Böttcher/Forberg Technisches Zeichnen

1

Grundlagen der technischen Kommunikation

Seite 1–38

2

Zeichentechnische Grundlagen

Seite 39–50

3

Geometrische Grundkonstruktionen

Seite 51–59

4

Projektionszeichnen

Seite 60–78

5

Darstellende Geometrie

Seite 79–111

6

Technische Zeichnung

Seite 112–215

7

Maschinen- und Konstruktionselemente

Seite 216–294

8

Werkstoffe, Wärmebehandlungen und Beschichtungen

Seite 295–330

9

Grafische Symbole und Pläne

Seite 331–355

Normenverzeichnis

Seite 356–368

10

Ulrich Kurz ⋅ Herbert Wittel

Böttcher/Forberg Technisches Zeichnen Grundlagen, Normung, Übungen und Projektaufgaben 26., überarbeitete und erweiterte Auflage Mit 1.176 Abbildungen, 98 Tabellen, zahlreichen Beispielen und Projektaufgaben

Ulrich Kurz Friedrich-Ebert-Schule Fachschule für Technik Esslingen, Deutschland

Herbert Wittel Reutlingen, Deutschland

Dipl.-Ing. Ulrich Kurz, StD, unterrichtet an der Fachschule für Technik in Esslingen Konstruktionslehre und Fertigungstechnik. Dipl.-Ing. (FH) Herbert Wittel, OStR a.D., unterrichtete an der Fachschule für Technik in Reutlingen Konstruktionslehre und Maschinenelemente.

Die Inhalte der CD zum Buch finden Sie unter http://extras.springer.com

ISBN 978-3-8348-1806-5 DOI 10.1007/978-3-8348-2232-1

ISBN 978-3-8348-2232-1 (eBook)

Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar. Springer Vieweg © Springer Fachmedien Wiesbaden 1940, ..., 1998, 2009, 2010, 2014 Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung des Verlags. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Bearbeitungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Lektorat: Thomas Zipsner, Ellen Klabunde Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier. Springer Vieweg ist eine Marke von Springer DE. Springer DE ist Teil der Fachverlagsgruppe Springer Science+Business Media www.springer-vieweg.de

Vorwort Die technische Zeichnung ist nach wie vor eine besondere Form der Kommunikation. Mit Hilfe von Bildern, Zeichen und Symbolen werden technische Sachverhalte allgemeinverständlich dargestellt. Das bewährte Lehr- und Arbeitsbuch vermittelt Fachkenntnisse zum normgerechten Technischen Zeichnen – die notwendige Voraussetzung für den erfolgreichen Einstieg bei der Arbeit mit CAD-Systemen. Es stellt allen, die mit der Technischen Produktdokumentation zu tun haben, ein leicht verständliches Lernmittel bereit. Es wendet sich an Technische Produktdesigner in der beruflichen Bildung, aber auch an Schüler der technischen Gymnasien und weiterführender technischen Bildungseinrichtungen. Auch Studierende der Ingenieurwissenschaften an Fachschulen sowie Hochschulen wird eine kompetente Zusammenstellung wichtigen Grundlagenwissens an die Hand gegeben. Es hat einen sicheren Platz als Nachschlagewerk am Arbeitsplatz Hinweise auf DIN-Normen in diesem Werk entsprechen dem Stand der Normung bei Abschluss des Manuskriptes. Maßgebend sind die jeweils neuesten Ausgaben der DIN-Norm. Verschiedene Projektaufgaben aus dem Maschinenbau vertiefen das Verständnis und festigen den Stoff. In der aktuellen und normenaktualisierten Auflage wurde die Anzahl der Projektaufgaben erhöht. Die beigelegte CD enthält Baugruppen und Einzelteilzeichnungen, die mit gängigen 3D-CAD-Systemen bearbeitet werden können. Es ist aber auch möglich, die Zeichnungen auf Papier auszudrucken und herkömmlich zu bearbeiten. Dazu ist nur ein Rechner mit Drucker erforderlich. Die CD enthält außerdem die ausführlichen Lösungen aller im Buch gestellten Aufgaben. Bedanken möchten wir uns bei all denen, die uns auch für diese Auflage wieder konstruktive Anregungen und Hinweise zur Erweiterung und zur Gestaltung des Buches gegeben haben. Diese werden von den Autoren gern entgegengenommen und, wann immer es möglich ist, auch umgesetzt. Unser Dank gilt auch dem Lektorat Maschinenbau des Springer Vieweg Verlags für die jederzeit kompetente und professionelle Unterstützung. Weinstadt / Reutlingen, Oktober 2013

Ulrich Kurz Herbert Wittel

Inhaltsverzeichnis

1 Grundlagen der technischen Kommunikation .......................................................... 1.1 Technisches Zeichnen .......................................................................................... 1.2 Normung .............................................................................................................. 1.3 Zeichnungsarten .................................................................................................. 1.4 Ändern von technischen Dokumenten ................................................................. 1.5 Grafische Darstellungen ...................................................................................... 1.5.1 Grafische Darstellungen im Koordinatensystem nach DIN 461 ............. 1.5.2 Grafische Darstellungen in Form von Flächendiagrammen .................... 1.6 Rechnerunterstütztes Zeichnen ............................................................................ 1.6.1 Begriffe CAD-Systeme ........................................................................... 1.6.2 CAD-Arbeitstechniken ............................................................................ 1.6.3 Erstellung von Einzelteilmodellen .......................................................... 1.6.4 Erstellung von Baugruppenmodellen ...................................................... 1.6.5 Baugruppen-, Einzelteilzeichnung ..........................................................

1 1 1 5 14 16 17 17 19 19 21 22 31 33

2 Zeichentechnische Grundlagen .................................................................................. 2.1 Zeichnungsformate, Zeichnungsvordrucke ......................................................... 2.2 Schriftfeld, Stücklisten ........................................................................................ 2.3 Zeichengeräte ...................................................................................................... 2.4 Linienarten ........................................................................................................... 2.5 Schriften in technischen Zeichnungen ................................................................. 2.6 Maßstäbe ..............................................................................................................

39 39 40 43 44 48 50

3 Geometrische Grundkonstruktionen ......................................................................... 3.1 Strecke, Winkel ................................................................................................... 3.2 Dreiecke, Kreis, Tangente ................................................................................... 3.3 Kreisanschlüsse ................................................................................................... 3.4 Technische Kurven .............................................................................................. 3.4.1 Ellipsenkonstruktionen ............................................................................ 3.4.2 Parabelkonstruktion ................................................................................. 3.4.3 Hyperbelkonstruktion .............................................................................. 3.4.4 Evolventenkonstruktion .......................................................................... 3.4.5 Zykloidenkonstruktion ............................................................................ 3.4.6 Schraubenlinienkonstruktion ................................................................... 3.5 Übungen ..............................................................................................................

51 51 52 53 54 55 55 56 56 57 57 58

4 Projektionszeichnen ..................................................................................................... 4.1 Zentralprojektion ................................................................................................. 4.2 Axonometrische Projektion ................................................................................. 4.2.1 Rechtwinklige axonometrische Projektion .............................................. 4.2.2 Schiefwinklige axonometrische Projektion .............................................

60 60 61 61 65

VIII

Inhaltsverzeichnis 4.3

4.4

Normalprojektion (Orthogonale Darstellung) ..................................................... 4.3.1 Benennung der Ansichten und Anordnung ............................................. 4.3.2 Projektionsmethode 1 .............................................................................. 4.3.3 Projektionsmethode 3 .............................................................................. 4.3.4 Pfeilmethode ............................................................................................ Übungen ..............................................................................................................

66 66 67 68 69 70

5 Darstellende Geometrie ............................................................................................... 79 5.1 Zweitafelprojektion .............................................................................................. 79 5.1.1 Projektion eines Punktes ......................................................................... 79 5.1.2 Projektion einer Geraden ......................................................................... 80 5.1.3 Projektion einer Ebene ............................................................................ 82 5.1.4 Durchstoßpunkt der Geraden mit der Ebene ........................................... 86 5.1.5 Schnittgerade zweier ebener Flächen ...................................................... 87 5.1.6 Durchstoßpunkte einer Geraden mit einem Körper ................................. 87 5.1.7 Wahre Länge einer Strecke ..................................................................... 89 5.1.8 Wahre Größe einer Fläche ....................................................................... 90 5.2 Dreitafelprojektion ............................................................................................... 90 5.2.1 Normalschnitte an Grundkörpern ............................................................ 91 5.3 Durchdringungen ................................................................................................. 97 5.4 Abwicklungen ...................................................................................................... 105 6 Technische Zeichnung ................................................................................................. 6.1 Darstellung von Ansichten .................................................................................. 6.1.1 Besondere Ansichten ............................................................................... 6.1.2 Besondere Darstellungen ......................................................................... 6.1.3 Vereinfachte Darstellungen ..................................................................... 6.1.4 Schnittdarstellungen ................................................................................ 6.1.5 Arbeitsfolge beim Aufzeichnen ............................................................... 6.1.6 Vereinfachte Darstellungen und Angaben von Profilen und Verbindungselementen (DIN ISO 5261 und DIN ISO 5845) ................. 6.2 Maßeintragungen ................................................................................................. 6.2.1 Elemente der Maßeintragung .................................................................. 6.2.2 Systeme der Maßeintragung, Arten der Maßeintragung ......................... 6.2.3 Bemaßungsregeln .................................................................................... 6.2.4 Kegelbemaßung ....................................................................................... 6.3 Toleranzen, Passungen und Oberflächen ............................................................. 6.3.1 Längen- und Winkelmaßtoleranzen ........................................................ 6.3.2 Form- und Lagetolerierung (DIN EN ISO 1101) .................................... 6.3.3 Passungen ................................................................................................ 6.3.4 Angabe der Oberflächenbeschaffenheit .................................................. 6.4 Übungen .............................................................................................................. 6.5 Konstruktives Zeichnen ....................................................................................... 6.5.1 Freistiche ................................................................................................. 6.5.2 Werkstückkanten ..................................................................................... 6.5.3 Butzen an Drehteilen ............................................................................... 6.5.4 Zentrierbohrungen ...................................................................................

112 112 113 114 115 116 120 122 128 128 131 135 142 143 143 148 163 176 188 194 194 197 200 201

IX

Inhaltsverzeichnis 6.6 6.7

Normung in der Fertigungszeichnung ................................................................. Projektaufgaben ................................................................................................... 6.7.1 Laufrollenlagerung .................................................................................. 6.7.2 Fliehkraftkupplung .................................................................................. 6.7.3 Transportband ......................................................................................... 6.7.4 Einsteckwelle .......................................................................................... 6.7.5 Spannvorrichtung .................................................................................... 6.7.6 Mechanischer Greifer ..............................................................................

202 204 204 206 208 210 212 214

7 Maschinen- und Konstruktionselemente – Darstellung und Normung .................. 7.1 Schraubenverbindungen ...................................................................................... 7.1.1 Gewinde .................................................................................................. 7.1.2 Schrauben und Muttern ........................................................................... 7.1.3 Verbindungen mit Schrauben und Muttern ............................................. 7.1.4 Vereinfachte Darstellung von Gewinden, Schrauben und Muttern ........ 7.2 Nietverbindungen ................................................................................................ 7.2.1 Arten ........................................................................................................ 7.2.2 Niete unter 10 mm Durchmesser ............................................................. 7.2.3 Stahlbauniete ........................................................................................... 7.2.4 Nietdarstellungen .................................................................................... 7.3 Bolzen- und Stiftverbindungen ............................................................................ 7.4 Sicherungsringe (Halteringe) ............................................................................... 7.5 Welle-Nabe-Verbindungen .................................................................................. 7.5.1 Keile ........................................................................................................ 7.5.2 Pass- und Scheibenfedern ....................................................................... 7.5.3 Keilwellen und Kerbverzahnungen ......................................................... 7.6 Schweiß- und Lötverbindungen .......................................................................... 7.6.1 Darstellung (DIN EN 22553) .................................................................. 7.6.2 Bemaßung (DIN EN 22553) ................................................................... 7.7 Lager .................................................................................................................... 7.7.1 Wälzlager ................................................................................................ 7.7.2 Gleitlager ................................................................................................. 7.8 Zahnräder ............................................................................................................. 7.8.1 Maße ........................................................................................................ 7.8.2 Zahnformen ............................................................................................. 7.8.3 Zahnradgetriebe ....................................................................................... 7.9 Schraubenfedern .................................................................................................. 7.9.1 Zylindrische Druckfedern (DIN 2095) .................................................... 7.9.2 Zylindrische Zugfedern (DIN 2097, DIN EN 10270-1) .........................

216 216 216 222 233 238 240 240 241 241 242 243 247 250 250 253 256 257 258 267 271 271 277 280 280 282 283 289 289 293

8 Werkstoffe, Wärmebehandlungen und Beschichtungen ............................................. 8.1 Werkstoffauswahl ................................................................................................ 8.2 Bezeichnung, Verwendung und Eigenschaften der Werkstoffe .......................... 8.2.1 Stähle und Stahlguss ............................................................................... 8.2.2 Gusseisenwerkstoffe ............................................................................... 8.2.3 Aluminiumlegierungen ............................................................................ 8.2.4 Kupferlegierungen .................................................................................. 8.2.5 Kunststoffe ..............................................................................................

295 295 295 295 298 309 312 316

X

Inhaltsverzeichnis 8.3 8.4 8.5

Werkstoff- und Halbzeugangaben in Zeichnungen und Stücklisten ........................ Kennzeichnung von Stoffen durch Schraffuren .................................................. Wärmebehandlungsangaben ................................................................................ 8.5.1 Begriffe der Wärmebehandlung .............................................................. 8.5.2 Härteprüfverfahren .................................................................................. 8.5.3 Zeichnungsangaben für Wärmebehandlungen nach DIN 6773 ............... Zeichnungsangaben für Beschichtungen .............................................................

319 320 321 321 322 324 327

9 Grafische Symbole und Pläne ..................................................................................... 9.1 Rohrleitungsanlagen ............................................................................................ 9.2 Elektrische Anlagen ............................................................................................. 9.3 Fluidtechnische Systeme und Geräte ...................................................................

331 331 335 348

8.6

10 Normenverzeichnis ...................................................................................................... 356 Sachwortverzeichnis .......................................................................................................... 369