allgemeinen Maßstab für die Präzision heranzuziehen.
Wählen Sie eine Bezugssachse, die der Ausrichtung des Bauteils entspricht.
Der Rundlauf wird relativ zu einer Bezugsebene bewertet. Das bedeutet, dass das Bezugselement die Oberfläche, die Bohrung oder die Mittellinie darstellen muss, die das Bauteil im Einsatz tatsächlich positioniert. Für ein Bauteil kann der Wellendurchmesser ein logisches Bezugselement sein, während für eine Nabe oder eine Hülse eine Präzisionsbohrung die bessere Referenz darstellt. Wird das falsche Bezugselement verwendet, kann die Prüfung einen Wert ergeben, der zwar technisch wiederholbar ist, aber keinen Bezug zur tatsächlichen Baugruppe hat.
Aus diesem Grund beginnt die Auslaufplanung mit derselben Bezugspunktlogik, die in Grans Leitfaden zu Bezugspunkte und Bezugsziele. Aus der Zeichnung sollte ersichtlich sein, welches Merkmal die Achse festlegt, wie dieses Merkmal bei der Prüfung abgestützt wird und welche Flächen in Bezug auf diese Achse kontrolliert bleiben müssen.
Verwenden Sie die richtige Steuerung für die Funktion, die Sie schützen möchten
Der Rundlauf ist nicht mit jeder verwandten geometrischen Maßanforderung austauschbar. Eine Durchmessertoleranz regelt die Größe. Eine Geradheitsanforderung kann die Form eines Wellenmerkmals bestimmen. Die Rechtwinkligkeit kann die Ausrichtung einer Fläche zu einer Achse bestimmen. Das Profil kann eine komplexere Oberfläche bestimmen. Der Rundlauf ist dann angebracht, wenn das Verhältnis einer Oberfläche zu einer Bezugachse während der Drehung von funktionaler Bedeutung ist.
Beispielsweise kann ein Dichtungsdurchmesser zwar innerhalb der Maßgrenzen liegen, aber dennoch relativ zur Drehachse variieren. Eine Montagefläche kann bei einer vereinfachten Prüfung zwar senkrecht sein, erfordert aber aufgrund ihrer Passform dennoch eine drehungsbezogene Bewertung. Umgekehrt muss bei einem nicht rotierenden Merkmal möglicherweise gar kein Rundlauf geprüft werden. Entscheidend ist, die Kontrollmaßnahme zu wählen, die das tatsächliche Risiko beschreibt, und nicht die, die am restriktivsten klingt.
Was die übergreifende gestalterische Sprache hinter dieser Entscheidung betrifft, so ist die ASME Y14.5-Norm ist die maßgebliche Referenz für die Praxis der Bemaßung und Tolerierung. In einer Angebotsanfrage ist ein kurzer Hinweis zur Funktion der Baugruppe oft genauso hilfreich wie das Symbol selbst.
Geben Sie die kontrollierte Fläche deutlich an
Geben Sie genau an, auf was sich die Rundlauftoleranz bezieht. Geben Sie bei einem zylindrischen Merkmal den jeweiligen Durchmesser oder die jeweilige Oberfläche an. Stellen Sie bei einer Fläche klar, dass diese relativ zur Bezugsebene definiert ist. Gehen Sie bei einer abgestuften Welle nicht davon aus, dass eine Bemaßung automatisch jeden Durchmesser, jede Schulter oder jede Nut beschreibt. Jedes Merkmal sollte entsprechend seiner Funktion in der Baugruppe bewertet werden.
Diese Klarheit ist wichtig, wenn ein Bauteil gedrehte und gefräste Merkmale vereint. Ein bearbeiteter Flansch, ein Gewindeabschnitt, eine Präzisionsbohrung oder eine Befestigungsfläche erfordern möglicherweise jeweils eine unterschiedliche Ausrichtung zur Hauptachse. Zugehörige Details wie Präzisionslöcher und Schultern und Passflächen sollten als eigenständige funktionale Anforderungen lesbar bleiben.
Beachten Sie die Einrichtungsreihenfolge, bevor Sie die Toleranz festlegen.
Ein geringer Rundlaufwert kann sich darauf auswirken, wie ein Betrieb die Abfolge von Drehen, Fräsen, Spannen und Prüfen gestaltet. Wenn kritische Durchmesser in einer gemeinsamen Aufspannung anhand desselben Bezugspunkts bearbeitet werden können, ist es oft einfacher, ihre gegenseitige Lage beizubehalten. Muss das Werkstück jedoch entnommen, gewendet, wärmebehandelt, beschichtet oder in mehreren Arbeitsgängen bearbeitet werden, kann der Prozess zusätzliche Schritte zur Bezugspunktermittlung, zum Aufmaß oder zur Prüfung erfordern.
Auch Material und Geometrie spielen eine Rolle. Lange, schlanke Wellen können sich durchbiegen. Dünne Flansche können sich beim Einspannen verschieben. Baugruppen aus Aluminium, Edelstahl, technischen Kunststoffen und Kohlefaser reagieren unterschiedlich auf Stütz- und Schnittkräfte. Bei der entsprechenden Steuerung sollten die Steifigkeit des Bauteils und das Fertigungsverfahren berücksichtigt werden, anstatt einen Wert aus einer nicht relevanten Zeichnung zu übernehmen.
Das ist derselbe Kosten-Risiko-Abwägungsprozess, der in Grans Artikel über enge Toleranzen, Kosten und Lieferzeit. Ein engerer Toleranzwert ist gerechtfertigt, wenn dadurch die Lebensdauer der Lager, die Dichtungen, die Schwingungsfestigkeit oder die Ausrichtungsgenauigkeit bei der Montage gewährleistet wird. Er verursacht jedoch vermeidbaren Arbeitsaufwand, wenn die Funktion nicht davon abhängt.
Prüfung der Ebene entlang derselben Bezugsebene
Die Rundlaufprüfung ist nur dann aussagekräftig, wenn das Bauteil anhand des in der Zeichnung festgelegten Bezugspunkts positioniert wird. Je nach Bauteil kann dies die Verwendung von Spitzen, einer Präzisionsvorrichtung, eines Bohrungssimulators, einer Spindel oder einer anderen kontrollierten Referenz erfordern. Das Messgerät, das KMG-Programm oder die Fertigungslehre sollte die Oberfläche anhand derselben Bezugspunktlogik bewerten, die auch in der Konstruktion vorgesehen ist.
Vereinbaren Sie vor Produktionsbeginn Folgendes:
- Das Referenzelement und dessen Simulation
- Die zu prüfende Oberfläche, der Durchmesser oder die Fläche
- Unabhängig davon, ob die Anforderung an einem bestimmten Ort oder über die gesamte Funktionsfläche hinweg bewertet wird
- Ob für das Bauteil Erstmusterprüfnachweise, Zwischenkontrollen oder Endkontrollprotokolle erforderlich sind
- Alle Zustände nach der Endbearbeitung, Beschichtung, Montage oder Wärmebehandlung, die die Abnahme beeinflussen
Wenn die Funktion von entscheidender Bedeutung ist, fügen Sie sie in die Erstmusterprüfung Plan. Das ist in der Regel sinnvoller, als erst nach Fertigstellung einer Charge Unstimmigkeiten bei den Daten oder Messwerten festzustellen.
Was sollte in einer Angebotsanfrage enthalten sein, wenn es auf den Rundlauf ankommt?
Eine aussagekräftigere Angebotsanfrage liefert dem Lieferanten genügend Kontext, um ein Angebot für den tatsächlichen Bedarf zu erstellen. Fügen Sie, sofern verfügbar, die 2D-Zeichnung und das 3D-Modell bei, geben Sie die Bezugsebene an, kennzeichnen Sie die kontrollierten Merkmale und erläutern Sie, ob es um die Passung eines Lagers, die Abdichtung, die Drehung, den Flanschaufsatz oder eine andere Montagefunktion geht. Fügen Sie Angaben zu Werkstoff, Stückzahl, Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit sowie alle Prüfunterlagen hinzu, die für die Abnahme des Prototyps oder der Serienproduktion erwartet werden.
Es ist außerdem sinnvoll, alle Passteile oder Montagebedingungen zu kennzeichnen, die die Verbindung kritisch machen. Je klarer die Funktionsachse und die Abnahmemethode definiert sind, desto weniger wird das Angebot auf Annahmen beruhen.
Eindeutige Auslaufangaben gewährleisten zuverlässige Sonderanfertigungen
Der Rundlauf ist am effektivsten, wenn er eine bestimmte Funktionsfläche relativ zu der Bezugsebene kontrolliert, die das Bauteil in der Baugruppe verwendet. Mit einer klar definierten Bezugsebene, einer gezielten Bemaßung, einer praktikablen Toleranz und einem darauf abgestimmten Prüfplan können CNC-Bearbeitungsteams einen stabilen Prozess wählen und das Ergebnis zuverlässig überprüfen.
Gran Industries kann vor der Angebotserstellung Zeichnungen hinsichtlich rotierender, positionierender, abdichtender und präzisionsgefertigter Bauteile prüfen. Bei einem neuen Projekt für Sonderanfertigungen, Schick die Zeichnung und die Projektdetails an Gran für Rückmeldungen zur Fertigung.
