Bewerkingstoleranties: ISO 2768, passingen en maatvoering

Geen enkel bewerkt product heeft exact de nominale maat: de tolerantie legt de toelaatbare afwijking vast. In plaats van op elke afmeting een tolerantie te vermelden, kan de tekening in het tekeningblok verwijzen naar een norm voor algemene toleranties. ISO 2768-1 dekt de lengte- en hoekmaten zonder individuele tolerantie en definieert vier klassen: f (fijn), m (middel), c (grof) en v (zeer grof).

Toelaatbare afwijkingen voor lengtematen, in millimeters (symmetrische afwijkingen, plus of min). “Meer dan 3 tot 6” betekent boven 3 mm en tot en met 6 mm:

Voorbeeld: een maat van 50 mm zonder individuele tolerantie, op een tekening in klasse m, mag ±0,3 mm variëren (tussen 49,7 en 50,3 mm); in klasse f ±0,15 mm. De norm bevat ook aparte tabellen voor radii, afschuiningen en hoeken, die hier niet zijn opgenomen. Klasse m is zeer gangbaar op tekeningen van mechanische producten.

Een maat binnen zijn tolerantie garandeert geen perfecte vorm: een product kan al zijn afmetingen halen en toch kromgetrokken zijn. Deel 2 van de norm legt algemene geometrische toleranties vast, met name voor rechtheid, vlakheid, haaksheid, symmetrie en rondloop, in drie klassen: H (de fijnste), K en L (de ruimste).

De aanduiding combineert de twee delen. De vermelding “Algemene toleranties ISO 2768-mK” in het tekeningblok betekent: klasse m voor lengte- en hoekmaten, klasse K voor de geometrie. Zonder zo’n vermelding geldt normatief geen enkele algemene tolerantie: het bedrijf hanteert dan zijn eigen praktijk, wat een bron van geschillen is.

In de recentere GPS-benadering (geometrische productspecificatie) behandelt ISO 22081 (2021) de algemene geometrische specificaties en vervangt zij ISO 2768-2. De vermelding ISO 2768-mK blijft echter zeer gangbaar op bestaande tekeningen en de meeste bedrijven begrijpen haar. Controleer bij uw engineeringbureau welke referentie in uw bedrijf wordt gehanteerd.

Wanneer twee onderdelen op elkaar passen (bijvoorbeeld een as in een boring), bepaalt de tolerantie van elk onderdeel de verkregen speling of klemming. Het ISO-passingensysteem (ISO 286) normeert deze toleranties met twee gegevens: de IT-kwaliteit (het cijfer, van IT01 tot IT18; hoe kleiner, hoe nauwer de tolerantie) en de positie van het tolerantieveld ten opzichte van de nominale maat (de letter, hoofdletter voor een boring, kleine letter voor een as).

De notatie H7/g6 leest u als: boring H7 en as g6. Het systeem van de standaardboring (H) is het meest gangbaar: de boring houdt dezelfde positie en de letter van de as varieert om een speling (g, h, f), een overgangspassing (k, js) of een klemming (p, s) te verkrijgen. Voorbeeld voor een nominale diameter van 25 mm:

Deze waarden gelden voor het diameterbereik van 18 tot 30 mm: ze veranderen met de diameter. Raadpleeg de tabellen van ISO 286-2 of vraag ze aan uw bedrijf. Qua fabricage wordt een H7-boring gewoonlijk gemaakt door fijnboren of ruimen; fijnere kwaliteiten zoals IT6 vragen vaak om slijpen.

Geometrische tolerering drukt de functie van het product beter uit dan een opeenstapeling van plus-minusmaten. Zij is vastgelegd in ISO 1101, in het kader van de geometrische productspecificaties (GPS). Een eis staat in een tolerantiekader: symbool van de eigenschap, waarde van het tolerantieveld (voorafgegaan door Ø voor een cilindrisch veld), gevolgd door een of meer referenties (A, B, C), gedefinieerd door ISO 5459. De eigenschappen zijn in families gegroepeerd:

• Vorm (zonder referentie): rechtheid, vlakheid, rondheid, cilindervormigheid.
• Oriëntatie: evenwijdigheid, haaksheid, helling.
• Positie: positie, coaxialiteit, concentriciteit, symmetrie.
• Rondloop: enkelvoudige en totale rondloop.
• Profiel: profiel van een willekeurige lijn of oppervlak.

Waarom gebruiken? Om twee bevestigingsgaten te positioneren geeft maatvoering in coördinaten ±a een vierkant tolerantieveld met zijde a. Een positietolerering definieert een cirkelvormig veld: neemt u de omgeschreven cirkel van dat vierkant (diameter circa 1,41 a), dan neemt de toelaatbare oppervlakte met circa 57 % toe. Voor een samenstelling die afhangt van de radiale afwijking (schroef in een gat, pen in een boring) past dit veld beter bij de functie en laat het het bedrijf meer marge. Daar staat tegenover dat de referenties moeten weergeven hoe het product daadwerkelijk wordt gemonteerd.

Tekeningen van Noord-Amerikaanse oorsprong volgen vaak de norm ASME Y14.5, die dicht bij ISO 1101 ligt maar op sommige punten afwijkt: meld dat aan het bedrijf. Om deze eisen te controleren is doorgaans een driedimensionale meetmachine nodig.

De ruwheid Ra is de rekenkundig gemiddelde afwijking van het profiel, uitgedrukt in micrometers. Zij werd lang gedefinieerd door ISO 4287 en op tekeningen aangegeven volgens ISO 1302; de reeks ISO 21920 vervangt ze geleidelijk. De volgende ordes van grootte zijn indicatief en hangen af van het materiaal, het gereedschap en de snijparameters:

Ra zegt niet alles: twee oppervlakken met dezelfde Ra kunnen een verschillende textuur hebben. Voor de meeste producten volstaat een algemene vermelding (bijvoorbeeld “Ra 3,2 tenzij anders aangegeven”), aangevuld met enkele gemarkeerde oppervlakken. Elke stap in fijnheid voegt gangen toe, soms zelfs een slijpbewerking.

Een tolerantie aanscherpen kost niet lineair meer. Zolang de eis binnen de normale capaciteiten van de machine blijft, is het effect gematigd. Daarboven verandert het bedrijf van methode, en elke verandering kost geld:

• tragere afwerkgangen, zorgvuldiger gereedschap dat eerder wordt vervangen;
• thermische stabilisatie van het product en de machine, waarbij de referentietemperatuur van de meting op 20 °C is vastgelegd;
• extra bewerkingen (slijpen, nabewerken op een andere machine);
• een fijnere controle, vaak van elk product, met een meetmiddel waarvan de onzekerheid ruim onder de tolerantie blijft; de vuistregel van een tiende wordt vaak genoemd;
• een hoger afkeurrisico, dat in de prijs wordt doorberekend.

1. Uitgaan van de functie. Vraag u voor elk oppervlak af wat er gebeurt als de maat varieert: als er niets verandert, volstaat de algemene tolerantie.
2. De algemene toleranties in het tekeningblok vermelden (bijvoorbeeld ISO 2768-mK) en daarna alleen de functionele maten afzonderlijk toleranderen.
3. Genormeerde passingen gebruiken (H7/g6, H7/h6…) in plaats van waarden op maat.
4. Voor posities geometrische tolerering verkiezen om een cirkelvormig veld te benutten, met referenties die de montage weerspiegelen.
5. Dubbele of kettingmaatvoering vermijden. Elke maat staat maar één keer; een hulpmaat staat tussen haakjes en wordt niet gecontroleerd.
6. Aangeven of de maten gelden voor of na de behandeling. Een dikke laag zoals harde anodisatie of chemisch nikkel verandert de afmetingen met enkele tot tientallen micrometers.
7. Onderscheid maken tussen de nauwkeurigheid van de machine en de functionele tolerantie. Wat de machine kan, is niet wat uw product vereist.

Voeg uw gemaakte tekening toe aan een volledig programma van eisen. Op Meaflow is het plaatsen van een aanvraag gratis: u kunt de leveranciers die u antwoorden vragen de maten aan te geven die het product duurder maken. Voor de materialen, zie materialen voor bewerkte producten.