Überblick der Toleranznormen für die Subtraktive Fertigung

Die Auswahl geeigneter Toleranzen ist bei allen technischen Projekten von großer Bedeutung, da diese die künftigen Einsatzmöglichkeiten, Vorlaufzeiten und Kosten maßgeblich beeinflussen.

Konstrukteure und Ingenieure geben in den Spezifikationen der technischen Zeichnungen Toleranzen an, um sicherzustellen, dass die Größe und Geometrie der Merkmale von Einzelteilen den Anforderungen entsprechen. Die Angabe von Toleranzwerten für jedes einzelne Merkmal ist jedoch häufig ineffizient und mit großem Zeitaufwand verbunden. Daher ist die Angabe normierter Toleranzen heutzutage gängige Praxis (mehr lesen über toleranzen in der CNC-Bearbeitung).

In Europa und in vielen anderen Teilen der Welt werden diese Toleranzwerte durch ISO-Toleranznormen definiert. Diese Normen legen die Toleranzwerte für verschiedene Teilegeometrien fest und werden in Toleranzklassen und Stufen unterschiedlicher Genauigkeit unterteilt.

Toleranznormen verringert häufig den Arbeitsaufwand der Konstrukteure. Anstatt die Toleranzen für jede einzelne Geometrie und jedes einzelne Merkmal in einem Modell zu berechnen, können einfach die Normen verwendet werden, die dem gewünschten Genauigkeitsgrad entsprechen.

In Europa gebräuchliche Toleranznormen

Die Toleranznormen variieren je nach Fertigungsverfahren. So werden beispielsweise die von Ingenieuren in Europa für subtraktive Fertigung (z.B. CNC-Bearbeitung) am häufigsten verwendeten Toleranzstandards durch die Normen ISO 2768 und ISO 286 festgelegt. Xometry bietet 5 verschiedene Optionen an:

• ISO 2768 – Fein
• ISO 2768 – Mittel
• ISO 286 – Grad 6
• ISO 286 – Grad 7
• ISO 286 – Grad 8

Der Größte Unterschied zwischen ISO 286 und 2768 besteht darin, dass ISO 2768 Allgemeintoleranzen für Längen- und Winkelmaße beinhaltet während ISO 286 Allgemeintoleranzen für Zylinder und gegenüberliegende parallele Oberflächen, z.B. bei Systemen aus Stiften und Bohrungen, festlegt. Diese Toleranznormen können gleichzeitig verwendet werden, wenn das Modell Merkmale besitzt, die in beiden Normen vorkommen. 

Die folgende Tabelle liefert eine kurze Zusammenfassung der Toleranznormen. Eine ausführlichere Erklärung der Normen findet sich an späterer Stelle in diesem Artikel.

Ein kurzer Überblick über die wichtigsten Unterschiede der Toleranzen: 

Toleranzklasse	Allgemeintoleranzen für Längenmaß	Allgemeintoleranzen für Rundungshalbmesser und Fasenhöhe	Winkelmaße
ISO 2768 – Mittel (Standard)	±0,1-2 mm für einen Nennmaßbereich von 0.5 bis über 2000 mm	±0,2-1 mm für einen Nennmaßbereich von 0,5 bis über 6 mm	±1°-0°5’ für einen Nennmaßbereich von bis zu 10 bis über 400 mm
ISO 2768 – Fein	±0,05-0,5 mm für einen Nennmaßbereich von 0,5 bis über 2000 mm	±0,2-1 mm für einen Nennmaßbereich von 0,5 bis über 6 mm	±1°-0°5’ für einen Nennmaßbereich von bis zu 10 bis über 400 mm
ISO 286 – Grad 8	Standardisierte Toleranzen von 0,014 bis 0,23 mm für einen Nennmaßbereich von bis zu 0,5 bis über 2000 mm
ISO 286 – Grad 7	Standardisierte Toleranzen von 0,01 bis 0,15 mm für einen Nennmaßbereich von bis zu 0,5 bis über 2000 mm
ISO 286 – Grad 6	Standardisierte Toleranzen von 0,006 bis 0,092 mm für einen Nennmaßbereich von bis zu 0,5 bis über 2000 mm

ISO 2768

ISO 2768 und daraus abgeleitete Toleranzstandards werden hauptsächlich für Teile eingesetzt, die durch maschinelle Bearbeitung oder andere materialabtragende Verfahren angefertigt werden.

Die Norm ISO 2768 gilt nur für die folgenden Zeichnungen mit den folgenden Merkmalen. Sie kommt dann zum Einsatz, wenn diese Merkmale keine Einzeltoleranzangaben besitzen:

• Längenmaße (äußere Maße, innere Maße, Durchmesser, Abstände, Fasenhöhen, Radien)
• Winkelmaße
• Längenmaße und Winkelmaße, die durch die maschinelle Bearbeitung zusammengesetzter Teile hergestellt werden. 

Längenmaße

Nennmaßbereich (mm)		Grenzabmaße der jeweiligen Toleranzklasse (mm)
Über	Bis einschließlich	Fein	Mittel
0.5	3	±0.05	±0.1
3	6	±0.05	±0.1
6	30	±0.1	±0.2
30	120	±0.15	±0.3
120	400	±0.2	±0.5
400	1000	±0.3	±0.8
1000	2000	±0.5	±1.2
2000	4000	–	±2.0

Rundungshalbmesser und Fasenhöhen

Nennmaßbereich (mm)		Grenzabmaße der Toleranzklasse (mm)
Über	Bis einschließlich	Fein	Mittel
0.5	3	±0.2	±0.2
3	6	±0.5	±0.5
6	über	±1.0	±1.0

Winkelmaße

Nennmaßbereich (mm)		Grenzabmaße der Toleranzklasse (°,ˈ )
Über	Bis einschließlich	Fein	Mittel
–	10	±1°	±1°
10	50	±0°30ˈ	±0°30ˈ
50	120	±0°20ˈ	±0°20ˈ
120	400	±0°10ˈ	±0°10ˈ
400	über	±0°5ˈ	±0°5ˈ

ISO 286

ISO 286 gilt für subtraktive Fertigungsverfahren und liefert Toleranzangaben, die für Längenmaße der folgenden Geometrien eingesetzt werden können:

• Zylinder
• 2 parallele gegenüberliegende Oberflächen

Diese Toleranznorm gilt nur für Zeichnungen mit diesen Merkmalen. Sie wird eingesetzt, wenn diese Merkmale keine Einzeltoleranzangaben besitzen. Wir bieten drei verschiedene Toleranzgrade der Norm ISO 286 an. Diese sind Grad 6 (IT6), Grad 7 (IT7) und Grad 8 (IT8).

Die Norm ISO 286 bietet aus einer Vielzahl verschiedener Möglichkeiten eine standardisierte Auswahl an Toleranzklassen für allgemeine Zwecke.

Gemäß der Norm ISO 286 gelten die folgenden Bestimmungen:

1. Nennmaß: Dies ist das Maß eines Merkmals entsprechend den Angaben in der technischen Zeichnung
2. Tatsächliches Maß: Dies ist das durch eine Messung bestimmte Werkstückmaß
3. Höchstmaß: Dies ist das größte zulässige Werkstückmaß
4. Mindestmaß: Dies ist das kleinste zulässige Werkstückmaß
5. Toleranz: Differenz zwischen Höchstmaß und Mindestmaß.

Nennmaßbereich (mm)		Standardbereich je Toleranzgrad
Über	Bis einschließlich	IT6	IT7	IT8
–	3	0.006	0.010	0.014
3	6	0.008	0.012	0.018
6	10	0.009	0.015	0.022
10	18	0.011	0.018	0.027
18	30	0.013	0.021	0.033
30	50	0.016	0.025	0.039
50	80	0.019	0.030	0.046
80	180	0.022	0.035	0.054
120	180	0.025	0.040	0.063
180	250	0.029	0.046	0.072
250	315	0.032	0.052	0.081
315	400	0.036	0.057	0.089
400	500	0.040	0.063	0.097
500	630	0.044	0.070	0.110
630	800	0.050	0.080	0.125
800	1000	0.056	0.090	0.140
1000	1250	0.066	0.105	0.165
1250	1600	0.078	0.125	0.195
1600	2000	0.092	0.150	0.230
2000	2500	0.110	0.175	0.280
2500	3150	0.135	0.210	0.330

Entsprechende US-Normen

Für die in Europa gebräuchlichen Toleranznormen (ISO) gibt es entsprechende Gegenstücke in den USA (ASME). Es gibt einige Unterschiede zwischen den ISO und ASME Toleranznormen.

In der folgenden Tabelle sind die den europäischen Toleranznormen entsprechenden US-amerikanischen Normen aufgelistet.

Norm	ISO 2768 (fein)	ISO 2768 (mittel)	ISO 268 Grad 6	ISO 268 Grad 7	ISO 268 Grad 8
Entsprechende US-Norm	–	–	ASME B4.1 Grade 6	ASME B4.1 Grade 7	ASME B4.1 Grade 8

Fazit

Diese Toleranznormen werden statt Einzeltoleranzangaben angegeben. Laden Sie Ihre Modelle für die CNC-Bearbeitung auf unserer Sofortangebotsplattform hoch und wählen Sie eine der fünf zur Auswahl stehenden Toleranzklassen und Toleranzgrade. Falls Einzeltoleranzangaben für Ihr Teil notwendig sind, müssen Sie die entsprechenden Zeichnungen ebenfalls hochladen.