ASME Y14.5 ist ein etablierter, weit verbreiteter GD&T Standard, der alle notwendigen Informationen für ein umfassendes GD&T System enthält. Dieser Artikel gibt einen detaillierten Einblick in den Inhalt, die Geschichte und den Zweck der Norm.
GD&T und Normung
Geometrische Bemaßung und Tolerierung, kurz GD&T, ist eine Symbolsprache, die zur Kommunikation von Informationen auf technischen Zeichnungen verwendet wird. Um in jeder Schriftsprache korrekt kommunizieren zu können, müssen Schreiber und Leser das gleiche Verständnis der Symbole und der Struktur dieser Sprache haben. Eine Möglichkeit, dieses gemeinsame Verständnis sicherzustellen, ist die Veröffentlichung eines Dokuments, das die korrekte Verwendung der Sprache beschreibt. Dieses Konzept ist als Standardisierung bekannt, und es ist für GD&T genauso wichtig wie für jede andere Sprache. Die Kenntnis des GD&T-Standards, den Ihr Unternehmen verwendet, ist unerlässlich, um sicherzustellen, dass die Zeichnungsinformationen richtig interpretiert werden.
Es gibt zwei Hauptnormen für Geometrische Bemaßung und Tolerierung, die heute verwendet werden. Die International Organization for Standardization (ISO) veröffentlicht eine Gruppe von Normen, die als Geometrische Produktspezifikationen oder ISO GPS-Normen bekannt sind, und die American Society of Mechanical Engineers veröffentlicht die Norm ASME Y14.5. Dieser Artikel konzentriert sich auf die Norm ASME Y14.5 und gibt einen kurzen Überblick über ihre Geschichte, ihren Zweck und ihren Inhalt.
ASME UND GESCHICHTE DER Y14.5
ASME ist ein Akronym für The American Society of Mechanical Engineers, eine gemeinnützige Organisation, die gegründet wurde, um Ingenieurwissen zu fördern, zu standardisieren und zu verbreiten. Innerhalb der ASME ist das Subcommittee 5 des Komitees Y14 Engineering Product Definition and Related Documentation Practices für die Pflege und Aktualisierung der Norm Y14.5 verantwortlich.
Die moderne ASME-Norm für Bemaßung und Tolerierung hat ihre Wurzeln in der Militärnorm MIL-STD-8 aus dem Jahr 1949, aber es ist die Veröffentlichung der Y14.5 aus dem Jahr 1982, die allgemein als die erste Norm gilt, die GD&T vollständig integriert. Seitdem wurde die ASME-Norm in etwa 10-jährigen Abständen aktualisiert, zuletzt 2018:
1982 – ANSI Y14.5M
1994 – ASME Y14.5M
2009 – ASME Y14.5
2018 – ASME Y14.5
Von den Unternehmen in den USA, Kanada und Australien, die die ASME-Norm übernommen haben, verwendet etwa die Hälfte die Version von 2009, und mehr als ein Viertel verwendet noch die Veröffentlichung von 1994. Ein relativ kleiner Prozentsatz der Unternehmen verwendet die Version 2018. Bei GD&T basics verwenden wir die Norm 2009, und dieser Artikel basiert auf dieser Version.
UMFANG UND ORGANISATION DER NORM
Die ASME-Website beschreibt die Norm Y14.5 wie folgt:
„Die Norm Y14.5 gilt als die maßgebliche Richtlinie für die Konstruktionssprache der geometrischen Bemaßung und Tolerierung (GD&T.) Sie legt Symbole, Regeln, Definitionen, Anforderungen, Vorgaben und empfohlene Praktiken für die Angabe und Interpretation von GD&T und verwandten Anforderungen zur Verwendung auf technischen Zeichnungen, in digitalen Datendateien definierten Modellen und in verwandten Dokumenten fest.“
Die Norm soll für Einheitlichkeit bei der Zeichnungsspezifikation und -interpretation sorgen und so das Rätselraten im Fertigungsprozess reduzieren. Auf diese Weise zielt die Y14.5 darauf ab, die Qualität zu verbessern, die Kosten zu senken und die Lieferzeiten zu verkürzen, wo immer mechanische Teile konstruiert oder hergestellt werden. Es ist erwähnenswert, dass sich die Norm auf die Kommunikation der beabsichtigten Geometrie konzentriert und nicht versucht, die Prüfung oder Messung von geometrischen Merkmalen zu behandeln. Stattdessen wird der Anwender auf eine separate Norm für Vorrichtungen und Messprinzipien verwiesen (ASME Y14.43).
Der Großteil des Inhalts der Norm Y14.5 ist in neun Hauptabschnitte mit einem kurzen Vorwort, den Anhängen A bis E und einem Index unterteilt. Die ersten drei Abschnitte des Textes enthalten Informationen über allgemeine GD&T-Prinzipien, wobei der vierte Abschnitt sich auf Bezugsrahmen bezieht. Die Abschnitte fünf bis neun beschreiben jeweils die Tolerierung einer der folgenden grundlegenden Kategorien: Form, Orientierung, Lage, Profil und Rundlauf.
ABSCHNITT 1 – ANWENDUNGSBEREICH, DEFINITIONEN UND ALLGEMEINE BEMAßUNG
Dieser Abschnitt umreißt den Anwendungsbereich und die Absicht der Norm, die wir oben im Detail beschrieben haben. Er enthält auch Definitionen von Schlüsselbegriffen, die in der Norm verwendet werden. Außerdem werden in diesem Abschnitt grundlegende Regeln für die Bemaßung umrissen und eine Reihe von Beispielen angeführt, die die richtige Bemaßung für viele verschiedene Arten von Merkmalen veranschaulichen.
Abschnitt 2 – ALLGEMEINE TOLERANZEN UND ZUGEHÖRIGE GRUNDSÄTZE
In diesem Teil der Norm werden Praktiken zur Angabe von Toleranzen bei Längen- und Winkelmaßen festgelegt, und es werden Modifikatoren und Schlüsselprinzipien eingeführt. Regel Nr. 1, oder das Hüllprinzip, wird hier beschrieben, ebenso wie Maximale Materialbedingung (MMC), Geringste Materialbedingung (LMC), Unabhängig von der Merkmalsgröße (RFS) und andere wichtige Konzepte.
Abschnitt 3 – SYMBOLOGIE
Dieser Abschnitt standardisiert die Symbole für die Angabe von geometrischen Merkmalen und anderen Maßanforderungen auf technischen Zeichnungen. Die folgende Tabelle zeigt Symbole für die geometrischen Merkmale. Viele weitere Symbole werden in diesem Abschnitt aufgeführt und beschrieben, darunter Symbole für Bezugspunkte, Modifikatoren, Senkungen, Kegel und andere.
| Typ der Toleranz |
Symbol | Stelle in der Norm |
GD&T Grundlagen Symbolseite |
| Form | Geradheit |
www.gdandtbasics.com/straightness/ | |
| Form | Ebenheit |
5.4.2 | www.gdandtbasics.com/flatness/ |
| Form | Zirkularität |
5.4.3 | www.gdandtbasics.com/circularity/ |
| Form | Zylindrizität |
5.4.4 | www.gdandtbasics.com/cylindricity/ |
| Orientierung | Angularität  |
6.3.1 | www.gdandtbasics.com/angularity/ |
| Orientierung | Senkrechtität  |
6.3.3 | www.gdandtbasics.com/perpendicularity/ |
| Orientierung | Parallelität  |
6.3.2 | www.gdandtbasics.com/parallelism/ |
| Standort | Position  |
7.2 | www.gdandtbasics.com/true-position/ |
| Standort | Konzentrizität  |
7.6.4 | www.gdandtbasics.com/concentricity/ |
| Location | Symmetrie  |
7.7.2 | www.gdandtbasics.com/symmetry/ |
| Profil | Profil einer Linie  |
8.2.1.2 | www.gdandtbasics.com/profile-of-a-line/ |
| Profil | Profil einer Oberfläche  |
8.2.1.1 | www.gdandtbasics.com/profile-of-a-surface/ |
| Runout | Kreisförmiger Runout  |
9.4.1 | www.gdandtbasics.com/runout/ |
| Runout | Total Runout  |
9.4.2 | www.gdandtbasics.com/total-runout/ |
In diesem Abschnitt wird auch das Konzept des Merkmalskontrollrahmens vorgestellt. Der Feature-Kontrollrahmen ist der rechteckige Rahmen, der Symbole, Toleranzwerte, Modifikatoren und Nullpunktreferenzen umgibt, um eine geometrische Toleranz zu erzeugen.
Abschnitt 4 – BEZUGSPUNKT-RAHMEN
Regeln für die Auswahl und Referenzierung von Bezugs-Features werden in diesem Abschnitt ausführlich behandelt, mit zahlreichen Beispielen. Ein Bezugspunkt ist ein theoretisch exakter Punkt, eine Linie oder eine Ebene. In GD&T werden ein oder mehrere Bezugspunkte festgelegt und andere Features in Relation zu diesen festgelegt. Ohne einen Bezugspunkt kann sich ein Teil in drei Raumrichtungen bewegen oder um drei verschiedene Achsen drehen. Diese sechs Bewegungen werden als Freiheitsgrade bezeichnet. Durch die Referenzierung eines Teils auf Bezugspunkte können diese Freiheitsgrade eingeschränkt werden.
ABSCHNITTE 5 BIS 9 – TOLERANZARTEN UND GEOMETRISCHE EIGENSCHAFTEN
Jeder dieser Abschnitte behandelt eine der fünf grundlegenden Toleranzarten. Innerhalb jedes Toleranztyps sind mehrere geometrische Merkmale definiert worden. Abbildung 3-1 oben zeigt die Organisation dieser Merkmale sowie die entsprechenden Symbole. Wenn Sie mehr über eines der geometrischen Merkmale erfahren möchten, klicken Sie auf den eingebetteten Link.
ABSCHNITT 5 FORM
In diesem Abschnitt wird erklärt, wie man Toleranzen für Geradheit, Ebenheit, Rundheit und Zylindrizität richtig angibt. Diese Toleranzen werden verwendet, wenn Maßtoleranzen keine ausreichende Kontrolle über die Teilegeometrie bieten. Formtoleranzen sind nicht auf Bezugspunkte anwendbar.
ABSCHNITT 6 – ORIENTATION
Winkeligkeit, Rechtwinkligkeit und Parallelität sind die drei Orientierungsbeziehungen. Diese Toleranzen werden verwendet, um die Drehung eines Features relativ zu einem Bezugspunkt zu steuern. Sie können nicht zur Steuerung der Position verwendet werden.
ABSCHNITT 7 – LOKATION
Position, Konzentrizität und Symmetrie sind die drei Arten von Lagetoleranzen. Diese werden verwendet, um die Lage von Elementen in Bezug zueinander oder relativ zu einem Bezugspunkt zu kontrollieren.
ABSCHNITT 8 – PROFILE
Ein Profil ist definiert als der Umriss einer Fläche. Es gibt zwei Arten von Profiltoleranzen – das Profil einer Fläche und das Profil einer Linie. Das Profil einer Linientoleranz steuert die Form einer Fläche relativ zu einem vordefinierten idealen Querschnitt dieser Fläche. In diesem Fall kann das ideale oder „wahre“ Profil als eine zweidimensionale Form definiert werden. Das Profil einer Flächentoleranz wird verwendet, um die Form einer Fläche relativ zu einer idealen oder „wahren“ dreidimensionalen Fläche zu kontrollieren. In der Norm heißt es: „Eine digitale Datendatei oder eine entsprechende Ansicht auf einer Zeichnung muss das wahre Profil definieren“. Abhängig von der Profilform und den referenzierten Bezugspunkten können Profiltoleranzen die Größe, Form, Ausrichtung und/oder Lage steuern.
Abschnitt 9 – RUNOUT
Runout ist eine Toleranz, die verwendet wird, um die Abweichung einer Oberfläche zu kontrollieren, wenn sie um eine Bezugsachse gedreht wird. Die Oberfläche kann entweder parallel oder senkrecht zur Bezugsachse sein. Rundlauf ist der Begriff, der angibt, dass die Rundlauftoleranz nur für eine einzelne Fläche gilt, während der Begriff Gesamtrundlauf angibt, dass die Toleranz für alle Flächen mit Rotationssymmetrie um die Bezugsachse gilt.
ANHÄNGE
Anhänge A bis E enthalten zusätzliche Informationen. Zum Beispiel bieten die Anhänge A und D ein Protokoll der Änderungen gegenüber der vorherigen Version der Norm und eine Zusammenfassung früherer Verfahren, die nicht mehr Teil der Norm sind. Anhang B enthält Formeln und Definitionen, die die Passung von Gegenstücken beschreiben, während Anhang C detailliert beschreibt, wie GD&T-Symbole zu zeichnen sind und Querverweise auf ihre ISO-Gegenstücke enthält. Anhang E schließlich enthält Flussdiagramme, die dem Anwender helfen, geometrische Randbedingungen zu entwickeln, die die Konstruktionsabsicht am besten beschreiben.
KEY TAKE-AWAYS
Geometrische Bemaßung und Tolerierung wird verwendet, um detaillierte Informationen auf technischen Zeichnungen zu kommunizieren. Die Standardisierung von GD&T und die Kenntnis dieser Normen ist entscheidend, um sicherzustellen, dass die Konstruktionsabsicht richtig kommuniziert wird. ASME Y14.5 ist eine etablierte, weit verbreitete GD&T-Norm, die alle notwendigen Informationen für ein umfassendes GD&T-System enthält.
- Die Norm ASME Y14.5 legt Symbole, Definitionen und Regeln für die geometrische Bemaßung und Tolerierung fest.
- Der Zweck der Norm ist es, eine klare Kommunikation von detaillierten Informationen während des gesamten Konstruktions- und Fertigungsprozesses für mechanische Teile zu gewährleisten.
- Vier Versionen der Norm wurden veröffentlicht, wobei die Version von 2009 die am häufigsten verwendete ist.
- Die Norm ist in neun Teile gegliedert, wobei Details zu den geometrischen Merkmalen in den Teilen fünf bis neun enthalten sind.