Warum gibt es Konzepte von Toleranz und Passung?
Alle hergestellten Produkte können die theoretischen numerischen Anforderungen in Größe und Form nicht vollständig erfüllen, egal wie präzise die Ausrüstung ist und wie sehr wir uns auch bemühen. Das ist die Kluft zwischen Ideal und Realität!
Wie können also die Anforderungen an die Austauschbarkeit von Teilen erfüllt werden? Das heißt, jedes Teil einer Charge von Teilen oder Komponenten derselben Spezifikation kann die angegebenen Leistungsanforderungen erfüllen, ohne dass eine Auswahl oder zusätzliche Änderungen erforderlich sind. Dies erfordert, dass die Abmessungen der Produktionsteile innerhalb des zulässigen Toleranzbereichs liegen.
01
Begriffe im Zusammenhang mit Toleranz
Bei der Bearbeitung von Teilen ist es aufgrund des Einflusses von Werkzeugmaschinengenauigkeit, Werkzeugverschleiß, Messfehlern usw. nicht möglich, die Abmessungen der Teile absolut genau zu bearbeiten. Um die Austauschbarkeit sicherzustellen, muss der Bearbeitungsfehler der Teileabmessungen auf einen bestimmten Bereich begrenzt und das Ausmaß der Maßabweichung angegeben werden.
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1) Grundgröße
Die Abmessungen werden während der Konstruktion auf Grundlage der Festigkeits- und Strukturanforderungen des Teils bestimmt.
2) Tatsächliche Größe
Durch Messung ermittelte Abmessungen.
3) Extreme Größe
Zwei Grenzen für zulässige Größenabweichungen. Sie wird anhand der Grundgröße ermittelt. Der größere der beiden Grenzwerte wird als maximale Grenzgröße bezeichnet; die kleinere wird als minimale Grenzgröße bezeichnet.
4) Maßabweichung (sogenannte Abweichung)
Die algebraische Differenz, die man durch Subtrahieren einer bestimmten Größe von ihrer Basisgröße erhält. Zu den Maßabweichungen zählen:
Obere Abweichung=maximale Grenzgröße – Grundgröße
Untere Abweichung=Mindestgrenzgröße – Grundgröße
Die oberen und unteren Abweichungen werden zusammenfassend Grenzabweichungen genannt und die oberen und unteren Abweichungen können positiv, negativ oder Null sein.
Nationale Standards schreiben vor, dass der obere Abweichungscode des Lochs ES und der untere Abweichungscode des Lochs EI ist. Der obere Abweichungscode der Welle ist es und der untere Abweichungscode der Welle ist ei.
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▲Toleranzzonendiagramm
5) Maßtoleranz (als Toleranz bezeichnet)
Abweichungen in den Abmessungen sind zulässig.
Maßtoleranz=maximale Grenzgröße – minimale Grenzgröße
=obere Abweichung – untere Abweichung
Da die maximale Grenzgröße immer größer ist als die minimale Grenzgröße, d. h. die obere Abweichung ist immer größer als die untere Abweichung, muss die Maßtoleranz positiv sein.
6) Diagramm Nulllinie, PR-Zone und Toleranzzone
Die Nulllinie ist eine Referenzlinie zur Bestimmung der Abweichung im Toleranzzonendiagramm, also die Nullabweichungslinie. Normalerweise stellt die Nulllinie die Grundgröße dar. Markieren Sie „0“, „+“ und „-“ am linken Ende der Nulllinie. Die Abweichung über der Nulllinie ist positiv; die Abweichung unterhalb der Nulllinie ist negativ. Die Toleranzzone ist ein Bereich, der durch zwei gerade Linien begrenzt wird, die die obere und untere Abweichung darstellen. Die Breite und Position der Toleranzzone sind die beiden Elemente, aus denen die Toleranzzone besteht.
7) Standardtoleranz und Standardtoleranzklasse
Standardtoleranz ist jede in nationalen Normen aufgeführte Toleranz zur Bestimmung der Größe der Toleranzzone. Standardtoleranzniveaus sind Niveaus, die die Genauigkeit von Maßen bestimmen. Standardtoleranzen sind in 20 Ebenen unterteilt, nämlich IT01, IT0, IT1~IT18, die Standardtoleranzen darstellen. Arabische Ziffern geben Standardtoleranzniveaus an. Unter ihnen ist die IT01-Stufe die höchste, die Stufen nehmen in der Reihenfolge ab und die IT18-Stufe ist die niedrigste. Für eine bestimmte Grundgröße gilt: Je höher das Standardtoleranzniveau, desto kleiner ist der Standardtoleranzwert und desto höher ist die Genauigkeit der Größe.
8) Grundabweichung
Wird verwendet, um die obere oder untere Abweichung der Toleranzzone relativ zur Nulllinienposition zu bestimmen. Bezieht sich im Allgemeinen auf die Abweichung nahe der Nulllinie. Liegt die Toleranzzone oberhalb der Nulllinie, ist die Grundabweichung die untere Abweichung. Liegt die Toleranzzone unterhalb der Nulllinie, ist die Grundabweichung die obere Abweichung.
Je nach tatsächlichem Bedarf schreibt die nationale Norm 28 verschiedene Grundabweichungen für Löcher und Wellen vor, wie in der folgenden Abbildung dargestellt. Die grundsätzlichen Abweichungswerte von Bohrungen und Wellen können den entsprechenden Tabellen entnommen werden.
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▲ Grundlegende Abweichungsreihe
Wie aus der obigen Abbildung ersichtlich ist:
1) Der Grundabweichungscode wird durch lateinische Buchstaben dargestellt, die Großbuchstaben stellen den Grundabweichungscode dar und die Kleinbuchstaben stellen den Grundabweichungscode der Achse dar. Da die Grundabweichung in der Abbildung nur die Größe der Toleranzzone darstellt, ist ein Ende der Toleranzzone als Öffnung gezeichnet.
2) Diese Abweichung reicht von A bis H als untere Abweichung, von J bis ZC als obere Abweichung und die obere und untere Abweichung von JS betragen +IT/2 bzw. -IT/2.
3) Die Grundabweichung der Achse von a nach h ist die obere Abweichung, j nach zc ist die untere Abweichung und die obere und untere Abweichung von js betragen +IT/2T bzw. -IT/2. Aus der Grundabweichung und der Standardtoleranz kann eine weitere Abweichung von Bohrung und Schaft berechnet werden.
02
Terminologie im Zusammenhang mit der Koordination
Als Passung bezeichnet man in der Maschinenmontage den Zusammenhang zwischen den Toleranzfeldern von Bohrungen und Wellen, die das gleiche Grundmaß haben und miteinander kombiniert werden. Da die tatsächlichen Abmessungen von Loch und Schaft unterschiedlich sind, kann es nach der Montage zu „Lücken“ oder „Interferenzen“ kommen. Bei der Passung zwischen Loch und Welle ist die algebraische Differenz, die man durch Subtrahieren der Größe der Welle von der Größe des Lochs erhält, eine Lücke, wenn sie ein positiver Wert ist, und eine Interferenz, wenn sie ein negativer Wert ist.
(1) Arten der Koordination
Passungen werden je nach Unterschied in Lücken oder Interferenzen in drei Kategorien eingeteilt:
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1) Spielpassung
Die Toleranzzone des Lochs liegt über der PR-Zone des Schafts. Jedes Lochpaar, das mit der Welle übereinstimmt, wird zu einer Passung mit einem Spalt (einschließlich eines Mindestspalts von Null), wie in Abbildung A oben dargestellt.
2) Presspassung
Die Toleranzzone der Bohrung liegt unterhalb der Toleranzzone der Welle. Bei jedem Lochpaar, das mit der Welle übereinstimmt, handelt es sich um eine Passung mit Übermaß (einschließlich eines Mindestspiels von Null), wie in Abbildung b oben dargestellt.
3) Übermäßige Kooperation
Die Toleranzfelder der Löcher überschneiden sich mit den Toleranzfeldern der Welle. Wenn ein Lochpaar mit der Welle übereinstimmt, besteht möglicherweise ein Spalt oder eine Presspassung, wie in Abbildung c oben dargestellt.
(2) Koordiniertes Benchmark-System
Nationale Normen schreiben zwei Benchmark-Systeme vor, wie in der folgenden Abbildung dargestellt.
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▲Zwei Benchmark-Systeme
1) Grundlegendes Lochsystem
Die Toleranzzone des Lochs mit einer bestimmten Grundabweichung und die Toleranzzone der Welle mit der Grundabweichung bilden ein passendes System, wie in Abbildung a dargestellt. Das heißt, bei einer Passung mit den gleichen Grundabmessungen ist die Position der Toleranzzone der Bohrung festgelegt, und durch Ändern der Position der Toleranzzone der Welle werden unterschiedliche Passungen erzielt. Das aus der Grundbohrung bestehende Loch wird als Bezugsloch bezeichnet. Die nationale Norm schreibt vor, dass die untere Abweichung des Bezugslochs Null ist und „H“ der grundlegende Abweichungscode des Bezugslochs ist.
2) Grundwellensystem
Das Toleranzfeld der Welle mit einer bestimmten Grundabweichung und das Toleranzfeld der Bohrung mit unterschiedlichen Grundabweichungen bilden ein System verschiedener Passungen, wie in Bild b dargestellt. Das heißt, bei einer Passung mit gleichen Grundabmessungen ist die Toleranzzonenlage der Welle festgelegt und durch Änderung der Toleranzzonenlage der Bohrung werden unterschiedliche Passungen erzielt. Das in den Basisschaft gebohrte Loch wird Basishülse genannt. Die nationale Norm schreibt vor, dass die obere Abweichung der Basiswelle Null ist und „h“ der Basisabweichungscode der Basiswelle ist.
Aus dem Diagramm der grundlegenden Abweichungsreihen ist ersichtlich:
Im Grundlochsystem stimmt das Referenzloch H mit der Welle überein, a~h (insgesamt 11 Typen) werden für die Spielpassung verwendet; j~n (insgesamt 5 Typen) werden hauptsächlich zur Überanpassung verwendet; (n, p, r können überpassend sein) oder Presspassung); p~zc (insgesamt 12 Typen) werden hauptsächlich für Presssitze verwendet.
Im Grundwellensystem stimmt die Bezugsachse h mit der Bohrung überein. A~H (insgesamt 11 Typen) werden für die Spielpassung verwendet; J~N (insgesamt 5 Typen) werden hauptsächlich zur Überanpassung verwendet; (N, P und R können eine Überanpassung oder eine Presspassung sein); P~ZC (insgesamt 12 Typen) werden hauptsächlich für Presssitze verwendet.
03
Formtoleranz
Die Formtoleranz bezieht sich auf die Gesamtmenge an Variationen, die in der Form eines einzelnen tatsächlichen Merkmals zulässig sind. Die Formtoleranz wird in Formtoleranzzonen ausgedrückt. Die Formtoleranzzone umfasst vier Elemente: Form, Richtung, Position und Größe der Toleranzzone. Die Formtoleranzelemente umfassen 6 Elemente: Geradheit, Ebenheit, Rundheit, Zylindrizität, Linienprofil, Oberflächenprofil usw.
1) Geradheit
Geradheit bezieht sich auf die Bedingung, dass die tatsächliche Form der geraden Linienelemente auf dem Teil eine ideale gerade Linie beibehält. Dies wird allgemein als Geradheit bezeichnet. Die Geradheitstoleranz ist die maximal zulässige Abweichung einer tatsächlichen Linie von einer idealen geraden Linie. Das heißt, die Angaben in der Zeichnung werden verwendet, um den zulässigen Variationsbereich des tatsächlichen Linienverarbeitungsfehlers zu begrenzen.
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▲Musterbeispiel 1: In einer gegebenen Ebene muss die Toleranzzone im Bereich zwischen zwei parallelen Geraden mit einem Abstand von 0,1 mm liegen.
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▲Musterbeispiel 2: Fügen Sie die Markierung φ vor dem Toleranzwert hinzu, und die Toleranzzone muss innerhalb der Fläche der zylindrischen Oberfläche mit einem Durchmesser von 0,08 mm liegen.
2) Ebenheit
Unter Ebenheit versteht man die tatsächliche Form der ebenen Elemente des Teils und den Zustand der Aufrechterhaltung einer idealen Ebene. Dies wird allgemein als Ebenheit bezeichnet. Die Ebenheitstoleranz ist die maximal zulässige Abweichung einer tatsächlichen Oberfläche von einer ebenen Oberfläche. Das heißt, es ist in der Zeichnung angegeben, den zulässigen Variationsbereich des tatsächlichen Oberflächenbearbeitungsfehlers zu begrenzen.
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▲Musterbeispiel: Die Toleranzzone ist der Bereich zwischen zwei parallelen Ebenen mit einem Abstand von 0.08 mm.
3) Rundheit
Unter Rundheit versteht man die tatsächliche Form der Elemente eines Kreises auf einem Teil im gleichen Abstand von dessen Mittelpunkt. Dies wird allgemein als Rundheitsgrad bezeichnet. Die Rundheitstoleranz ist die maximal zulässige Abweichung des tatsächlichen Kreises vom idealen Kreis auf demselben Querschnitt. Das heißt, es ist in der Zeichnung angegeben, den zulässigen Variationsbereich des tatsächlichen Kreisverarbeitungsfehlers zu begrenzen.
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▲Musterbeispiel: Die Toleranzzone muss auf demselben normalen Abschnitt liegen und die Radiusdifferenz ist die Fläche zwischen zwei konzentrischen Kreisen mit einem Toleranzwert von 0,03 mm.
4) Zylindrizität
Zylindrizität bedeutet, dass alle Punkte auf der zylindrischen Oberflächenkontur des Teils den gleichen Abstand von seiner Achse haben. Die Zylindrizitätstoleranz ist die maximal zulässige Abweichung von einer tatsächlichen zylindrischen Oberfläche zu einer idealen zylindrischen Oberfläche. Das heißt, die Angaben in der Zeichnung werden verwendet, um den zulässigen Variationsbereich des tatsächlichen Bearbeitungsfehlers der zylindrischen Oberfläche zu begrenzen.
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▲Musterbeispiel: Die Toleranzzone ist die Fläche zwischen zwei koaxialen zylindrischen Flächen mit einem Radiusunterschied von 0,1 mm.
5) Linienprofil
Unter Linienprofil versteht man die Bedingung, dass jede Kurve beliebiger Form auf einer bestimmten Ebene des Teils ihre ideale Form beibehält. Die Linienprofiltoleranz bezieht sich auf die zulässige Abweichung der tatsächlichen Kontur einer nicht kreisförmigen Kurve. Das heißt, die Angaben in der Zeichnung werden verwendet, um den zulässigen Variationsbereich des tatsächlichen Kurvenverarbeitungsfehlers zu begrenzen.
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▲Musterbeispiel: Die Toleranzzone ist der Bereich zwischen zwei Hülllinien, die eine Reihe von Kreisen mit einem Durchmesser von 0,04 mm einhüllen. Die Mittelpunkte der Kreise liegen auf Linien mit theoretisch korrekten geometrischen Formen.
6) Oberflächenkontur
Unter Oberflächenkontur versteht man den Zustand, in dem eine beliebig geformte Oberfläche eines Teils ihre ideale Form beibehält. Die Oberflächenkonturtoleranz bezieht sich auf die tatsächliche Konturlinie einer nicht kreisförmigen Oberfläche und die zulässige Abweichung von der idealen Konturoberfläche. Das heißt, dass die Angaben in der Zeichnung dazu dienen, den Variationsbereich des tatsächlichen Oberflächenbearbeitungsfehlers einzuschränken.
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▲Musterbeispiel: Die Toleranzzone liegt zwischen zwei Hülllinien, die eine Reihe von Kugeln mit einem Durchmesser von 0,02 mm umhüllen. Die Mittelpunkte der Kugeln sollten theoretisch auf der Oberfläche der theoretisch korrekten geometrischen Form liegen.
04
Positionstoleranz
Die Positionstoleranz bezieht sich auf den Gesamtbetrag der zulässigen Abweichung vom Bezugspunkt in der Position des zugehörigen tatsächlichen Merkmals.
(1) Ausrichtungstoleranz
Die Ausrichtungstoleranz bezieht sich auf den Gesamtbetrag der Änderungen, die die zugeordneten tatsächlichen Elemente in Richtung des Bezugspunkts zulassen. Diese Art von Toleranz umfasst drei Elemente: Parallelität, Rechtwinkligkeit und Neigung.
1) Parallelität
Parallelität, allgemein bekannt als der Grad der Parallelität, gibt an, dass die tatsächlichen Elemente, die auf dem Teil gemessen werden, den gleichen Abstand vom Bezugspunkt haben. Die Parallelitätstoleranz ist die maximal zulässige Abweichung zwischen der tatsächlichen Richtung des gemessenen Elements und der idealen Richtung parallel zum Bezugspunkt.
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▲Zeichnungsbeispiel: Wenn die Markierung φ vor dem Toleranzwert hinzugefügt wird, liegt die Toleranzzone innerhalb der zylindrischen Oberfläche mit einem parallelen Referenzdurchmesser von φ0,03 mm.
2) Vertikalität
Die Rechtwinkligkeit, allgemein bekannt als der Grad der Orthogonalität zwischen zwei Elementen, gibt an, dass das gemessene Element auf dem Teil einen korrekten 90-Grad-Winkel relativ zum Bezugselement beibehält. Die Vertikalitätstoleranz ist die maximal zulässige Abweichung zwischen der tatsächlichen Richtung des gemessenen Merkmals und der idealen Richtung, die senkrecht zum Bezugspunkt verläuft.
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▲Abbildung: Wenn die Markierung φ vor der Toleranzzone hinzugefügt wird, ist die Toleranzzone senkrecht zur zylindrischen Oberfläche mit einem Bezugsdurchmesser von 0,1 mm.
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▲Legende: Die Toleranzzone muss zwischen zwei parallelen Ebenen liegen, die 0,08 mm voneinander entfernt und senkrecht zur Referenzlinie sind.
3) Neigung
Unter Neigung versteht man die korrekte Einhaltung eines bestimmten Winkels zwischen den relativen Richtungen zweier Elemente auf einem Teil. Die Neigungstoleranz ist die maximal zulässige Abweichung zwischen der tatsächlichen Ausrichtung des gemessenen Merkmals und seiner idealen Ausrichtung in einem bestimmten Winkel zum Bezugspunkt.
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▲Abbildung: Die Toleranzzone der gemessenen Achse ist die Fläche zwischen zwei parallelen Ebenen mit einem Toleranzwert von 0,08 mm und einem theoretischen Winkel von 60 Grad mit der Bezugsebene A.
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▲Abbildung: Fügen Sie vor dem Toleranzwert die Markierung φ hinzu, dann muss sich die Toleranzzone innerhalb einer zylindrischen Oberfläche mit einem Durchmesser von 0,1 mm befinden. Die Toleranzzone sollte parallel zur Ebene B senkrecht zum Bezugspunkt A und in einem theoretisch korrekten Winkel von 60 Grad zum Bezugspunkt A verlaufen.
(2) Positionierungstoleranz
Die Positionierungstoleranz ist der Gesamtbetrag der zulässigen Abweichungen in der Position des zugeordneten tatsächlichen Merkmals relativ zum Bezugspunkt. Diese Art von Toleranz umfasst drei Elemente: Position, Koaxialität und Symmetrie.
1) Standort
Position bezieht sich auf den genauen Status von Punkten, Linien, Flächen und anderen Elementen auf dem Teil relativ zu ihrer idealen Position. Die Positionstoleranz ist die maximal zulässige Abweichung der tatsächlichen Position des gemessenen Elements relativ zu seiner idealen Position.
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▲Abbildung: Wenn die Markierung Sφ vor der Toleranzzone hinzugefügt wird, ist die Toleranzzone der Bereich innerhalb der Kugel mit einem Durchmesser von 0,3 mm. Die Position des Mittelpunkts der Balltoleranzzone entspricht der theoretisch korrekten Größe relativ zu den Bezugspunkten A, B und C.
2) Koaxialität
Koaxialität, allgemein als Koaxialität bekannt, gibt an, dass die gemessene Achse des Teils relativ zur Referenzachse auf derselben geraden Linie bleibt. Die Koaxialitätstoleranz ist die zulässige Abweichung der tatsächlich gemessenen Achse relativ zur Referenzachse.
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▲Legende der Koaxialitätstoleranz: Wenn der Toleranzwert markiert ist, ist die Toleranzzone die Fläche zwischen Zylindern mit einem Durchmesser von 0,08 mm. Die Achse der kreisförmigen Toleranzzone fällt mit dem Bezugspunkt zusammen.
3) Symmetrie
Unter Symmetrie versteht man den Zustand, dass die beiden symmetrischen Mittelelemente des Teils in derselben Mittelebene bleiben. Die Symmetrietoleranz ist die zulässige Abweichung der Symmetriemittelebene (oder Mittellinie, Achse) des tatsächlichen Merkmals von der idealen Symmetrieebene.
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▲ Legende: Die Toleranzzone ist die Fläche zwischen zwei parallelen Ebenen oder geraden Linien mit einem Abstand von 0,08 mm und symmetrischer Anordnung in Bezug auf die Bezugsmittelebene oder -mittellinie.
(3) Rundlauftoleranz
Die Rundlauftoleranz ist ein Toleranzwert, der auf einer bestimmten Erkennungsmethode basiert. Die Rundlauftoleranz kann in Rundlauf und Gesamtschlag unterteilt werden.
1) Kreissprung
Rundlauf bedeutet, dass die Rotationsfläche des Teils innerhalb einer begrenzten Messebene eine feste Position relativ zur Bezugsachse beibehält. Die Rundlauftoleranz ist die maximal zulässige Abweichung innerhalb eines begrenzten Messbereichs, wenn sich das tatsächlich zu messende Element eine vollständige Umdrehung ohne axiale Bewegung um die Referenzachse dreht.
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▲ Legende 1: Die Toleranzzone ist die Fläche zwischen zwei konzentrischen Kreisen, die senkrecht zu einer Messebene stehen, einen Radiusunterschied von 0,1 mm haben und deren Mittelpunkt auf derselben Referenzachse liegt.
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▲ Legende 2: Die Toleranzzone ist die Fläche zwischen zwei Kreisen mit einem Abstand von 0,1 mm auf der Messzylinderoberfläche an einer beliebigen Radiusposition koaxial zum Bezugspunkt.
2) Voller Takt
Der Gesamtschlag bezieht sich auf den Schlag entlang der gesamten gemessenen Oberfläche, wenn sich das Teil kontinuierlich um die Referenzachse dreht. Die Gesamtrundlauftoleranz ist der maximal zulässige Rundlauffehler, wenn sich das tatsächlich gemessene Element kontinuierlich um die Bezugsachse dreht, während sich der Indikator relativ zu seiner idealen Kontur bewegt.
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▲Abbildung 1: Die Toleranzzone ist die Fläche zwischen zwei zylindrischen Flächen mit einem Radiusunterschied von 0,1 mm und koaxial zum Bezugspunkt.
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▲ Legende 2: Die Toleranzzone ist die Fläche zwischen zwei parallelen Ebenen mit einem Radiusunterschied von 0,1 mm und senkrecht zum Bezugspunkt.
Nun, es ist die Tabelle unten, sammle sie jetzt ~
