Maßtoleranzen und Bearbeitungszugaben für Aluminium-Gussteile nach ISO 8062-3

Die Toleranzen eines Gussteils werden über die Klasse DCTG nach ISO 8062-3 festgelegt, die Bearbeitungszugabe über den RMA-Wert, der sich aus der Klasse RMAG und dem größten Gussteilmaß ergibt. Für Aluminiumlegierungen liegen die typischen Klassen in der Serienfertigung bei DCTG 9–12 für Handformung in Sand, 7–9 für Maschinenformung, 6–8 im Kokillenguss und 5–7 im Druckguss. Nachfolgend erläutern wir, wie Sie diese Bezeichnungen lesen, das Rohgussmaß berechnen und die Anforderungen in der Zeichnung angeben.

Kurz gefasst

• DCT ist die Gesamttoleranz, die je zur Hälfte auf Plus und Minus verteilt wird: DCTG 8 für ein Maß von 100–160 mm entspricht 1,8 mm, also ±0,9 mm.
• Typische Klassen für Leichtmetalllegierungen: handgeformter Sandguss DCTG 9–12, maschinengeformt 7–9, Kokillenguss und Niederdruckguss 6–8, Druckguss 5–7; für komplexe Gussteile und für Wanddicken eine Klasse gröber.
• Die Bearbeitungszugabe RMA ergibt sich aus der Klasse RMAG und dem größten Gussteilmaß, z. B. RMAG F bei einem Gussteil von 160–250 mm: 2 mm pro Seite.
• Beispielangabe für ein Kokillengussteil mit einer Größe von ca. 200 mm: ISO 8062-3 – DCTG 8 – RMA 2 (RMAG F).
• Maße, die über die Formteilungsebene verlaufen, sind weniger genau – platzieren Sie kritische Maße in einer Formhälfte oder sehen Sie dafür eine Bearbeitung vor.

Was die Norm ISO 8062-3 festlegt

ISO 8062-3 ist eine Norm aus der GPS-Familie (Geometrische Produktspezifikation), die allgemeine Maß- und Geometrietoleranzen für Gussteile sowie Klassen der Bearbeitungszugaben für die spanende Bearbeitung festlegt. Statt jedes Maß einzeln zu tolerieren, trägt der Konstrukteur in der Zeichnung eine einzige Klasse ein. Die Gießerei weiß dann, welche Abweichung für jedes Maß ohne individuelle Toleranz gilt.

Drei Bezeichnungen, die Sie kennen sollten:

• DCTG (dimensional casting tolerance grade) – Klasse der Maßtoleranz. Je niedriger die Nummer, desto enger die Toleranz. Der Toleranzwert, also DCT, wird für die jeweilige Klasse und den Nennmaßbereich aus der Tabelle der Norm abgelesen.
• GCTG (geometrical casting tolerance grade) – Klassen der Geometrietoleranzen: Geradheit, Ebenheit, Rundheit, Parallelität, Rechtwinkligkeit, Symmetrie und Koaxialität.
• RMAG (required machining allowance grade) – Klasse der erforderlichen Bearbeitungszugabe, mit einem Buchstaben gekennzeichnet. Aus der Klasse RMAG und dem größten Gussteilmaß ergibt sich der Wert RMA, also die Zugabe in Millimetern je bearbeiteter Fläche.

Die Norm deckt unter anderem nicht ab: andere als die genannten Ortstoleranzen, Winkelmaße, Zylindrizität sowie 3D-Modelle, die ohne Maße in der Zeichnung verwendet werden. Solche Anforderungen müssen separat angegeben werden.

Ausgabe 2007 (PN-EN ISO 8062-3:2009) oder 2023 – worauf Sie sich beziehen sollten

Die erste Ausgabe der ISO 8062-3 erschien 2007 und löste die ISO 8062:1994 ab, in der die CT-Klassen verwendet wurden. In Polen gilt sie als PN-EN ISO 8062-3:2009, und diese Bezeichnung findet sich weiterhin in technischen Unterlagen und Ausschreibungen.

Im Februar 2023 erschien die zweite Ausgabe – ISO 8062-3:2023, in Europa als EN ISO 8062-3:2023. Die wichtigsten Änderungen:

• neu hinzugekommen sind Tabellen für Gussschrägen (Tabellen 2–6) für Hand- und Maschinenformung, Kokillenguss, Druckguss und Feinguss,
• Die Tabelle der Maßtoleranzen hat die Nummer gewechselt: von 2 auf 7,
• die frühere Klasse DCTG 16 heißt jetzt DCTG 15wt und gilt ausschließlich für Wanddicken,
• laut Vorwort der Norm haben sich die Werte der DCTG-Klassen selbst nicht geändert.

Praxistipp: Geben Sie in der Zeichnung oder in der Bestellung an, auf welche Ausgabe Sie sich beziehen. Ältere Zeichnungen mit Angaben wie „ISO 8062 – CT12“ sollten Sie bei der Aktualisierung der Dokumentation auf das DCTG-System umschreiben und mit der Gießerei abstimmen.

Welche Toleranzklassen für Aluminiumgussteile realistisch sind

Technologie	Typische DCTG-Klasse	Typische RMAG-Klasse	Praktische Toleranz nach dem Handbuch „Odlewnictwo“
Sandform, Handformung	DCTG 9–12	F–H	bis 150 mm: ±0,8 mm; darüber: ±(0,8 mm + 0,3 % des Maßes)
Sandform, Maschinenformung oder Maskenformverfahren	DCTG 7–9	E–G	wie oben; mit hohem Druck verdichtete Formen ergeben 2- bis 3-mal engere Toleranzen als schwach verdichtete Formen
Kokille, Niederdruckguss	DCTG 6–8	D–F	±(0,4 mm + 0,2 % des Maßes); über die Teilungsebene zusätzlich ±0,3–0,8 mm
Druckguss	DCTG 5–7 (DCTG 5 nach Vereinbarung)	B–D	±0,2 % des Maßes; über die Teilungsebene zusätzlich ±0,1–0,15 mm

Die Klassen DCTG und RMAG sind typische Werte für Leichtmetalllegierungen in der Serienfertigung, wie sie u. a. eine britische Aluminiumgießerei auf Grundlage von ISO 8062-3 sowie der Tabellen der früheren ISO 8062:1994 angibt – es handelt sich nicht um ein Zitat aus dem Anhang der Ausgabe 2023. Für komplexe Gussteile und für Wanddicken wird üblicherweise eine um eine Stufe gröbere Klasse angesetzt. Für Einzelgussteile und Kleinserien sieht die Norm gesonderte, in der Regel gröbere Klassen vor – klären Sie diese bei der Anfrage mit der Gießerei.

Aus der Tabelle ergeben sich zwei Schlussfolgerungen. Erstens stimmen beide Skalen überein: Für ein Maß von 100 mm beträgt die praktische Toleranz in der Kokille ±(0,4 + 0,2) = ±0,6 mm, also 1,2 mm Gesamttoleranz. Das entspricht etwa DCTG 7, die für Maße von 63–100 mm bei 1,1 mm liegt. Zweitens hängt die Genauigkeit bei Sandformen von der Formverfahren und der Verdichtung des Formstoffs ab – dazu mehr im Artikel über Formstoffe und ihren Einfluss auf das Gussteil.

Das Handbuch erinnert auch an eine Regel, die vor unnötigen Kosten schützt: Ein Prozess, der an der Grenze seiner Möglichkeiten arbeitet, ist die schlechtere Wahl als ein Prozess mit Reserve. Bestellen Sie daher kein DCTG 6 in der Kokille, wenn für die Funktion des Teils DCTG 8 ausreicht.

So sehen die praktischen Toleranzen aus der obigen Tabelle aus, umgerechnet für zwei Maße (ohne Zuschlag für die Teilungsebene):

Maß	Sandform	Kokille	Druckguss
100 mm	±0,8 mm	±0,6 mm	±0,2 mm
300 mm	±1,7 mm	±1,0 mm	±0,6 mm

Wie viel das in Millimetern ist – so lesen Sie DCT

Die DCT ist die Gesamttoleranz und wird symmetrisch aufgeteilt: je zur Hälfte im Plus und im Minus. Zwei Beispiele aus der Tabelle der Norm:

• DCTG 8 für ein Maß von 100–160 mm: DCT = 1,8 mm, also ±0,9 mm,
• DCTG 7 für ein Maß von 63–100 mm: DCT = 1,1 mm, also ±0,55 mm.

Die übrigen Werte entnehmen Sie Tabelle 7 der Ausgabe 2023 (in der Ausgabe 2007 und in PN-EN ISO 8062-3:2009 ist es Tabelle 2). Die Zeile gibt den Nennmaßbereich vor, die Spalte die DCTG-Klasse. Die Toleranz steigt sowohl mit dem Maß als auch mit der Klassennummer.

Bearbeitungszugabe: RMAG, RMA und Maß des Rohgussteils

Die Bearbeitungszugabe RMA wird für die jeweilige RMAG-Klasse aus der Tabelle entnommen und der größten Abmessung des gesamten Gussteils – nicht für das Maß, das gerade bearbeitet wird.

Größte Abmessung des Gussteils [mm]	RMAG D	RMAG E	RMAG F	RMAG G	RMAG H
bis 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-Werte in mm je bearbeiteter Oberfläche gemäß Tabelle ISO 8062-3; die Klassen A–C (u. a. typisch B–C für Druckgussteile) sowie J–K entnehmen Sie der Normtabelle.

Das Bearbeitungszugabe berücksichtigt nicht die Gusstoleranz. Damit selbst ein Gussteil an der Toleranzgrenze die volle Bearbeitungszugabe behält, muss das Rohmaß um die halbe DCT vergrößert werden. Dieselben Zusammenhänge enthielt bereits ISO 8062:1994 (Abschn. 10.1):

• Außenmaß, beidseitig bearbeitet: Rohmaß = Fertigmaß + 2 × RMA + DCT/2,
• Bohrung, über den gesamten Umfang bearbeitet: Rohmaß = Fertigmaß − 2 × RMA − DCT/2.

Beispiel (angenommene Werte). Ein Kokillengussteil hat ein Größtmaß von ca. 200 mm, angesetzt wurde RMAG F, also RMA = 2 mm. Ein Abschnitt mit einer Fertigbreite von 120 mm wird beidseitig bearbeitet, Toleranzklasse DCTG 8 (für 100–160 mm DCT = 1,8 mm). Das Rohmaß beträgt 120 + 2 × 2 + 0,9 = 124,9 mm, also 124,9 ±0,9 mm. Selbst das kleinste zulässige Gussteil (124,0 mm) hat auf jeder Seite 2 mm Material.

Ein zu geringes Aufmaß birgt die Gefahr unbearbeiteter Stellen nach der Bearbeitung, besonders bei Versatz der Formhälften oder des Kerns. Ein zu großes Aufmaß verlängert die Bearbeitung, und bei Druckgussteilen wird dabei die dichte Randschicht abgetragen und Poren aus dem Inneren freigelegt. Wie sich Aufmaße auf die Teilekosten auswirken, zeigen wir im Vergleich von Guss und Fräsen aus dem Vollmaterial.

Maße über die Teilungsebene, Kerne und Formschrägen

Ein Maß, das über die Teilungsebene der Form verläuft, hat stets eine zusätzliche Abweichung – die Formhälften schließen nicht perfekt. Bei Aluminium sind das zusätzlich ±0,3–0,8 mm in der Kokille und ±0,1–0,15 mm in der Druckgussform. Daher lautet eine der Konstruktionsregeln: Die Gussteilgeometrie sollte es erlauben, die Maße aus einem einzigen Formteil zu erzeugen.

In der Praxis bedeutet das einige Entscheidungen bereits bei der Zeichnungserstellung:

• kritische Maße in einer Formhälfte anordnen oder dort eine Bearbeitung vorsehen,
• Messbezüge nicht auf die Teilungslinie oder auf von Kernen geformte Flächen legen,
• von der Kernlage abhängige Maße weiter tolerieren oder bearbeiten,
• für Gussschrägen die Tabellen 2–6 der Ausgabe 2023 verwenden oder die Werte mit der Gießerei abstimmen.

Die Auswahl von Formschrägen, Wanddicken und der Lage der Teilungsebene behandeln wir ausführlicher im Leitfaden für Konstrukteure von Aluminiumgussteilen.

Rauheit des Rohgussteils

Technologie	Ra des rohen Aluminiumgussteils
Sandform (bentonitgebundener Formsand)	4–10 µm
Kokille	4–6 µm
Druckguss	0,8–1,6 µm

Nach dem Handbuch „Odlewnictwo“ (Tab. 3.22) für Nichteisenlegierungen. Formen für Aluminium werden aus feinerem Sand hergestellt als für Gusseisen, daher ist die Oberfläche glatter. Jede Fläche, die eine geringere Rauheit erfordert, muss bearbeitet werden – und dafür ist eine Bearbeitungszugabe vorzusehen.

So tragen Sie Toleranzen und Bearbeitungszugaben in die Zeichnung ein

1. Allgemeine Klasse im Hinweisfeld: z. B. ISO 8062-3 – DCTG 8 – RMA 2 (RMAG F). Das Schreibformat entspricht der Norm; die konkreten Werte sind ein Beispiel für ein Kokillengussteil mit einer Größe von ca. 200 mm.
2. Normausgabe: geben Sie an, ob PN-EN ISO 8062-3:2009 oder EN ISO 8062-3:2023 gilt.
3. Kritische Maße: versehen Sie diese mit individuellen Toleranzen. Sind sie enger, als es die Technologie zulässt, kennzeichnen Sie sie als bearbeitet.
4. Bearbeitete Flächen: mit Bearbeitungssymbol kennzeichnen und die geforderte Rauheit angeben. Ohne diese Angaben weiß die Gießerei nicht, wo eine Bearbeitungszugabe vorzusehen ist.
5. Bezüge: legen Sie Bezugsflächen oder Bezugspunkte des Rohgussteils fest, abseits der Teilungslinie, der Gussgrate und der Anschnittstellen.
6. Geometrische Toleranzen: falls erforderlich, ergänzen Sie die Klasse GCTG oder individuelle Toleranzen; die Schreibweise stimmen Sie mit der Gießerei ab.

Was sonst noch in die Dokumentation gehört, beschreiben wir im Leitfaden darüber, wie Sie eine Angebotsanfrage an eine Gießerei vorbereiten.

Häufigste Fehler in Gussteilzeichnungen

• Allgemeintoleranzen für bearbeitete Teile, auf das Rohgussteil übertragen. Die für die spanende Bearbeitung vorgesehenen Klassen sind für Gussoberflächen in der Regel zu eng.
• Enge Toleranzen an allen Maßen „für alle Fälle“. Sie erzwingen ein teureres Verfahren, mehr Prüfaufwand und einen höheren Ausschussanteil – lesen Sie dazu, wie sich Toleranzen und Gießverfahren auf den Preis eines Gussteils auswirken.
• Bezug auf der Teilungsebene oder auf einer Fläche, die vom Kern geformt wird. Jede Formverschiebung überträgt sich dann auf alle Maße.
• Fehlende Kennzeichnung der zu bearbeitenden Flächen. Die Gießerei muss dann raten, wo Bearbeitungszugabe vorzusehen ist.
• Vermischung der Klassen CT und DCTG sowie fehlende Angabe der Normausgabe. Das führt geradewegs zu Streitigkeiten bei der Abnahme.

Häufig gestellte Fragen

Wir wählen die Toleranzklassen für Ihr Gussteil aus

Senden Sie uns die Zeichnung des fertigen Teils und das 3D-Modell. Wir schlagen eine DCTG-Klasse und auf das Verfahren abgestimmte Bearbeitungszugaben vor; die Funktionsflächen fertigen wir auf 3- und 5-Achs-CNC-Bearbeitungszentren im Rahmen der mechanischen Bearbeitung von Aluminium. Die Prüfregeln bei der Abnahme finden Sie in technischen Abnahmebedingungen für Gussteile. Angebot auf Basis Ihrer Zeichnung anfordern.

Quellen und Normen

• ISO 8062-3:2023 / EN ISO 8062-3:2023 (Ausgabe 2, 2023) – allgemeine Maß- und Geometrietoleranzen sowie Bearbeitungszugaben für Gussteile.
• PN-EN ISO 8062-3:2009 – polnische Fassung der Ausgabe von 2007.
• ISO 8062:1994 – früheres System der CT-Klassen, auf älteren Zeichnungen noch anzutreffen.
• ISO 10135:2007 (EN ISO 10135:2009) – Kennzeichnung von Formteilen in der technischen Dokumentation (Aushebeschrägen, Teilungsebene).
• M. Perzyk (Hrsg.), Gießtechnik, WNT, Warschau – Kap. 3.2 (Tab. 3.12, S. 169–171), 3.3 (Tab. 3.21 und 3.22, S. 186–188), 3.4 (Verfahrenswahl, S. 194), 5.2 (unter hohem Druck gepresste Formen, S. 281–282).