Standardtoleranzen in der Fertigung: ISO 2768, ISO 286 & GD&T

Toleranzen definieren dabei die zulässigen Grenzen der Varianz in den physischen Abmessungen und stellen sicher, dass die Merkmale eines Teils innerhalb der akzeptablen Grenzen für die gewünschte Anwendung liegen.

In der Praxis kann die Spezifizierung der Toleranzen für jedes einzelne Merkmal eine zeitaufwändige und ineffiziente Tätigkeit sein. Um diesen Prozess zu optimieren, nutzen Designer und Ingenieure oft standardisierte Toleranzen, die anhand internationaler Standards definiert werden, also zum Beispiel solche, wie sie durch die International Organisation for Standardization (ISO) festgelegt werden. Diese Normen enthalten allgemeine Toleranzen, die standardisiert gelten, wodurch die Notwendigkeit verringert wird, spezifische Toleranzen für jedes Merkmal einzeln zu berechnen.

ISO – Toleranznormen

In Europa und vielen anderen Teilen der Welt werden allgemeine Toleranzen für die subtraktive Fertigung (wie die CNC-Bearbeitung) hauptsächlich über zwei Schlüsselnormen definiert: die IO 2768 und die ISO 286.

ISO 2768 bietet dabei allgemeine Toleranzen für lineare und Winkelmaße, wenn spezifischere Toleranzen in der technischen Zeichnung nicht angegeben werden. Diese Norm wird in der Regel für Merkmale wie Außenmaße, Innenmaße, Durchmesser, Abstände, Fasenhöhen und Radien verwendet, bei denen die Standardtoleranzbereiche für die Funktion des Teils ausreichend sind.
ISO 286 hingegen gilt speziell für zylindrische Oberflächen und die Abstände zwischen parallelen ebenen Flächen, wie man sie in Wellen- und Bohrungssystemen findet. Die Norm ist für jene Situationen gedacht, in denen präzise Passungen zwischen zusammenpassenden Teilen erforderlich sind. ISO 286 sollte dort eingesetzt werden, wo spezifische Merkmale vorhanden sind, deren Toleranzen strenger kontrolliert werden müssen, als es die allgemeinen Toleranznormen vorsehen.

General tolerance indicated on a technical drawing — Auf einer technischen Zeichnung angegebene allgemeine Toleranz

Es gilt deshalb normalerweise, dass alle Toleranzen mindestens ISO 2768 entsprechen sollten, es sei denn, für bestimmte Merkmale ist eine genauere Toleranz erforderlich. In diesem Fall muss dies in der Zeichnung explizit unter Angabe der Norm, wie z.B. ISO 286, ausdrücklich angegeben werden. Dieser Ansatz stellt sicher, dass es im Fertigungsprozess zu keinen Missverständnissen kommt, und dass die Qualität und Konsistenz der Merkmale über die einzelnen Teile hinweg aufrechterhalten wird.

Standardtoleranzen bei Xometry: ISO 2768 und ISO 286 im Überblick

Bei Xometry bieten wir eine Reihe normierter Toleranzoptionen an, um Ihren unterschiedlichen Ansprüchen an die Fertigung gerecht zu werden:

ISO 2768 – Fein
ISO 2768 – Medium
ISO 286 – Grade 6 (Grad 6)
ISO 286 – Grade 7 (Grad 7)
ISO 286 – Grade 8 (Grad 8)

Die folgende Tabelle gibt eine kurze Zusammenfassung über diese Toleranznormen.

Pierre-Yves Huet

Ingenieur bei Xometry

Bei der Auswahl der ISO 2768 als „engster Toleranzgrad“ sind auch alle spezifischen Toleranzen nach ISO 286, Grade 9 oder höher in unseren Preisen enthalten. Bei der Auswahl von ISO 286 Grade (8, 7, 6) müssen Sie die Anzahl der Orte am Teil angeben, die diesen Toleranzgrad erfordern. Alle anderen Maße bzw. Toleranzen richten sich, ohne angegebene spezifische Toleranzen, nach der Norm ISO 2768-Medium.

So wählen Sie die richtige Toleranz für Ihr Projekt aus

Die Auswahl der passenden Toleranz ist eine kritische Entscheidung im Konstruktions- und Herstellungsprozess, da sie sowohl Funktionalität, Passgenauigkeit, Kosten und Herstellbarkeit eines Teils beeinflusst. Die richtige Toleranz stellt sicher, dass die Teile zusammenpassen und in ihrer Betriebsumgebung korrekt funktionieren können, ohne dass sie unnötige Kosten verursachen oder die Herstellung unnötig verkomplizieren.

In der folgenden Tabelle finden Sie die häufigsten Anwendungsfälle und eine Beschreibung der empfohlenen Toleranznormen (ISO 2768 und ISO 286) auf Grundlage der spezifischen Erfordernisse und Funktionen der verschiedenen Teile.

Anwendungsgebiet	Beschreibung	Empfohlene Toleranznorm	Grund für die Toleranzwahl
Präzise bearbeitete Teile	Hochpräzise Bauteile für die Luft- und Raumfahrt, die Automobilindustrie oder in medizinischen Geräten, für die jeweils eine exakte Passform entscheidend ist.	ISO 2768 Fein und ISO 286 Grade 6 (IT6) oder höher	Gewährleistet minimale Abweichungen bei linearen und Winkelmaßen (ISO 2768) und eine enge Kontrolle bei zylindrischen Passungen (ISO 286).
Austauschbare mechanische Teile	Teile, die speziell für einen leichten Austausch oder Ersatz konstruiert wurden, wie Zahnräder, Lager und Befestigungselemente in Baugruppen.	ISO 2768 Fein und ISO 286 Grade 7 (IT7) oder höher	Erlaubt eine präzise lineare und Winkelpassung (ISO 2768) sowie normierte Passungen für Wellen und Bohrungen (ISO 286).
Allgemeine mechanische Baugruppen	Allgemeine Bauteile in Maschinen, die gute Passungen, aber keine ultrahohe Präzision erfordern, wie z.B. Gehäuse oder Halterungen.	ISO 2768 – Medium	Bietet ein Gleichgewicht zwischen Präzision und Herstellbarkeit für lineare und Winkelmaße.
Große gefertigte Strukturen	Teile, die in Bau- oder Schwermaschinen eingesetzt werden, bei denen genaue Passungen weniger kritisch sind, wie z.B. Trägern oder Platten.	ISO 2768 – Medium	Die Toleranzen erlauben größere Abmessungen und Verfahren wie Schweißen oder Fertigungsschritte.
Kunststoffteile	Aus der Formgebung oder der maschinellen Bearbeitung entstehende Kunststoffteile für Konsumgüter oder Elektronik, bei denen eine gewisse Maßabweichung akzeptabel ist.	ISO 2768 Mittel und ISO 286 Grade 8 (IT8) oder höher	Die Toleranzen beachten die Flexibilität des Materials (ISO 2768) und berücksichtigen zudem die Standardpassungen (ISO 286) für Kunststoffe.
Wellen und Bohrungen für rotierende Bauteile	Bauteile wie Wellen und Bohrungen für rotierende Maschinen, die spezielle Passungen erfordern um eine ordnungsgemäße Funktion gewährleisten.	ISO 2768 Fein und ISO 286 Grade 6 oder 7 (IT6, IT7)	Stellt sowohl präzise lineare und Winkelmaße sicher (ISO 2768) als auch enge Passungen für eine ausbalancierte Rotation (ISO 286).
Bleche	Aus Blech gefertigte Teile für Gehäuse, Paneele und Halterungen, bei denen eng sitzende Passungen nicht kritisch sind.	ISO 2768 – Medium	Die Toleranz ist für Prozesse wie Biegen und das Umformen geeignet, um inhärenten Varianzen gegenüber Rechnung zu tragen.
Schaltschränke und Gehäuse	Gehäuse für elektrische Bauteile, die zusammenpassen müssen, aber keine engen Toleranzen erfordern.	ISO 2768 – Medium	Die Norm bietet ausreichende Genauigkeit für eine Montage, während gleichzeitig die Kosten für Teile mit geringerem Anspruch an die Präzision gesenkt werden.
Bauteile für Konsumgüter/Unterhaltungselektronik	Teile für Haushaltsgeräte oder Unterhaltungselektronik, bei denen äußere Ästhetik und die Funktion wichtiger sind als übermäßig hohe Toleranzen.	ISO 2768 Mittel und ISO 286 Grade 8 (IT8)	Bietet ein Gleichgewicht zwischen Effizienz in der Herstellung mit einer adäquaten Passung und Funktion unter Einsatz von Standardtoleranzen für allgemeine Passungen.

Praktische Tipps für die Auswahl der passenden Toleranzen

Mit allgemeinen Toleranzen beginnen (ISO 2768): Verwenden Sie ISO 2768 (Fein oder Medium) für Allzweckteile solange keine spezifischeren Toleranzen definiert wurden.
Legen Sie engere Toleranzen fest (ISO 286): Für Merkmale mit präzisen Passungen bei denen enge Passungen erforderlich sind, oder bei denen eine hohe Fertigungsgenauigkeit erforderlich ist (z.b. Wellen, Bohrungen), verwenden Sie bitte die ISO 286. Passen Sie dabei die Auswahl des Grade (des Toleranzgrades 6, 7, oder 8) daran an, wie hoch der gewünschte Grad an Präzision und Passgenauigkeit sein soll.
Präzision gegen Kosten aufwiegen: Achten Sie immer darauf, die lockersten Toleranzen zu wählen, bei denen immer noch die Ansprüche an die Funktionalität des Teils erhalten bleiben. Dies verbessert die Kosteneffizienz.
Dokumentieren Sie spezifische Anforderungen klar und deutlich: Falls ein Merkmal eine spezifische Toleranz erfordert, die über das normale Maß hinausgeht, stellen Sie bitte sicher, dass dies klar und deutlich in der technischen Zeichnung angegeben ist, um Herstellungsfehler zu vermeiden.

ISO 2768 Toleranzen

Die ISO 2768 Toleranznorm ist eine weit verbreitete Norm, die allgemeine Toleranzen für Teile definiert, die durch maschinelle Bearbeitung oder andere Material abtragende Verfahren hergestellt werden. Sie bietet einen Rahmen für das Erreichen akzeptabler Präzision, ohne dass individuelle Toleranzen angegeben werden müssen, vereinfacht dadurch den Entwurf und die Herstellung insbesondere dann, wenn eine hohe Präzision nicht an jedem Maß notwendig ist.

Die ISO 2768 gilt speziell für jene Zeichnungen, die keine individuellen Toleranzspezifikationen aufweisen, und dabei insbesondere für folgende Merkmale:

Lineare Abmessungen: Inklusive Außen- und Innenmaße, Durchmesser, Abstände, Fasenhöhen und Radien.
Winkelmaße: Betrifft Winkelabmessungen, bei denen keine spezifischen Toleranzen angegeben wurden.
Abmessungen maschinell bearbeiteter oder fertig montierter Teile: Anwendbar sowohl auf lineare als auch Winkelmaße, die durch maschinelle Bearbeitung/Zerspanung oder die Montage von Bauteilen entstehen.

Toleranzen für lineare Abmessungen

Die folgende Tabelle führt die in ISO 2768 definierten Toleranzgrenzen für lineare Abmessungen in verschiedenen Nenngrößenbereichen auf, die in feine (f) und mittlere (m) Toleranzklassen unterteilt sind.

Wie man die Tabelle liest: Für ein Teil mit einem Nennmaßbereich von 50 mm würde die zulässige Abweichung mit der Toleranzklasse Fein (f) ±0,15 mm betragen.

Toleranzen für Außenradien und Fasenhöhen

Die folgende Tabelle zeigt die Toleranzen gemäß der ISO – Norm 2768 für Außenradien und Fasenhöhen, unterteilt in feine (f) und mittlere (m) Toleranzklassen. Diese Toleranzen definieren die zulässigen Abweichungen für gebogene Oberflächen und angefaste Kanten.

Wie man die Tabelle liest: Für einen Außenradius von 4 mm ergibt sich ein akzeptabler Nennmaßbereich von „über 3 bis 6 mm“. Bei Anwendung der Toleranzklasse Fein (f), liegt die akzeptable Abweichung bei ±0,5 mm.

Toleranzen für Winkelmaße

Die folgende Tabelle enthält die ISO 2768 – Toleranzwerte für Winkelabmessungen, ausgedrückt in Grad und Minuten. Diese Toleranzen gelten für den kürzeren Schenkel des Winkels und werden in feine (f) und mittlere (m) Toleranzklassen eingeteilt.

Wie die Tabelle zu lesen ist: Für ein Winkelmaß mit einem Nennwinkelmaßbereich von 30 mm liegt in der Toleranzklasse Fein (f) die akzeptable Abweichung bei ±0°30′.

ISO 286 Toleranzen

ISO 286 ist eine Norm, die häufig bei subtraktiven Fertigungsmethoden wie CNC-Bearbeitung angewendet wird, um Toleranzen zu definieren, die lineare Abmessungen für spezifische Merkmale betreffen. Das ist insbesondere relevant für Teile mit:

Zylindrischen Merkmalen: Wellen oder Bohrungen, bei denen präzise Passungen entscheidend sind.
Zwei parallel zueinander liegende Oberflächen: Wie sie zum Beispiel bei zusammenpassenden Teilen oder Baugruppen zu finden sind, wo sie einen kontrollierten Abstand zueinander erfordern.

Diese Norm wird für Merkmale in technischen Zeichnungen genutzt, in denen spezifische Toleranzen nicht individuell angezeigt werden.

ISO 286 Qualitätsgrade

ISO 286 bietet eine normierte Auswahl an Toleranzklassen für allgemeine Zwecke aus den zahlreichen Möglichkeiten. Es ist zudem möglich, die Abmessungen mit einem höheren Grad anzugeben. Diese werden dann automatisch in unsere Preiskalkulation integriert (für Teile aus der CNC-Bearbeitung).

Grad 6 (IT6): Für sehr enge Toleranzen, die in hochpräzisen Anwendungen eingesetzt werden, bei denen minimale Abweichungen bereits kritisch sind.
Grad 7 (IT 7): Für allgemeine technische Anwendungen, die ein Gleichgewicht zwischen Präzision und Herstellbarkeit erfordern.
Grad 8 (IT8): Für weniger kritische Anwendungen, bei denen eine losere Passung akzeptabel ist, und somit die Komplexität und die Kosten reduziert werden.

Pierre-Yves Huet

Ingenieur bei Xometry

Beachten Sie, dass Toleranzgrenzen auch außerhalb des Systems der Gütegrade der ISO – Norm 286 angepasst werden können. Wenn Sie dies tun, dann konvertiert Xometry im Rahmen der internen Verarbeitung die von Ihnen genannten Toleranzen in das nächste Äquivalent der ISO 286 Grade. Spezifizieren Sie zum Beispiel eine Toleranz von ’50 +0,05/+0,02′ für den Abstand zwischen zwei parallelen Flächen, so kalkulieren wir die Toleranz als 30 µm, was am besten zur ISO – Norm 286 Grad 7 passt.

Schlüsselbegriffe in den Toleranzen nach ISO 286

Für das Verständnis der Toleranzen nach ISO 286 benötigen Sie einige Schlüsselbegriffe:

Nenngröße: Die angegebene Größe eines Merkmals, wie in der technischen Zeichnung angegeben.
Ist-Größe: Die gemessene Größe eines Merkmals nach der Fertigung.
Obergrenze der Größe: Die maximal erlaubte Größe eines Merkmals.
Untergrenze der Größe: Die minimal erforderliche Größe eines Merkmals.
Toleranz: Der Unterschied zwischen Obergrenze und Untergrenze der Größe, der den erlaubten Toleranzbereich bestimmt.

ISO 286 Toleranzen für lineare Abmessungen

Die folgende Tabelle enthält die Toleranzgrenzen nach ISO 286 für lineare Abmessungen auf Grundlage verschiedener Nennmaßbereiche, in Mikrometern (µm) angegeben für drei Gütegrade: IT6, IT7, IT8.

Wie man die Tabelle liest: Für ein Merkmal mit dem Nennmaßbereich zwischen 50 mm und 80 mm unter Verwendung des ISO 286 Grad IT6 würde die akzeptable Toleranz bei ±19 µm betragen.

Geometrische Bemaßung und Toleranzen (GD&T)

GD&T ist ein präzises System für die Definition und Kommunikation der Konstruktionstoleranzen, das die Kontrolle über die Geometrie der Merkmale eines Teils gewährt. Im Gegensatz zu linearen Toleranzen, die sich nur auf die Größe beziehen, konzentriert sich GD&T auf die geometrischen Beziehungen der Merkmale und stellt somit sicher, dass sie in einer Baugruppe zusammen funktionieren können. Diese Methode ist dann entscheidend, wenn sowohl die Genauigkeit der Passung, als auch die Form und die Funktion gewährleistet werden müssen. Dies gilt insbesondere für komplexe Baugruppen, wie man sie in der Luft- und Raumfahrt, dem Automobilbau und in der Medizinindustrie findet.

GD&T wird von Normen wie der ISO-Norm 1101 – Geometrische Produktspezifikationen (GPS) sowie ASME Y14.5 geregelt, und umfasst vier Hauptkategorien von Toleranzen:

Formtoleranzen: Kontrollieren die Form der Merkmale wie ihre Ebenheit, Geradheit, Rundheit und Zylindrizität.
Ausrichtungstoleranzen: Bestimmen die Winkelbeziehungen zwischen den Merkmalen, wie z.B. die Rechtwinkligkeit, die Parallelität und die Winkligkeit.
Lagetoleranzen: Definieren die genaue Position von Löchern und Schlitzen, um die richtige Ausrichtung und den richtigen Abstand der Kompenten sicherzustellen.
Rundlauftoleranzen: Steuert die Bewegung rotierender Bauteile, stellt sicher, dass die Merkmale richtig ausgerichtet bleiben und dabei frei von Wackeln oder Exzentrizität bleiben.

Mit jeder Toleranzkategorie können Ingenieure sicherstellen, dass Teile präzise zusammenpassen und unter definierten Bedingungen korrekt funktionieren. So kann zum Beispiel mit einer engen Rechtwinkligkeitstoleranz sichergestellt werden, dass eine Welle ordnungsgemäß in einem Gehäuse ausgerichtet ist, oder eine Positionstoleranz dazu erforderlich sein, sicherzustellen, dass eine Bohrung sich genau dort befindet, wo sie für die Montage sein muss.

Engineering drawing showing dimensions and cross-sectional details of a machined part

Die Nutzung von GD&T erlaubt es, kritische Merkmale von Teilen einer engeren Kontrolle zu unterziehen, was zu einer erhöhten Produktqualität und besseren Leistung führt. Dies erhöht jedoch die Komplexität des Designs und der Prüfprozesse. Es ist also wichtig, Übertoleranzen, also zu enge Toleranzen zu vermeiden, da eine übermäßig enge Toleranz die Fertigungskosten und Vorlaufzeiten signifikant steigern kann. Der Einsatz von GD&T sollte auf Merkmale begrenzt werden, die die Leistung eines Teils in der Baugruppe direkt beeinflussen. Sogenannte „funktionskritische“ Merkmale.

Die Prüfung der GD&T Toleranzen erfordert hochentwickelte Messgeräte wie Koordinatenmessgeräte (KMG), Laserscanner oder optische Komparatoren, um diese geometrischen Beziehungen zu messen und zu validieren. Diese Messwerkzeuge sind entscheidend für die Bestätigung, dass die Teile auch konform zu den spezifizierten Toleranzen sind, insbesondere bei extrem engen Toleranzen für Form und Lage.

ISO vs. ASME Toleranznormen

ISO – Normen wie die ISO 2768 und ISO 286 sind in Europa, Großbritannien, der Türkei und Teilen Asiens weit verbreitet und konzentrieren sich auf allgemeine Toleranzen und Passungen für eine breite Palette von Anwendungen. Im Gegensatz dazu sind die ASME – Normen wie ASME B4.1 und ASME Y14.5 in den USA häufiger anzutreffen und bieten detaillierte Richtlinien, insbesondere für die Geometrische Bemaßung und Toleranzen (GD&T).

Die folgende Tabelle vergleicht diese beiden Normen und hebt die Äquivalente entsprechend hervor und bietet somit eine schnelle Referenz bei der Auswahl der geeigneten Norm auf der Grundlage regionaler Praktiken und spezifischer Anforderungen an die Fertigung.

ISO – Norm	Äquivalentee ASME – Norm	Anwendungsgebiet	Hauptunterschied
ISO 2768 (Fein, Mittel)	ASME Y14.5	Allgemeine Toleranzen für Längen- und Winkelmaße	Die ISO 2768 bietet allgemeine Toleranzen, während ASME Y14.5 detaillierte Richtlinien zur geometrischen Bemaßung (GD&T) enthält.
ISO 286 (Grad 6, 7, 8)	ASME B4.1 (Grad 6, 7, 8)	Toleranzen für zylindrische Passungen und Abstände zwischen parallelen Flächen	Beide Normen definieren ähnliche Toleranzgrenzen für Passungen, aber ASME enthält noch zusätzliche Richtlinien, die sich auf die US-Praxis beziehen.
ISO 2768 für Winkelabmessungen	ASME B4.2	Winkelmaßtoleranzen	Ähnliche Winkeltoleranzbereiche, aber ASME B4.2 bietet ggf. detailliertere Anweisungen für bestimmte Anwendungsbereiche
ISO 1101 (Geometrische Toleranzen)	ASME 14.5 (GD&T)	Geometrische Toleranzen von Formen und Merkmalen	Beide bieten Rahmenvorgaben für GD&T, aber ASME Y14.5 ist detaillierter und in den USA weiter verbreitet.

Fazit: Die Bedeutung der richtigen Toleranzen für effiziente Fertigung

ISO – Toleranznormen wie ISO 2768 oder ISO 286 bilden einen verlässlichen Rahmen für die Wahrung der gleichbleibenden Qualität und Präzision im Maschinenbau. Darüber hinaus bietet GD&T fortgeschrittenere Kontrolle über die Geometrie des Teils, und stellt sicher, dass funktionskritische Merkmale die spezifischen geometrischen Anforderungen ihrer Baugruppen auch erfüllen. Durch die Nutzung dieser normierten Toleranzen können Designer und Ingenieure den Spezifizierungsprozess vereinfachen, Fehler reduzieren und sicherstellen, dass die Teile die Ansprüche an die notwendige Passung und Funktionalität erfüllen.

Um Ihre Projekte in der CNC-Bearbeitung und der Blechfertigung zu optimieren, laden Sie Ihre Modelle in die Instant Quoting Engine hoch und wählen Sie aus den fünf vorliegenden Toleranzklassen und Gütegraden. Für Teile, die sehr spezifische kundenspezifische Toleranzen erfordern, die nicht von den Toleranznormen abgedeckt werden, laden Sie bitte die entsprechende Zeichnung des Teils hoch, um sicherzustellen, dass wir Ihre Bestellung präzise nach Ihren Vorgaben ausführen können.