Dimensionelle tolerancer og bearbejdningstillæg for aluminiumsstøbegods i henhold til ISO 8062-3

Støbegodsets tolerance angives med DCTG-klasse ifølge ISO 8062-3, og bearbejdningstillægget med RMA-værdi, valgt ud fra RMAG-klassen og støbegodsets største mål. For aluminiumslegeringer er de typiske klasser i serieproduktion DCTG 9–12 ved manuel formning i sand, 7–9 ved maskinformning, 6–8 i kokille og 5–7 ved trykstøbning. Herunder forklarer vi, hvordan du læser disse betegnelser, beregner råstøbegodsets mål og angiver kravene på tegningen.

Kort fortalt

• DCT er den samlede tolerance, som deles ligeligt i plus og minus: DCTG 8 for et mål på 100–160 mm er 1,8 mm, altså ±0,9 mm.
• Typiske klasser for lette legeringer: sand formet manuelt DCTG 9–12, maskinelt 7–9, kokille og lavtryksstøbning 6–8, trykstøbning 5–7; for komplekse støbegods og vægtykkelser – en klasse grovere.
• RMA-tillægget vælges ud fra RMAG-klassen og støbegodsets største mål, f.eks. RMAG F ved et støbegods på 160–250 mm giver 2 mm pr. side.
• Eksempel på angivelse for et kokillestøbegods på ca. 200 mm: ISO 8062-3 – DCTG 8 – RMA 2 (RMAG F).
• Mål, der går over formens skillelinje, er mindre nøjagtige – placer kritiske mål i den ene formhalvdel, eller planlæg bearbejdning af dem.

Hvad ISO 8062-3 omfatter

ISO 8062-3 er en norm fra GPS-familien (geometriske produktspecifikationer), som angiver generelle dimensionelle og geometriske tolerancer for støbegods samt klasser for bearbejdningstillæg ved spåntagning. I stedet for at tolerere hvert mål enkeltvis angiver konstruktøren én klasse på tegningen. Støberiet ved så, hvilken afvigelse der gælder for hvert mål uden individuel tolerance.

Tre betegnelser, du bør kende:

• DCTG (dimensional casting tolerance grade) – tolerancklasse for mål. Jo lavere nummer, desto snævrere tolerance. Tolerancværdien, altså DCT, aflæses i normens tabel for den givne klasse og nominelle måleområde.
• GCTG (geometrical casting tolerance grade) – geometriske tolerancklasser: retlinethed, planhed, rundhed, parallelitet, vinkelrethed, symmetri og koaksialitet.
• RMAG (required machining allowance grade) – klasse for det krævede bearbejdningstillæg, angivet med et bogstav. Ud fra RMAG-klassen og støbegodsets største mål fremkommer RMA, altså tillægget i millimeter pr. bearbejdet overflade.

Normen omfatter ikke bl.a. andre positionstolerancer end de nævnte, vinkelmål, cylindricitet eller 3D-modeller brugt uden mål på tegningen. Sådanne krav skal angives separat.

Udgave 2007 (PN-EN ISO 8062-3:2009) eller 2023 – hvad skal man henvise til

Den første udgave af ISO 8062-3 udkom i 2007 og erstattede ISO 8062:1994, hvor der blev anvendt CT-klasser. I Polen anvendes den som PN-EN ISO 8062-3:2009, og denne betegnelse optræder stadig i teknisk dokumentation og udbud.

I februar 2023 blev anden udgave udgivet – ISO 8062-3:2023, i Europa EN ISO 8062-3:2023. De vigtigste ændringer:

• der er tilføjet tabeller over støbeskrå (tabel 2–6) for håndformning og maskinformning, permanente forme, trykstøbning og præcisionsstøbning,
• tabellen over dimensionelle tolerancer har skiftet nummer fra 2 til 7,
• den tidligere klasse DCTG 16 hedder nu DCTG 15wt og gælder udelukkende vægtykkelser,
• ifølge normens forord er selve værdierne for DCTG-klasserne uændrede.

Praktisk råd: angiv på tegningen eller i bestillingen, hvilken udgave du henviser til. Ældre tegninger med angivelsen i stil med „ISO 8062 – CT12“ bør ved opdatering af dokumentationen omskrives til DCTG-systemet, og det bør bekræftes med støberiet.

Hvilke tolerancklasser er realistiske for aluminiumsstøbegods

Teknologi	Typisk DCTG-klasse	Typisk RMAG-klasse	Praktisk tolerance ifølge lærebogen „Odlewnictwo”
Sandform, håndformning	DCTG 9–12	F–H	op til 150 mm: ±0,8 mm; over: ±(0,8 mm + 0,3 % af målet)
Sandform, maskinformning eller skalform	DCTG 7–9	E–G	som ovenfor; forme, der presses med store tryk, giver tolerancer på 2–3 gange smallere end svagt komprimerede forme
Kokille, lavtryksstøbning	DCTG 6–8	D–F	±(0,4 mm + 0,2 % af målet); over skillefladen yderligere ±0,3–0,8 mm
Trykstøbning	DCTG 5–7 (DCTG 5 efter aftale)	B–D	±0,2 % af målet; over skillefladen yderligere ±0,1–0,15 mm

DCTG- og RMAG-klasserne er typiske værdier for lette legeringer i serieproduktion, som bl.a. en britisk aluminiumsstøberi angiver på baggrund af ISO 8062-3 og tabellerne i den tidligere ISO 8062:1994 – det er ikke et citat fra bilaget i udgaven fra 2023. For komplekse støbegods og for vægtykkelser vælges normalt en klasse, der er ét trin grovere. For enkeltstykker og korte serier foreskriver standarden separate, normalt grovere klasser – aftal dem med støberiet ved forespørgsel.

Tabellen giver to konklusioner. For det første stemmer de to skalaer overens: for et mål på 100 mm er den praktiske tolerance i kokille ±(0,4 + 0,2) = ±0,6 mm, altså 1,2 mm samlet tolerance. Det er et niveau tæt på DCTG 7, som for mål på 63–100 mm er 1,1 mm. For det andet afhænger nøjagtigheden i sandforme af formemetoden og sandets komprimering – det skriver vi om i artiklen om formsand og dens indflydelse på støbegodset.

Lærebogen minder også om et princip, der beskytter mod unødvendige omkostninger: en proces, der arbejder på grænsen af sine muligheder, er et dårligere valg end en proces med margin. Bestil derfor ikke DCTG 6 i kokille, hvis delens funktion er tilstrækkelig med DCTG 8.

Sådan ser de praktiske tolerancer fra tabellen ovenfor ud, omregnet for to mål (uden tillæg for skillefladen):

Mål	Sandform	Kokille	Trykstøbning
100 mm	±0,8 mm	±0,6 mm	±0,2 mm
300 mm	±1,7 mm	±1,0 mm	±0,6 mm

Hvor meget er det i millimeter – sådan læses DCT

DCT er den samlede tolerance, og den deles symmetrisk: halvdelen i plus, halvdelen i minus. To eksempler fra standardens tabel:

• DCTG 8 for mål på 100–160 mm: DCT = 1,8 mm, altså ±0,9 mm,
• DCTG 7 for mål på 63–100 mm: DCT = 1,1 mm, altså ±0,55 mm.

Øvrige værdier kan aflæses i tabel 7 i udgaven fra 2023 (i udgaven fra 2007 og i PN-EN ISO 8062-3:2009 er det tabel 2). Rækken angiver intervallet for nominelt mål, og kolonnen angiver DCTG-klassen. Tolerancen øges både med målet og med klassenummeret.

Bearbejdningstillæg: RMAG, RMA og målet på det rå støbegods

RMA-tillægget aflæses i tabellen for den pågældende RMAG-klasse og det største mål på hele støbegodset – ikke for det mål, der netop bearbejdes.

Største mål på støbegodset [mm]	RMAG D	RMAG E	RMAG F	RMAG G	RMAG H
op til 40	0,3	0,4	0,5	0,5	0,7
40–63	0,3	0,4	0,5	0,7	1
63–100	0,5	0,7	1	1,4	2
100–160	0,8	1,1	1,5	2,2	3
160–250	1	1,4	2	2,8	4
250–400	1,3	1,8	2,5	3,5	5
400–630	1,5	2,2	3	4	6
630–1000	1,8	2,5	3,5	5	7

RMA-værdier i mm pr. bearbejdet flade, iht. tabellen i ISO 8062-3; klasse A–C (f.eks. typisk B–C for trykstøbning) samt J–K finder du i normens tabel.

Materialetillægget omfatter ikke støbetolerancen. For at selv et støbegods på tolerancegrænsen har fuldt materialetillæg, skal råmålet forøges med halvdelen af DCT. De samme sammenhænge blev allerede angivet i ISO 8062:1994 (pkt. 10.1):

• ydre mål bearbejdet fra begge sider: råmål = færdigmål + 2 × RMA + DCT/2,
• hul bearbejdet hele vejen rundt: råmål = færdigmål − 2 × RMA − DCT/2.

Eksempel (fiktive værdier). Kokillestøbegods med største mål ca. 200 mm, valgt RMAG F, så RMA = 2 mm. Et parti med færdig bredde 120 mm bearbejdes fra to sider, toleranceklasse DCTG 8 (for 100–160 mm er DCT = 1,8 mm). Råmålet bliver 120 + 2 × 2 + 0,9 = 124,9 mm, altså 124,9 ±0,9 mm. Selv det mindste tilladte støbegods (124,0 mm) har 2 mm materiale på hver side.

Et for lille tillæg giver risiko for ubearbejdede steder efter bearbejdning, især ved forskydning af formhalvdelene eller kernen. Et for stort tillæg forlænger bearbejdningen, og i trykstøbegods fjerner det det tætte overfladelag og blotlægger porer fra det indre. Hvordan tillæggene påvirker delens pris, viser vi i sammenligningen af støbning med fræsning ud af massivt materiale.

Mål over delingsplanet, kerner og trækvinkler

Et mål, der går på tværs af formens delingsplan, har altid en ekstra afvigelse – formhalvdelene passer ikke perfekt sammen. For aluminium er det yderligere ±0,3–0,8 mm i kokille og ±0,1–0,15 mm i trykstøbeform. Derfor lyder en af konstruktionsreglerne: Støbegodsets form bør gøre det muligt at gengive målene fra én formdel.

I praksis betyder det flere beslutninger på tegningsstadiet:

• placer kritiske mål i én formhalvdel, eller planlæg bearbejdning af dem,
• baser ikke måleopsætningen på delingslinjen eller på flader dannet af kerner,
• giv mål, der afhænger af kernens position, en bredere tolerance eller bearbejd dem,
• til støbetrækvinkler brug tabel 2–6 i udgaven fra 2023, eller aftal værdierne med støberiet.

Valg af trækvinkler, vægtykkelser og placering af delingsplan behandler vi nærmere i vejledningen for konstruktører af aluminiumsstøbegods.

Overfladeruhed på råstøbegods

Teknologi	Ra for råt aluminiumsstøbegods
Sandform (bentonitbundet formsand)	4–10 µm
Kokille	4–6 µm
Trykstøbning	0,8–1,6 µm

Ifølge lærebogen „Odlewnictwo” (tabl. 3.22) for non-ferrøse legeringer. Forme til aluminium fremstilles af finere sand end til støbejern, og derfor er overfladen glattere. Enhver flade, der kræver lavere ruhed, skal bearbejdes – og der skal planlægges materialetillæg på den.

Sådan angives tolerancer og tillæg på tegningen

1. Generel klasse i bemærkningsfeltet: f.eks. ISO 8062-3 – DCTG 8 – RMA 2 (RMAG F). Angivelsesformatet følger normen; de konkrete værdier er et eksempel for en kokillestøbt del på ca. 200 mm.
2. Normudgave: angiv, om PN-EN ISO 8062-3:2009 eller EN ISO 8062-3:2023 gælder.
3. Kritiske mål: giv dem individuelle tolerancer. Hvis de er snævrere, end teknologien tillader, angiv dem som bearbejdede.
4. Bearbejdede flader: markér dem med bearbejdningstegnet og angiv den krævede ruhed. Uden det ved støberiet ikke, hvor tillægget skal placeres.
5. Referencer: angiv flader eller referencepunkter på råstøbegodset, væk fra delingslinjen, afgratningssømme og spor efter indløbssystemet.
6. Geometriske tolerancer: hvis de er nødvendige, tilføj klassen GCTG eller individuelle tolerancer; aftal angivelsesformen med støberiet.

Hvad der yderligere bør med i dokumentationen, beskriver vi i vores vejledning om, hvordan man udarbejder en forespørgsel til en støberi.

Almindelige fejl på støbegodstegninger

• Generelle tolerancer for bearbejdede dele overført til råt støbegods. Toleranceklasserne, der er beregnet til spåntagende bearbejdning, er typisk for snævre til støbte overflader.
• Snævre tolerancer på alle mål "for en sikkerheds skyld". De tvinger frem dyrere teknologi, mere kontrol og en højere andel kasserede emner – se, hvordan tolerancer og teknologi påvirker prisen på støbegodset.
• Reference på delelinjen eller på en flade fra kernen. Enhver forskydning af formen overføres da til alle mål.
• Ingen angivelse af bearbejdningsflader. Støberiet må gætte på, hvor tillægget skal placeres.
• Blanding af CT- og DCTG-klasser samt manglende udgave af standarden. Det er en direkte vej til tvister ved modtagelsen.

Ofte stillede spørgsmål

Vi finder tolerancklasser til dit støbegods

Send tegningen af den færdige del og en 3D-model. Vi foreslår en DCTG-klasse og tillæg tilpasset teknologien, og funktionelle flader bearbejdes på 3- og 5-akset CNC-centre som en del af mekanisk bearbejdning af aluminium. Regler for kontrol ved modtagelsen finder du i tekniske modtagelsesbetingelser for støbegods. Bed om et tilbud på baggrund af tegningen.

Kilder og standarder

• ISO 8062-3:2023 / EN ISO 8062-3:2023 (udgave 2, 2023) – generelle dimensions- og geometritolerancer samt bearbejdningstillæg for støbegods.
• PN-EN ISO 8062-3:2009 – polsk version af udgaven fra 2007.
• ISO 8062:1994 – tidligere system med CT-klasser, som findes på ældre tegninger.
• ISO 10135:2007 (EN ISO 10135:2009) – angivelse af formstøbte emner i teknisk dokumentation (støbeskråninger, delingsplan).
• M. Perzyk (red.), Støbning, WNT, Warszawa – kap. 3.2 (tabl. 3.12, s. 169–171), 3.3 (tabl. 3.21 og 3.22, s. 186–188), 3.4 (valg af proces, s. 194), 5.2 (formpressede emner med høje tryk, s. 281–282).