Toleranzen: was sie kosten und welche Sie angeben sollten
Die Toleranz ist das Maß auf einer Zeichnung, das den Preis entscheidet, und zugleich das Maß, das am häufigsten aus einer Vorlage übernommen wird. Ein Teil, bei dem alles eng toleriert ist, kann ein Mehrfaches desselben Teils kosten, bei dem drei kritische Merkmale ausgewiesen sind und eine sinnvolle Allgemeintoleranz gilt. Das bekommen Sie bei der CNC-Bearbeitung für diese Zahlen tatsächlich.
Was eine Toleranz Sie kostet
Eine engere Toleranz verursacht an vier getrennten Stellen Kosten, deshalb verstärkt sich der Effekt:
- Schlichtgänge. Die letzten Hundertstel genau abzutragen, erfordert langsame, leichte Schnitte. Das ist Maschinenzeit.
- Umgang mit Werkzeugverschleiß. Mit zunehmendem Verschleiß des Fräsers wandern die Maße. Eine enge Toleranz bedeutet häufigere Werkzeugwechsel oder häufigere Korrekturen.
- Prüfung. Enge Merkmale müssen gemessen werden, oft auf einer KMG, oft an jedem Teil statt an einer Stichprobe.
- Ausschuss und Nacharbeit. Ein schmalerer Bereich bedeutet, dass mehr Teile außerhalb liegen. Irgendjemand bezahlt dafür.
Öffnen Sie eine Toleranz, verbessern sich alle vier zugleich. Deshalb ist sie der wirksamste einzelne Hebel auf einer Zeichnung.
Was Betriebe ohne besonderen Aufwand halten
Das sind typische Bereiche, keine Zusagen. Der Betrieb, der Ihr Teil anbietet, bestätigt, was er an Ihrer Geometrie, in Ihrem Werkstoff und in Ihrer Größe hält.
| Merkmal | Typischer, problemloser Bereich | Hinweise |
|---|---|---|
| Allgemeine Längenmaße | Etwa ±0.1 mm | Die übliche Allgemeintoleranz an einem Zerspanungsteil |
| Passmerkmale, gefräst | Etwa ±0.05 mm | Auf den meisten Maschinen routinemäßig erreichbar |
| Bohrungen, gerieben | Etwa ±0.02 mm | Eine Standardreibahle schafft das wiederholbar |
| Enge Passmerkmale | ±0.01 mm und feiner | Kostet mehr, erfordert Temperaturführung und KMG-Nachweis |
| Ebenheit einer bearbeiteten Fläche | Abhängig von Teilegröße und Querschnitt | Dünne Teile verziehen sich, daher zählt die Größe mehr als die Zahl |
| Oberflächengüte, wie bearbeitet | Ra 1.6 bis 3.2 µm | Feinere Werte erfordern zusätzliche Schlichtgänge |
Größere Teile sind schwieriger. Eine Toleranz, die über 50 mm Routine ist, wird über 500 mm schwierig, weil Wärmedehnung, Spannmittel und Maschinengeometrie alle mit der Länge skalieren. Geben Sie die Toleranz immer am Merkmal an, nicht als pauschale Regel für das ganze Teil.
Warum eine pauschale Allgemeintoleranz riskant ist
„Alle Maße ±0,02 mm, sofern nicht anders angegeben“ ist ein häufiger Vermerk und ein teurer. Er sagt dem Betrieb, dass jede Kante, jede Fase und jedes nicht funktionale Maß kritisch ist.
Zwei Dinge passieren. Der Preis steigt auf ganzer Linie. Und weil der Betrieb nicht erkennen kann, welche Merkmale wirklich zählen, verteilt er seine Aufmerksamkeit gleichmäßig. Die Merkmale, auf die es ankommt, bekommen also nicht mehr Sorgfalt als die, auf die es nicht ankommt.
Das bessere Muster:
- Eine großzügige Allgemeintoleranz, die alles Gewöhnliche abdeckt
- Eine kleine Zahl ausdrücklich tolerierter Merkmale, jedes mit dem Bezug, von dem aus gemessen wird
- Ein kurzer Vermerk, welche davon funktional kritisch sind
Drei klar gekennzeichnete kritische Maße werden besser gehalten als dreißig Maße auf demselben Niveau.
Passungen, und warum sie mehr sagen als Zahlen
Für Fügemerkmale enthält eine genormte Passungsangabe mehr Information als eine reine Toleranz. 12H7 an einer Bohrung sagt dem Betrieb das Nennmaß, das Toleranzfeld und vor allem die Absicht: Hier kommt eine Welle hinein.
Die drei gebräuchlichen Passungsarten:
- Spielpassung. Die Teile lassen sich immer mit Spiel fügen. Für Wellen, die drehen oder gleiten, und für Durchgangsbohrungen von Schrauben.
- Übergangspassung. Die Teile können leicht stramm oder leicht lose sitzen. Für Zentriermerkmale, die montiert und demontiert werden.
- Presspassung. Die Teile müssen eingepresst oder erwärmt werden, um sie zu fügen. Für Lager und Buchsen, die sich nicht bewegen dürfen.
Wenn Sie eine Bohrung für ein Lager angeben, nennen Sie die Passung. Ein Betrieb, der H7 sieht, weiß, dass er reiben und mit einem Innenmessgerät statt mit einem Messschieber messen muss.
Form- und Lagetoleranzen in einem Absatz
Maßtoleranzen begrenzen die Größe. Form- und Lagetoleranzen begrenzen Form, Richtung und Ort: Ebenheit, Rechtwinkligkeit, Koaxialität, Position. Sie zählen, wenn das Verhältnis der Merkmale zueinander wichtiger ist als jedes einzelne Maß.
Die Toleranz, die in der Praxis am meisten Geld spart, ist die Positionstoleranz an einem Bohrbild. Ein Bohrbild mit Positionstoleranz und Maximum-Material-Bedingung ist leichter und günstiger zu halten als dasselbe Bild mit engen Plus-Minus-Maßen zwischen allen Bohrungen, und es beschreibt, was Sie tatsächlich brauchen: dass die Schrauben durchgehen.
Toleranz und Prüfung sind dieselbe Entscheidung
Eine Toleranz, die sich nicht messen lässt, wird nicht gehalten, sondern erhofft. Bevor Sie einen Bereich festlegen, fragen Sie, ob der Betrieb Messmittel hat, die ihn nachweisen können, und ob Sie selbst Messmittel haben, die ihn beim Wareneingang nachweisen können.
Wenn die feinste Messfähigkeit des Betriebs gröber ist als Ihre engste Toleranz, lässt sich das Teil nicht nachweisen, selbst wenn es korrekt ist. Diese Lücke sollten Sie bei der Lieferantenprüfung finden und nicht erst im Streitfall.
Sie entscheidet auch, welche Dokumentation Sie verlangen. Eine Erstmusterprüfung an den kritischen Merkmalen ist weit mehr wert als ein vollständiger Bericht über alles.
Temperatur, über die niemand spricht
Messnormen setzen 20 Grad Celsius voraus. Ein Teil, das in einer Werkstatt bei 32 Grad gemessen und danach in einem kühlen Messraum erneut gemessen wird, liefert nicht dieselben Werte, und Aluminium dehnt sich bei gleicher Temperaturänderung etwa doppelt so stark wie Stahl.
Bei Allgemeintoleranzen ist das Rauschen. Bei ±0,01 mm über ein langes Maß ist es das nicht. Wenn Ihr Teil Toleranzen auf diesem Niveau hat, fragen Sie, wo und bei welcher Temperatur der Betrieb misst, und erwarten Sie eine echte Antwort.
So zeichnen Sie eine Zeichnung vor dem Versand aus
- Gehen Sie jedes tolerierte Maß durch und fragen Sie, was kaputtgeht, wenn es doppelt so stark abweicht.
- Öffnen Sie alles, bei dem die Antwort „nichts“ lautet.
- Geben Sie für die verbleibenden Maße den Bezug an, von dem aus gemessen wird.
- Ersetzen Sie enge Längenmaße zwischen Bohrungen durch Positionstoleranzen, wo es um die Montage geht.
- Verwenden Sie genormte Passungsangaben für alles, was gefügt wird.
- Setzen Sie die Allgemeintoleranz auf das großzügigste Niveau, das das Teil verträgt.
- Vermerken Sie, welche Merkmale gemessen und protokolliert werden sollen.
Dieser Durchgang dauert meist eine Stunde und ist mehr wert als jede Preisverhandlung. Die übrigen Hebel stehen im Leitfaden zu Konstruktionsänderungen.
Wenn die Zeichnung ausgezeichnet ist, senden Sie sie hier, und bis zu drei Betriebe in Vietnam bieten sie auf Basis dessen an, was wirklich zählt.
Häufig gestellte Fragen
Welche Toleranz kann ein Zerspanungsbetrieb standardmäßig halten?
Eine Allgemeintoleranz von etwa ±0,1 mm ist für die meisten Betriebe bei den meisten Merkmalen problemlos, und an einzelnen Maßen sind engere Bereiche erreichbar, wenn sie ausdrücklich angegeben sind. Die ehrliche Antwort hängt von Merkmal, Werkstoff und Teilegröße ab. Deshalb sollte ein Betrieb bestätigen, was er an Ihrer Geometrie hält, statt eine pauschale Zahl zu nennen.
Ist eine engere Toleranz immer genauer?
Sie ist teurer und schwerer nachzuweisen, und das ist nicht dasselbe wie besser. Eine Toleranz, die Sie nicht messen können, hält niemand ein. Verengen Sie, was Passung und Funktion bestimmt, und lassen Sie den Rest offen.
Was ist der Unterschied zwischen einer Toleranz und einer Passung?
Eine Toleranz beschreibt, wie stark ein einzelnes Maß schwanken darf. Eine Passung beschreibt das Verhältnis zweier Fügeteile und ergibt sich aus deren beiden Toleranzen zusammen. Eine genormte Passungsangabe wie H7 vermittelt die Absicht klarer als eine reine Zahl.
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