1、ICS 03.100.40; 21.020 VDI-RICHTLINIEN Juli 1998VEREINDEUTSCHERINGENIEUREKonstruktionsmethodikTechnisch-wirtschaftliches KonstruierenTabellenwerkVDI 2225Blatt 2Design engineering methodicsTables for engineering design at optinnum costInhalt SeiteVorbemerkung 2Erluterungen 31 Technisch-wirtschaftliche
2、 Kenngren 51 . 1 Werkstoffgruppe Stahl und Eisen 51.2 Werkstoffgruppe Nichteisenmetalle - Schwermetalle 171.3 Werkstoffgruppe Nichteisenmetalle - Leichtmetalle. 241 .4 Werkstoffgruppe Nichtmetalle . 312 Prozentuale Materialkostenanteile (Richtwerte) 362.1 Gromaschinenbau, Starkstromtechnik 362.2 Fei
3、nwerk-, Femmelde-, Regelungs- und Metechnik 37VDI-Gesellschaft Entwicklung Konstruktion VertriebAusschu Technisch-wirtschaftliches KonstruierenVDI-Handbuch KonstruktionVDIA/DE-Handbuch Mikro- und FeinwerktechnikVDI-Handbuch Betriebstechnik, Teil 1B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C46
4、1B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11- 2 - VDI 2225 Blatt 2 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1998VorbemerkungZwischen folgenden VDI-Richtlinien besteht einenger Zusammenhang: In der Richtlinie VDI 2234Wirtschaftliche Grundl
5、agen fr den Kontrukteur“wird das Grundlagenwissen der Kosten- und Wirtschaftlichkeitsrechnung speziell fr den Konstrukteur vermittelt. Die Richtlinie VDI 2235 Wirtschaftliche Entscheidungen beim Konstruieren“ gibt einebersicht ber eine Vielzahl von Methoden undHilfsmitteln. Die vorliegende Richtlini
6、e VDI 2225Technisch-wirtschaftliches Konstruieren“ behandeltzwei dieser Methoden so ausfhrlich und eingehend,wie es fr die praktische Anwendung in der Konstruktion erforderlich ist.Unter dem Begriff Technisch-wirtschaftliches Konstruieren“ werden verschiedene Methoden zusammengefat, die die Aufgabe
7、des Konstrukteurs erleichtem sollen, nicht nur technisch, sondern auchwirtschaftlich, d.h. kostenmig, hochwertige Produkte zu schaffen. Erste Arbeiten wurden um das Jahr1930 von Dr. sc. techn. Dr.-Ing. E.h. Fritz Kesselring,seinerzeit Technischer Direktor des Schaltwerkes derSiemens-Schuckertwerke i
8、n Berlin, durchgefhrt mitersten Verffentlichungen ab 1937.Die Richtlinie VDI 2225 Technisch-wirtschaftlichesKonstruieren“ vmrde von einem VDI-Ausschu unterder Leitung von Dr. Fritz Kesselring erarbeitet underschien erstmals 1964. Sie bestand ursprnglich auszwei Blttern: Blatt 1 Anleitung und Beispie
9、le“ undBlatt 2 Tabellenwerk“. Im Laufe der Jahre erschienen von der Richtlinie mehrere Neuausgaben, in denen jeweils die Ergebnisse der Erfahrungen und Diskussionen der Zwischenzeit, insbesondere auch ausdem VDI-Bildungswerk-Lehrgang Technisch-wirtschaftliches Konstruieren“, bercksichtigt wurden.Dad
10、urch wuchs der Umfang der Richtlinie immermehr an. Der bersichtlichkeit der Richtlinie zuliebewird der Inhalt nun auf vier Bltter aufgeteilt:Blatt 1 : Vereinfachte KostenermittlungBlatt 2: TabellenwerkBlatt 3: Technisch-wirtschaftliche BewertungBlatt 4: BemessungslehreDer Ausschu hat bei seiner Arbe
11、it zahlreiche Herrenaus Industrie und Hochschule um Kritik, Anregungen,Verbesserungsvorschlge gebeten und hat allen zudanken, die die Arbeit untersttzt und gefrdert haben.VEREIN DEUTSCHER INGENIEUREB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST Beuth
12、StandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1998 VDI 2225 Blatt 2 -3-ErluterungenZur Anwendung der Methoden, die in Blatt 1 dieserRichtlinie begrndet und in Blatt 3 und 4 ausfuhrlicherlutert werden, bentigt der Konstrukteur Zahlenwerte fr die rel
13、ativen Werkstoffkosten k und frden relativen Materialkostenanteil M Entsprechende Zahlenwerte werden im vorliegenden Blatt 2der Richtlinie VDI 2225 zusammengestellt.Mit Hilfe der relativen Werkstoffkosten knnendie Werkstoffkosten auf einfache Weise bestimmtwerden. Die prozentualen Materialkostenante
14、ile Mdienen zur Schtzung der Herstellkosten vollstndiger technischer Erzeugnisse.Zur angenherten Berechnung der Bruttowerkstoff-kosten aus dem Brutto-Materialvolumen dientdie in Blatt 1 abgeleitete und erluterte Gleichungmit ky = ky kyQ (1)und kyQ = kQQ PoIn den vorstehenden Gleichungen bedeuten ky
15、die aufdas Volumen bezogenen spezifischen Werkstoffkosten und kyQ, kQQ und Po die spezifischen Werkstoffkosten, den kg-Preis bzw. die Dichte des Basismaterials.Als Basismaterial wird in den folgenden Tabellenverwendet: gewalzter Rundstahl USt 37-2 mittlererAbmessungen, 35 bis 100 mm Dmr., Manorm DIN
16、1013, bei einer Bezugsmenge von 1000 kg und Lieferung ab Werk. Den Preis dieses Materials erfragtman beim Werkstofflieferanten. (Wenn die Daten frdieses Material nicht verfgbar sind, empfiehlt sichstatt dessen die Verwendung des Preises fr warmgewalzten Stabstahl, den man dem Statistischen Jahrbuch
17、fr die Bundesrepublik entnimmt.)Die :* -Werte geben somit an, um wieviel - auf gleiche Volumina bezogen - ein Werkstoff teurer ist alsRundstahl USt 37-2. Demnach ist fr Rundstahl dergenannten Art k% = l.Der ry-Wert fr ein beliebiges Material errechnetsich ausky ky I kyQ I kQ p I kQQ Po (2)mit kQ als
18、 kg-Preis und p als Dichte des beliebigenMaterials. Aus den :Y-Werten der Tabellen lassensich umgekehrt die auf das Gewicht bezogenen spezifischen Werkstoffkosten mit Hilfe der nachstehenden Beziehungen ermitteln: v vo / P (3)Fr die wirtschaftliche Bewertung von Konstruktions-Entwrfen sind erfahrung
19、sgem die :* -Werteber einen lngeren Zeitraum ausreichend konstant.Da das Tabellenwerk vornehmlich fr vergleichendewirtschaftliche Untersuchungen durch den Konstrukteur, nicht aber als Kalkulationsunterlage gedacht ist,sind kleine Schwankungen der relativen Werkstoffkosten ohne Belang. Entscheidend i
20、st, da der jeweilsgltige kg-Preis k der Rechnung zugrunde gelegtwird.Fr kQQ = 0,75 DM/kg ergibt sichkyo = 0,75 7,85 10 DM/m= 5,9 10 DM/m= 5,9 10“ DM/cmBild 1 zeigt die Entwicklung des Wertes von A:yo inden letzten Jahrzehnten.1950 i960 1970 1980 1990JahrBild 1 . Entwicklung des Wertes von kQDie Tabe
21、llen enthalten fr rund 800 Arten von Halbzeugen und Gu teilen die :* -Werte nebst einigentechnischen Daten; Werte fr weitere Werkstoffeknnen nach Bedarf mit Hilfe von Gleichung (2) ermittelt werden.Den :* -Werten fr Kupfer und Kupferlegierungenist eine Metallnotierung fr Kupfer von 500 DM/100kg zugr
22、unde gelegt. Die Kupferbasis ist groenSchwankungen unterworfen. Sofern beim Vergleichzweier konstruktiver Lsungen sich diese im Kupferanteil stark unterscheiden, mssen die KupferbasisUnterschiede bercksichtigt werden.Die Abschnitte sind unterteilt nach Werkstoffgruppen:1.1 Stahl und Eisen1.2 Nichtei
23、senmetalle - Schwermetalle1 .3 Nichteisenmetalle - Leichtmetalle1.4 NichtmetalleDie Form (rund, flach, Blech u.a.) jeder Werkstoffartist vor den entsprechenden Tabellen durch eineB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection
24、 - Stand 2016-11-4- VDI 2225 Blatt 2 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1998Skizze kenntlich gemacht, wodurch das Auffindendes gesuchten Werkstoffs erleichtert wird. Danebenist die zugehrige DIN-Manorm angegeben.Die Spalten 1 und 2 der Tabellen enthalten die bewhrten alte
25、n Werkstoffbezeichnungen nach DIN,nmlich den Kurznamen und die Werkstoff-Nummer.Zustzlich sind in den Spalten 3 und 4 als neue Bezeichnungen entsprechend den Europischen Normen DIN-EN der Kurzname und die Werkstoffnummer angegeben, soweit diese schon festgelegt sind. InSpalte 5 sind dazu die jeweili
26、gen DIN- bzw. DIN-EN-Werkstoffnormen bzw. die Stahl-Eisen-Werkstoffbltter angegeben. Um dem Konstrukteur die Arbeit zu erleichtem, sind in den Spalten 6 und 7 diewichtigsten technischen Werkstoffdaten aufgefhrt,nmlich die Zugfestigkeit und die Streckgrenzebzw. die entsprechende Dehngrenze. Wichtige
27、Hinweise auf besondere Werkstoffeigenschaften sind inFunoten angefhrt. Die Angabe der Ma- undWerkstoffnormen in Spalte 5 gibt dem Konstrukteurdie Mglichkeit, sich ber weitere technische Datenzu informieren.Die Ty-Werte sind fr die Abmessungen klein“,mittel“, und gro“ angegeben (Spalten 8 und 9). ImB
28、ereich der Spalte klein“ ndern sich die A:* -Werteoft stark mit den Abmessungen, so da hier kein Abmessungsbereich, sondern nur eine gewhlte kleinsteAbmessung angegeben ist. Wird diese Abmessungnoch unterschritten, so mu unter Umstnden miteinem erheblich hheren Ary-Wert gerechnet werden,so da sich e
29、mpfiehlt, gesonderte Preisangebote einzuholen.Bei Gu-, Druckgu- und Gesenkschmiedestckengehen auer dem Gewicht des jeweiligen Teiles auchdessen Schwierigkeitsgrad und die Stckzahl in dierelativen Werkstoffkosten ein. Um diese Einflssewenigstens annhernd zu bercksichtigen, wird anden betreffenden Ste
30、llen in Spalte B auf gesonderteZusammenstellungen der zugehrigen A:* -Werte, geordnet nach Gewicht, Schwierigkeitsgrad und Stckzahl, hingewiesen. In Fllen, in denen die Kosten vonGustcken bzw. Gesenkschmiedestcken fr dieGesamtkosten entscheidend sind, sollte ein besonderes Angebot eingeholt werden.D
31、er Ermittlung der Werkstoffkosten vmrde Lieferungab Werk und die Bezugsmenge von 1000 kg zugrunde gelegt. Bei Bezug kleinerer Mengen knnendie Kosten je nach Materialart erheblich hher liegen.Unlegierter Baustahl wird im allgemeinen in greren Mengen bezogen, so da z.B. bei einer Bezugsmenge von 10 1
32、die Ary Werte fr unlegierten Baustahletwa 10% niedriger angesetzt werden knnen. BeiBlechen wurden Tafelabmessungen von 1000 mm x2000 mm angenommen.Im Rahmen dieser Richtlinie konnten nur die gngigsten Werkstoffprofile in das Tabellenwerk aufgenommen werden. Es sei jedoch daraufhingewiesen, daEinspar
33、ungen an Fertigungslhnen durch Verwendenvon Spezialprofilen (offenen und geschlossenen),insbesondere bei Leichtmetallen, erzielt werden knnen, die auch bei etwas hheren Werkstoffkostenniedrigere Herstellkosten ergeben.Die bersichtliche Zusammenstellung der Werkstoffeund Abmessungen mit den dazugehri
34、gen -Werten lt den Konstrukteur leicht erkennen, wo Mglichkeiten der Kostenersparnis durch Wahl geeigneterWerkstoffe und Profile vorhanden sind. Dadurch angeregt, kann er sich durch gezielte Anfragen bei Lieferfirmen weitere Unterlagen beschaffen, die im Rahmen des Tabellenwerkes nicht erfat werden
35、konnten.Zur Abschtzung der Herstellkosten H vollstndigertechnischer Erzeugnisse dient die in Blatt 1 abgeleitete GleichungH = M/M (4)Darin bedeuten M die Materialkosten und M den relativen Materialkostenanteil fr die betreffende Erzeugnisgruppe.Die Ermittlung des jeweiligen Zahlenwertes von Mwird in
36、 Blatt 1 ausfhrlich behandelt. In den Abschnitten 2. 1 und 2.2 werden Erfahrungswerte fr Mzusammengestellt. Der Konstrukteur wird hier nachProdukten suchen, die seiner Konstruktion nach Aufbau und Fertigungsart mglichst entsprechen.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE7
37、4F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1998 VDI 2225 Blatt 2 5 1 Technisch-wirtschaftliche Kenngren1.1 Werkstoffgruppe Stahl und Eisen1 2 3 4 5 6 7 8 9Werkstoff Werkstoff-Daten) Abmessungen in mm Relative We
38、rkstoffkosten*)Alte Bezeichnung nach DIN Neue Bezeichnung nach DIN-EN Gte-Normbzw. SE-Werkstoffbl./CvKurzname Werkst.-Nr. Kurzname Werkst.-Nr. N/mm N/mm klein mittel gro klein mittel gro1 mind.0 Rundstahl, warm gewalzt),Manorm DIN 101311d Vierkantstahl, warm gewalzt, Manorm DIN 1 01 4Allgem. Baustah
39、lUSt37-23)USt42-2St50-21.01121.01321 .0532S235JRG1E2951 .00361.0050EN 10025DIN 17100360- 440410- 490490- 590215- 235235- 255275- 2956d =35 bis100160 bis2001,21,251,31,01,051,11,051,11,15VergtungsstahlC35NCk35NCk35V20Mn5V3)30Mn5G30Mn5V34CrNiMo 6 V30CrNiMo 8 V1.05011.11811.11811.50531.50661 .50661.658
40、21 .6580C35C35EC35E20Mn5G34CrNiMo630CrNiMo81 .05011.11811.11811.50531 .65821.6580EN 10083DIN 17200W550490- 640490- 640490- 770490- 590590- 690590- 940780-1380880-1430275275295- 420295350390- 540590- 980685-10306a =35 bis1001501,42,82,93,02,93,03,74,01,21.51.61,71,61,72,42,71,251,61,71,91.71.82,52,8N
41、itrierstahl34CrAINi7V41CrAIMo7V1.85501.850934CrAINi7 1 .8550 DIN 17211 780- 980830-1130590635- 7353,9 2,6 2,7Einsatzstahl“)6d= a30C15Ck151 .04011.1141 C15E 1.1141DIN 17210 590- 890590- 890355- 440355- 4401.32,73,03.43,61,11,41,72,12,3-16MnCr5G15CrNi6G18CrNi8G1.71311.59191 .592016MnCr515CrNi61.71311.
42、5919640-1190780-12801080-1480440- 635540- 685685- 835 6d= a631,82,22,4Warmfester Stahl) d =160 bis200a= 15024CrMo5V21CrMoV511V1.72581 .807024CrMo5 1 .7258 DIN 17240W550590- 740690- 840440540 6d= a35 bis1003,34,12,02,92,13,00 Rundstahl, warm gewalzt).Manorm DIN 1 01 3Hochwarmfester Stahl)X22CrMoV121V
43、X8CrNiNb1613abgeschreckt1 .49231.4961X22CrMoV12-1X8CrNiNb16-131 .49231.4961DIN 17240W670780- 930510- 690590205d =9,716,05.19.25,59,8Nichtrostender Stahl 6 35 bis100 160 bis200X20Cr13X22CrNi17X10CrNiTi189)abgeschreckt1 .40211 .40571.4541X19CrNi17-2X6CrNiTi18-10S1 .40571.4533DIN 17440 640- 940780- 930
44、490- 740440- 540590195- 2056,08,011,53,24,05,83,44,36,3Die angegebenen Festigkeitswerte sind nur fr bestimmte Festigkeitswerte gewhrleistet fr blindgehrtete Quer-Abmessungsbereiche gewhrleistet. Siehe DIN-Gtenorm. schnitte des kleinen und mittleren AbmessungsbereichesFr 160 bis 200 0 geschmiedet k-W
45、erte bei unlegiertem fr den Kern. Siehe DIN-Gtenorm.Stahl ca. 25 %, bei legiertem Stahl ca. 12 % hher. Festigkeitswerte bei 20 C, fr hhere TemperaturenZum Schweien gut geeignet. Zeitstandfestigkeit magebend.Im abgeschreckten Zustand nicht magnetisierbar.*) Spezifische Volumkostenky = ky - kyQsiehe G
46、l. (1)in den einleitendenErluterungen.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11- 6 - VDI 2225 Blatt 21 Technisch-wirtschaftliche KenngrenAlle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1998
47、1.1 Werkstoffgruppe Stahl und Eisen1 2 3 4 5 6 7 8 9. Werkstoff Werkstoff-Daten) Abmessungen in mm Relative Werkstoffkosten*)Alte Bezeichnung nach DIN Neue Bezeichnung nach DIN-EN Gte-Normbzw. SE-Werkstoffbl.FIr. k*sjKurzname Werkst.-Nr. Kurzname Werkst.-Nr. N/mm N/mm klein mittel gro klein mittel g
48、roNicht magnetisierbarer Stahl mind.X40MnCr18)abgeschrecktkalt verformt1.3817 W390 740- 890830- 1180295490-885 6d =35 bis100160 bis2005,4 4,1 4,2 L Vierkantstahl,d warm gewalzt,j- Manorm DIN 1014Hoch warmfester Stahl)X22CrMoV121VX8CrNiNb1613abgeschreckt1 .49231.4961X22CrMoV12-1X8CrNiNb16-131 .49231.4961DIN 17240W670780- 930510- 69059020510,517,15,59,85,810,4Nichtrostender StahlX20Cr13X22CrNi17X10CrNiTi189)abgeschreckt1 .40211.40571.4541X19CrNi17-2X6CrNiTi18-101 .40571 .4541DIN 17440 640- 940780- 930490- 740440-540590195-2056a =35 bis100 1506,79,112,83,64,86,63,85,07,0Ni
