Warum Gussteile eigene Toleranzen brauchen
Das Istmaß eines Gussmaßes ergibt sich aus Wachsschwindung, Schalenverhalten, Legierungsschwindung und etwaigem Verzug bei Abkühlung und Wärmebehandlung. Die Streuung wächst mit dem Nennmaß und hängt davon ab, ob das Merkmal frei schwinden kann oder von der Schale behindert wird. Gusstoleranznormen verknüpfen daher die Toleranz mit der Größe des Maßes und mit einem Grad, der Verfahren und Aufwand widerspiegelt.
ISO 8062: der internationale Rahmen
Die Normenreihe ISO 8062 behandelt Maß-, Form- und Lagetoleranzen für Formteile.
- ISO 8062-1 definiert die Begriffe.
- ISO/TS 8062-2 gibt Regeln für Zeichnungsangaben.
- ISO 8062-3:2023 (in Deutschland DIN EN ISO 8062-3) legt allgemeine Maß-, Form- und Lagetoleranzen sowie Bearbeitungszugabegrade für Gussstücke mit ±-Toleranzen für angegebene Maße fest. Sie definiert Längenmaß-Gusstoleranzgrade (DCTG), geometrische Gusstoleranzgrade (GCTG) für Geradheit, Ebenheit, Rundheit, Parallelität, Rechtwinkligkeit, Symmetrie und Koaxialität sowie Grade der erforderlichen Bearbeitungszugabe (RMAG). Die Ausgabe 2023 hat die Ausgabe 2007 ersetzt.
- ISO 8062-4 beschreibt ein alternatives Konzept mit allgemeinen Profiltoleranzen in einem Bezugssystem, geeignet für über 3D-Modelle definierte Teile.
Der erreichbare Grad hängt von Gießverfahren, Legierung, Größe und Stückzahl ab. Ein informativer Anhang der Norm nennt typische Grade je Verfahren; für Feinguss werden üblicherweise Grade im Bereich DCTG 4 bis 6 genannt, feinere Grade erfordern Vereinbarung und Mehraufwand. Eine Allgemeintoleranz wird durch einen Zeichnungsvermerk in der von der Norm vorgegebenen Form in Kraft gesetzt.
| Nennmaß (mm) | DCTG 4 | DCTG 5 | DCTG 6 | DCTG 7 | DCTG 8 |
|---|---|---|---|---|---|
| > 0 – 10 | 0.26 | 0.36 | 0.52 | 0.74 | 1.00 |
| > 10 – 16 | 0.28 | 0.38 | 0.54 | 0.78 | 1.10 |
| > 16 – 25 | 0.30 | 0.42 | 0.58 | 0.82 | 1.20 |
| > 25 – 40 | 0.32 | 0.46 | 0.64 | 0.90 | 1.30 |
| > 40 – 63 | 0.36 | 0.50 | 0.70 | 1.00 | 1.40 |
| > 63 – 100 | 0.40 | 0.56 | 0.78 | 1.10 | 1.60 |
| > 100 – 160 | 0.44 | 0.62 | 0.88 | 1.20 | 1.80 |
| > 160 – 250 | 0.50 | 0.70 | 1.00 | 1.40 | 2.00 |
| > 250 – 400 | 0.56 | 0.78 | 1.10 | 1.60 | 2.20 |
Gesamte Längenmaß-Gusstoleranz (DCT) in mm für die Grade DCTG 4 bis 8 und Nennmaße bis 400 mm, wie in ISO 8062-3 tabelliert. Das Toleranzfeld liegt in der Regel symmetrisch zum Nennmaß. Auszug zur Orientierung; maßgeblich ist die Norm selbst, die weitere Grade, Maßbereiche, Wanddickenregeln und geometrische Toleranzen enthält.
Die Toleranzreferenz liest für ein gegebenes Maß einen Wert aus dieser Tabelle ab.
VDG P 690
Die Richtlinie BDG/VDG P 690 (Ausgabe 2010-07) wurde eigens für Feinguss verfasst und ist auf europäischen Zeichnungen weit verbreitet. Sie definiert die Genauigkeitsgrade D1, D2 und D3 für Längenmaße, getrennt nach Werkstoffgruppen, und behandelt außerdem Form und Lage, Oberflächenbeschaffenheit und Bearbeitungszugaben. D1 ist der allgemeine Grad; D2 und D3 sind enger und werden auf ausgewählte Maße angewandt, D3 in der Regel nach Vereinbarung mit der Gießerei. Die Richtlinie ist ein von ISO 8062 unabhängiges Dokument; beide Systeme sollten auf einer Zeichnung nicht gemischt werden, ohne anzugeben, welches für welches Maß gilt.
Geometrische Toleranzen und Bezüge
Einzelne geometrische Anforderungen werden mit den Symbolen der ISO 1101 angegeben: Ebenheit, Geradheit, Rundheit, Zylinderform, Parallelität, Rechtwinkligkeit, Position, Koaxialität, Symmetrie, Lauf und Profil. Für Gussteile ist wichtig:
- Bezugssystem (ISO 5459). Ein Rohteil sollte an Bezugsstellen aufgenommen werden, typischerweise sechs Punkte auf drei Ebenen, auf stabilen Flächen. Dieselben Stellen dienen dem ersten Bearbeitungsschritt.
- Unabhängigkeitsprinzip (ISO 8015). Maß- und geometrische Toleranzen gelten unabhängig voneinander, sofern nichts anderes angegeben ist; eine Maßtoleranz begrenzt nicht von selbst die Form.
- Größenmaße und andere Maße (ISO 14405). Nur Größenmaßelemente wie Durchmesser und Breiten sind durch ±-Toleranzen eindeutig erfasst. Stufenmaße, Achsabstände und Positionen werden besser geometrisch toleriert.
- Profiltoleranzen mit Bezug auf ein Bezugssystem sind ein wirksames Mittel, komplexe, über ein 3D-Modell definierte Gussflächen zu tolerieren.
- Zylinderform, Lauf und enge Positionen an Funktionsmerkmalen erfordern meist Zerspanung.
ISO 2768 und ISO 22081
ISO 2768-1 enthält Allgemeintoleranzen für Längen- und Winkelmaße spanend gefertigter oder umgeformter Teile; sie eignet sich für die bearbeiteten Merkmale eines Gussteils, nicht für dessen Rohgussmaße. ISO 2768-2 (allgemeine Form- und Lagetoleranzen) wurde 2021 zurückgezogen und durch ISO 22081 ersetzt, die regelt, wie allgemeine geometrische und Größenmaßspezifikationen anzugeben sind. Zeichnungen, die nur einen ISO-2768-Vermerk tragen, sollten vor dem Angebot eines Gussteils geklärt werden.
Winkel, Schwindung und Verzug
Winkeltoleranzen sind von den Allgemeintoleranzen der ISO 8062-3 nicht erfasst und werden einzeln vereinbart. Das Schwindmaß liegt in der Verantwortung der Gießerei und wird an Erstmustern verfeinert. Verzug langer, dünner oder unsymmetrischer Teile ist eine Hauptursache für Geometrieabweichungen; Richten, Vorrichtungen bei der Wärmebehandlung oder weitere Toleranzen sind die Optionen.
Praktische Empfehlungen
- Eine Gusstoleranznorm mit Grad als Allgemeintoleranz angeben.
- Funktionsmerkmale einzeln tolerieren und jene jenseits der Gussfähigkeit zur Bearbeitung vorsehen.
- Bezugsstellen in der Zeichnung festlegen.
- Anschnittrest, Trenngrat und den Zustand (gussroh, wärmebehandelt, gestrahlt) vereinbaren, in dem die Toleranzen gelten.
Die hier genannten Normen sind mit ihrem Status in der Normenbibliothek aufgeführt.