VDI VDE 2645 Blatt 2-2014 Capability test for fastening technology - Machine capability test - MCT.pdf

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1、VEREINDEUTSCHERINGENIEUREVERBAND DERELEKTROTECHNIKELEKTRONIKINFORMATIONSTECHNIKFhigkeitsuntersuchung vonMaschinen der SchraubtechnikMaschinenfhigkeitsuntersuchung MFUCapability test for fastening technologyMachine capability test MCTVDI/VDE 2645Blatt 2 / Part 2Ausg. deutsch/englischIssue German/Engl

2、ishVDI/VDE-Handbuch FertigungsmesstechnikVDI-Handbuch Produktionstechnik und Fertigungsverfahren, Band 3: BetriebsmittelVDI/VDE-RICHTLINIENICS 19.020, 21.020 April 2014Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 22 Begriffe . . . .

3、. . . . . . . . . . . . . . . . . 22.1 Allgemein . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.2 Schraubtechnik . . . . . . . . . . . . . . . 32.3 Statistik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Auswahl der geeigneten Prfvorschriftfr ein Schraubwerkzeug. . . . . . . . . . . . 73.1 Handbettigte Werkzeuge

4、 (nicht motorischgetriebene Werkzeuge) . . . . . . . . . . . 73.2 Motorisch getriebene Werkzeuge,kontinuierlich drehend . . . . . . . . . . . 83.3 Motorisch getriebene Werkzeuge,nicht kontinuierlich drehend . . . . . . . . 104 Festlegungen zur Durchfhrung der MFU . . 114.1 Voraussetzungen . . . . .

5、. . . . . . . . . 114.2 Umgebungsbedingungen . . . . . . . . . . 124.3 Rahmenbedingungen . . . . . . . . . . . . 124.4 Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 Auswertungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 625.1 Prinzip der Maschinenfhigkeits-untersuchung . . . . . . . . . . . . . . . . 625

6、.2 Fhigkeitsermittlung . . . . . . . . . . . . 635.3 Statistische Tests . . . . . . . . . . . . . . 675.4 Durchfhrung einer Maschinenfhigkeits-untersuchung . . . . . . . . . . . . . . . . 695.5 Beispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77Schrifttum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80Gl

7、ossar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81Benennungsindex . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Terms and definitions . . . . . . . . . . . . . 22.1 General . . . . .

8、 . . . . . . . . . . . . . . 32.2 Fastening technology . . . . . . . . . . . . 32.3 Statistics . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Selecting a suitable test specification for a fastening tool . . . . . . . . . . . . . . . 73.1 Hand-operated tools(non-motorised tools). . . . . . . . . . . . 73.2 M

9、otorised tools, continuously rotating . . . . . . . . . . . . 83.3 Motorised tools, non-continuously rotating . . . . . . . . . 104 MCT specifications. . . . . . . . . . . . . . . 114.1 Prerequisites . . . . . . . . . . . . . . . . 114.2 Ambient conditions . . . . . . . . . . . . . 124.3 General con

10、ditions . . . . . . . . . . . . . 124.4 Methods. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 Evaluations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 625.1 The principle of the machinecapability test . . . . . . . . . . . . . . . . 625.2 Capability calculation. . . . . . . . . . . . 635.3 Statistical tests . .

11、 . . . . . . . . . . . . . 675.4 Performing a machine capability test. . . . 695.5 Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77Bibliograpy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81Term index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 Verv

12、ielfltigung auchfr innerbetrieblicheZwecke nichtgestattet / Reproduction evenfor internal use not permittedZubeziehen durch/ AvailableatBeuth Verlag GmbH,10772 Berlin Alle Rechte vorbehalten /All rights reserved (a) Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2014Die deutsche Version dieser Richtlin

13、ie ist verbindlich. The German version of this standard shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation. VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (GMA)Fachbereich FertigungsmesstechnikFrhere Ausgabe: 10.12Entwurf, deutschFormer editi

14、on: 10/12Draft, in German onlyB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCAB7EF8BD9NormCD - Stand 2014-05All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2014 2 VDI/VDE 2645 Blatt 2 / Part 2VorbemerkungDer Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Be-achtung der Vorgaben und Empfehlungen der

15、Richt-linie VDI 1000.Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstndig, sind vorbehalten.Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wahrung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenz-bedingungen

16、(www.vdi.de/richtlinien), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich.Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt.Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/2645.1 Anwendungsbereic

17、hDer industrielle Fertigungsprozess ist verschiedenen Einflussgren unterworfen. Diese Einflussgren werden im Allgemeinen als die 5M bezeichnet; Mensch, Maschine, Methode, Material, Mitwelt (Umgebungseinflsse, wie Temperatur und Luft-feuchtigkeit usw.).Durch die Maschinenfhigkeitsuntersuchung wird di

18、e Stabilitt und Reproduzierbarkeit der Prozessein-flussgre Maschine ermittelt. Hiermit lassen sich Aussagen treffen ber die zu erwartenden maschi-nenbedingten Prozessfehler. Diese stellen ein objek-tives Vergleichsma fr die Qualitt unterschiedli-cher Maschinen dar.Mit dieser Richtlinie wird die Masc

19、hinenfhigkeits-untersuchung (MFU) ber die statistische Auswer-tung der Messwerte von Schraubwerkzeugen (Kurz-zeituntersuchung) beschrieben.Durch die MFU soll sichergestellt werden, dass nur geeignete Schraubwerkzeuge eingesetzt werden. Diese Richtlinie bezieht sich nur auf Werkzeuge, die in irgendei

20、ner geeigneten Form eine beherrschbare Zielgre (z. B. Drehmoment) haben (z. B. Abschalt-schrauber, aber keine Abwrgeschrauber“).2 BegriffeFr die Anwendung dieser Richtlinie gelten die fol-genden Begriffe:Anmerkung: Weitere Begriffe sind im Glossar am Ende der Richt-linie zu finden.Preliminary noteTh

21、e content of this standard has been developed in strict accordance with the requirements and recom-mendations of the standard VDI 1000.All rights are reserved, including those of reprinting, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the

22、 full text or of extracts.The use of this standard without infringement of copy-right is permitted subject to the licensing conditions specified in the VDI Notices (www.vdi.de/richtlinien). We wish to express our gratitude to all honorary con-tributors to this standard.A catalogue of all available p

23、arts of this series of standards can be accessed on the Internet at www.vdi.de/2645.1 ScopeIndustrial manufacturing processes are influenced by a variety of parameters. These parameters are often referred to in German as 5M, for the German words denoting human, machine, method, material, envi-ronmen

24、t (ambient effects such as temperature, air hu-midity, etc.).Machine capability tests are used to determine the stability and reproducibility of the process parameter “machine”. This allows predictions to be made about the expected process errors caused by the machine. These predictions constitute a

25、n objective reference point for the quality of different machines. This standard describes the machine capability test (MCT) through a statistical analysis of the measured readings of fastening tools (short-term investigation). MCTs are intended to ensure that only suitable fas-tening tools are used

26、. This standard covers only tools that in some suitable form have a controllable target variable (e. g. torque); e. g. shut-off nut setters but no stall-type tools. 2 Terms and definitionsFor the purposes of this standard, the following terms and definitions apply:Note: Further terms and definitions

27、 can be found in the glossary at the end of the standard. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCAB7EF8BD9NormCD - Stand 2014-05Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2014 VDI/VDE 2645 Blatt 2 / Part 2 3 2.1 AllgemeinMFU (Maschinenfhigkeitsuntersuchung)Methodische und strukturi

28、erte Prfung einer Ma-schine in Bezug auf die sichere Einhaltung festgeleg-ter Grenzwerte betrachteter Qualittsmerkmale im Herstellungsprozess.Anmerkung 1: Die brigen Einflussgren (4M) drfen keine oder nur geringe Bedeutung haben (ausschalten oder sehr konstant hal-ten).Anmerkung 2: In Bezug auf Werk

29、zeuge (Maschinen) fr die Schraubenmontage, hier besonders die handgehaltenen und handge-fhrten Schraubwerkzeuge, ist die Einflussgre Mensch von nicht zu unterschtzender Bedeutung. Aus diesem Grund ist grte Sorg-falt darauf zu legen, dass die Beeinflussung der Prfung durch den Menschen ausgeschlossen

30、 bzw. auf ein Minimum reduziert wird. Dies kann erreicht werden durch Automatisierung, Verwenden von Hilfsvorrichtungen zur Prfung oder Fixierung von Prflingen.Anmerkung 3: Im Sinne dieser Richtlinie: Untersuchung eines Schraubwerkzeugs mit dem Ziel einer dokumentierten Bewertung, ob sie eine sicher

31、e Fertigung eines betrachteten Merkmals innerhalb definierter Toleranzgrenzen ermglicht.Anmerkung 4: Idealerweise kommen bei der Maschinenfhigkeits-untersuchung nur maschinenbedingte Einflsse zur Wirkung (Kurz-zeituntersuchung).Anmerkung 5: Fhigkeitskennwerte der Maschinenfhigkeit sind cm, cmkAnmerk

32、ung 6: Fhigkeitskennwerte der Messgertefhigkeit sind cg, cgk2.2 SchraubtechnikArbeitsbereich (Arbeitsbereich des Schraubwerk-zeugs)Der vom Hersteller zugelassene Drehmomentbereich bzw. Drehwinkelbereich des Schraubwerkzeugs. VDI/VDE 2647AuflsungKleinste unterscheidbare Differenz zweier Anzeigen eine

33、r Anzeigeeinrichtung.Anmerkung: Es gelten die Definitionen nach DIN 51 309.Drehmoment (M)in Nm Mechanisches Moment um die konstruktiv als Dreh-achse ausgebildete Achse. VDI/VDE/DKD 2639Drehmomentbereich (RM)in Nm Bereich, in dem ein Werkzeug eingesetzt werden kann.Drehmomentrate (D)in Nm/ (Grad)Quot

34、ient aus der Drehmomentnderung und der gleichzeitigen Drehwinkelnderung:VDI/VDE 2647D M-=2.1 GeneralMCT (Machine capability test)Methodical and structured testing of a machine in terms of reliable compliance with specified limits of the quality features of interest in the manufacturing process.Note

35、1: The remaining parameters (4M) must have no or only small effects (neutralise or keep very constant). Note 2: As regards tools (machines) for screw-on mounting, here in particular handheld and hand-operated fastening tools, the human parameter is of non-negligible importance. For this reason, grea

36、t care should be taken to ensure that human influence on the test is excluded or reduced to a minimum. This can be achieved through automation, the use of auxiliary devices for testing or the immobi-lisation of specimens. Note 3: Use of this standard: Investigation of a fastening tool wieth the obje

37、ctive of obtaining a documented evaluation as to whether it permits reliable production of a feature of interest within defined tolerance limits.Note 4: Ideally, only machine-induced effects should come into op-eration (short-term investigation). Note 5: Capability parameters of machine capability t

38、est are cm, cmk Note 6: Capability parameters of measuring device capability are cg, cgk2.2 Fastening technologyOperating range (operating range of fastening tools) The torque range or torsion angle range of the fasten-ing tool permitted by the manufacturer. VDI/VDE 2647ResolutionThe smallest distin

39、guishable difference between two indications of a display unit.Note: The definitions according to DIN 51 309 apply.Torque (M)in Nm Mechanical moment about the effective axis of rota-tion. VDI/VDE/DKD 2639Torque range (RM)in Nm The range in which a tool can be used.Torque rate (D)in Nm/ (degrees)Rati

40、o of the change in torque and the simultaneous change in torsion angle:VDI/VDE 2647D M-=B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCAB7EF8BD9NormCD - Stand 2014-05All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2014 4 VDI/VDE 2645 Blatt 2 / Part 2Drehwinkel ()in (Grad)Ma fr die Drehung, die das

41、Verbindungselement erfhrt. VDI/VDE 2647Drehwinkelstartmoment (M0)in NmStartpunkt der Drehwinkelmessung.Anmerkung: In der Vergangenheit auch als Fgemoment oder Schwellmoment bezeichnet.Drehzahl (n)in min1Anzahl der Umdrehungen eines rotierenden Teils je Zeiteinheit.EndanzugStart der Schraubfallsimula

42、tion vom Drehwinkel-startmoment (in der Regel 50 % vom Solldrehmo-ment) bis zum Ende der Simulation (erreichen Soll-drehmoment).MessreiheDurchfhrung von Messungen, die einem Prfpunkt zugeordnet sind.VDI/VDE 2647ProzesstoleranzToleranzvorgaben, die fr die MFU verwendet wird.Anmerkung: Fr die MFU gelt

43、en die Vorgaben des Schraubprozes-ses (Zeichnungsangaben).PrfpunktVorgabe einer oder mehrerer Zielgren.Beispiel: Prfung eines Schraubwerkzeugs fr den harten Schraub-fall bei Md 30 %; Prfpunkt gleich 30, 30 Nm.PrfungKonformittsbewertung durch Beobachten und Beur-teilung, begleitet soweit zutreffend d

44、urch Mes-sung, Testen oder Vergleichen. DIN ISO 3534-2SchraubablaufVorgang vom Start des Schraubwerkzeugs bis zur Fertigmeldung und erneuter Startbereitschaft.Anmerkung: Der Schraubablauf besteht aus mindestens einer Schraubstufe sowie systembedingten Zeiten.SchraubfallsimulationMit einer entspreche

45、nden Einrichtung reproduzier-barer, festgelegter Schraubfall.x 1n- xii 1=n=Torsion angle ()in (degrees)Measures the rotation that the connecting element ex-periences. VDI/VDE 2647Torsion angle start moment (M0)in NmStarting point of the torsion angle measurement.Note: In the past also referred to as

46、 mating moment or threshold moment.rpm (revolutions per minute, n)in min1The number of revolutions of a rotating part per unit of time.Final tighteningStart of the screw joint simulation from the torsion angle start moment (usually 50 % of the target torque) to the end of the simulation (reaching th

47、e target torque).Measurement seriesThe performing of measurements assigned to a test point.VDI/VDE 2647Process toleranceTolerance specifications for the MCT.Note: The specification of the fastening process (drawing details) apply to the MCT.Test pointSpecification of one or several target values.Exa

48、mple: Testing a fastening tool for a hard screw joint at Md 30 %; test point: 30, 30 Nm.TestConformity assessment through observation and evaluation, accompanied where applicable by measurement, testing or comparison. DIN ISO 3534-2Fastening processThe procedure from starting a fastening tool to a c

49、ompletion message and renewed readiness.Note: The fastening process consists of at least one stage plus sys-tem times.Screw joint simulationA specified screw joint that is reproducible by using an appropriate device.x 1n- xii 1=n=B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCAB7EF8BD9NormCD - Stand 2014-05Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2014 VDI/VDE 2645 B