Tolerancje wymiarowe i naddatki na obróbkę odlewów aluminiowych według ISO 8062-3

Tolerancje odlewu określa się klasą DCTG według normy ISO 8062-3, a naddatek na obróbkę – wartością RMA, dobieraną z klasy RMAG i największego wymiaru odlewu. Dla stopów aluminium typowe klasy w produkcji seryjnej to DCTG 9–12 przy ręcznym formowaniu w piasku, 7–9 przy formowaniu maszynowym, 6–8 w kokili i 5–7 przy odlewaniu ciśnieniowym. Poniżej wyjaśniamy, jak czytać te oznaczenia, jak policzyć wymiar surowego odlewu i jak zapisać wymagania na rysunku.

W skrócie

• DCT to tolerancja całkowita, dzielona po połowie na plus i minus: DCTG 8 dla wymiaru 100–160 mm to 1,8 mm, czyli ±0,9 mm.
• Typowe klasy dla stopów lekkich: piasek formowany ręcznie DCTG 9–12, maszynowo 7–9, kokila i odlewanie niskociśnieniowe 6–8, odlewanie ciśnieniowe 5–7; dla odlewów złożonych i dla grubości ścianek – o klasę grubiej.
• Naddatek RMA dobiera się z klasy RMAG i największego wymiaru odlewu, np. RMAG F przy odlewie 160–250 mm to 2 mm na stronę.
• Przykładowy zapis dla odlewu kokilowego o wielkości ok. 200 mm: ISO 8062-3 – DCTG 8 – RMA 2 (RMAG F).
• Wymiary przechodzące przez płaszczyznę podziału formy są mniej dokładne – wymiary krytyczne umieszczaj w jednej połówce formy albo przewiduj na nich obróbkę.

Co określa norma ISO 8062-3

ISO 8062-3 to norma z rodziny GPS (specyfikacji geometrii wyrobów), która podaje ogólne tolerancje wymiarowe i geometryczne odlewów oraz klasy naddatków na obróbkę skrawaniem. Zamiast tolerować każdy wymiar osobno, konstruktor wpisuje na rysunku jedną klasę. Odlewnia wie wtedy, jaka odchyłka obowiązuje dla każdego wymiaru bez indywidualnej tolerancji.

Trzy oznaczenia, które trzeba znać:

• DCTG (dimensional casting tolerance grade) – klasa tolerancji wymiarowej. Im niższy numer, tym węższa tolerancja. Wartość tolerancji, czyli DCT, odczytuje się z tabeli normy dla danej klasy i przedziału wymiaru nominalnego.
• GCTG (geometrical casting tolerance grade) – klasy tolerancji geometrycznych: prostoliniowości, płaskości, okrągłości, równoległości, prostopadłości, symetrii i współosiowości.
• RMAG (required machining allowance grade) – klasa wymaganego naddatku na obróbkę, oznaczana literą. Z klasy RMAG i największego wymiaru odlewu wynika RMA, czyli naddatek w milimetrach na jedną obrabianą powierzchnię.

Norma nie obejmuje m.in. tolerancji położenia innych niż wymienione, wymiarów kątowych, walcowości ani modeli 3D używanych bez wymiarów na rysunku. Takie wymagania trzeba zapisać osobno.

Wydanie 2007 (PN-EN ISO 8062-3:2009) czy 2023 – na co się powołać

Pierwsze wydanie ISO 8062-3 ukazało się w 2007 r. i zastąpiło ISO 8062:1994, w której stosowano klasy CT. W Polsce funkcjonuje ono jako PN-EN ISO 8062-3:2009 i to oznaczenie wciąż pojawia się w dokumentacji technicznej i przetargach.

W lutym 2023 r. opublikowano wydanie drugie – ISO 8062-3:2023, w Europie EN ISO 8062-3:2023. Najważniejsze zmiany:

• doszły tabele pochyleń odlewniczych (tabele 2–6) dla formowania ręcznego i maszynowego, form trwałych, odlewania ciśnieniowego i precyzyjnego,
• tabela tolerancji wymiarowych zmieniła numer z 2 na 7,
• dawna klasa DCTG 16 nazywa się teraz DCTG 15wt i dotyczy wyłącznie grubości ścianek,
• według przedmowy normy same wartości klas DCTG się nie zmieniły.

Praktyczna rada: na rysunku lub w zamówieniu podaj, na które wydanie się powołujesz. Starsze rysunki z zapisem w stylu „ISO 8062 – CT12” warto przy aktualizacji dokumentacji przepisać na system DCTG i potwierdzić z odlewnią.

Jakie klasy tolerancji są realne dla odlewów aluminiowych

Technologia	Typowa klasa DCTG	Typowa klasa RMAG	Tolerancja praktyczna wg podręcznika „Odlewnictwo”
Forma piaskowa, formowanie ręczne	DCTG 9–12	F–H	do 150 mm: ±0,8 mm; powyżej: ±(0,8 mm + 0,3% wymiaru)
Forma piaskowa, formowanie maszynowe lub skorupowe	DCTG 7–9	E–G	jak wyżej; formy prasowane dużymi naciskami dają tolerancje 2–3 razy węższe niż formy słabo zagęszczone
Kokila, odlewanie niskociśnieniowe	DCTG 6–8	D–F	±(0,4 mm + 0,2% wymiaru); przez płaszczyznę podziału dodatkowo ±0,3–0,8 mm
Odlewanie ciśnieniowe	DCTG 5–7 (DCTG 5 do uzgodnienia)	B–D	±0,2% wymiaru; przez płaszczyznę podziału dodatkowo ±0,1–0,15 mm

Klasy DCTG i RMAG to wartości typowe dla stopów lekkich w produkcji seryjnej, jakie podaje m.in. brytyjska odlewnia aluminium na podstawie ISO 8062-3 oraz tabele wcześniejszej ISO 8062:1994 – nie jest to cytat z załącznika wydania 2023. Dla odlewów złożonych i dla grubości ścianek przyjmuje się zwykle klasę o jeden stopień grubszą. Dla pojedynczych odlewów i krótkich serii norma przewiduje osobne, zwykle grubsze klasy – ustal je z odlewnią przy zapytaniu.

Z tabeli wynikają dwa wnioski. Po pierwsze, obie skale się zgadzają: dla wymiaru 100 mm tolerancja praktyczna w kokili to ±(0,4 + 0,2) = ±0,6 mm, czyli 1,2 mm tolerancji całkowitej. To poziom zbliżony do DCTG 7, która dla wymiarów 63–100 mm wynosi 1,1 mm. Po drugie, w formach piaskowych dokładność zależy od sposobu formowania i zagęszczenia masy – piszemy o tym w artykule o masach formierskich i ich wpływie na odlew.

Podręcznik przypomina też zasadę, która chroni przed niepotrzebnymi kosztami: proces pracujący na granicy swoich możliwości jest gorszym wyborem niż proces z zapasem. Nie zamawiaj więc DCTG 6 w kokili, jeśli funkcji części wystarczy DCTG 8.

Tak wyglądają praktyczne tolerancje z tabeli powyżej, przeliczone dla dwóch wymiarów (bez dodatku za płaszczyznę podziału):

Wymiar	Forma piaskowa	Kokila	Odlewanie ciśnieniowe
100 mm	±0,8 mm	±0,6 mm	±0,2 mm
300 mm	±1,7 mm	±1,0 mm	±0,6 mm

Ile to jest w milimetrach – jak czytać DCT

DCT jest tolerancją całkowitą i dzieli się ją symetrycznie: połowa w plus, połowa w minus. Dwa przykłady z tabeli normy:

• DCTG 8 dla wymiaru 100–160 mm: DCT = 1,8 mm, czyli ±0,9 mm,
• DCTG 7 dla wymiaru 63–100 mm: DCT = 1,1 mm, czyli ±0,55 mm.

Pozostałe wartości odczytasz z tabeli 7 wydania 2023 (w wydaniu 2007 i w PN-EN ISO 8062-3:2009 to tabela 2). Wiersz wyznacza przedział wymiaru nominalnego, a kolumna – klasa DCTG. Tolerancja rośnie zarówno z wymiarem, jak i z numerem klasy.

Naddatek na obróbkę: RMAG, RMA i wymiar surowego odlewu

Naddatek RMA odczytuje się z tabeli dla danej klasy RMAG i największego wymiaru całego odlewu – nie dla wymiaru, który akurat jest obrabiany.

Największy wymiar odlewu [mm]	RMAG D	RMAG E	RMAG F	RMAG G	RMAG H
do 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

Wartości RMA w mm na jedną obrabianą powierzchnię, według tabeli ISO 8062-3; klasy A–C (m.in. typowe B–C dla odlewów ciśnieniowych) oraz J–K odczytasz z tabeli normy.

Naddatek nie obejmuje tolerancji odlewu. Żeby nawet odlew na granicy tolerancji miał pełny naddatek, wymiar surowy trzeba powiększyć o połowę DCT. Takie same zależności podawała już ISO 8062:1994 (pkt 10.1):

• wymiar zewnętrzny obrabiany z obu stron: wymiar surowy = wymiar gotowy + 2 × RMA + DCT/2,
• otwór obrabiany na całym obwodzie: wymiar surowy = wymiar gotowy − 2 × RMA − DCT/2.

Przykład (wartości umowne). Odlew kokilowy ma największy wymiar ok. 200 mm, przyjęto RMAG F, więc RMA = 2 mm. Fragment o szerokości gotowej 120 mm jest obrabiany z dwóch stron, klasa DCTG 8 (dla 100–160 mm DCT = 1,8 mm). Wymiar surowy wynosi 120 + 2 × 2 + 0,9 = 124,9 mm, czyli 124,9 ±0,9 mm. Nawet najmniejszy dopuszczalny odlew (124,0 mm) ma po 2 mm materiału z każdej strony.

Za mały naddatek grozi surowymi miejscami po obróbce, zwłaszcza przy przesunięciu połówek formy lub rdzenia. Za duży wydłuża obróbkę, a w odlewach ciśnieniowych zdejmuje gęstą warstwę przypowierzchniową i odsłania pory z wnętrza. Jak naddatki przekładają się na koszt części, pokazujemy w porównaniu odlewu z frezowaniem z pełnego materiału.

Wymiary przez płaszczyznę podziału, rdzenie i pochylenia

Wymiar, który przechodzi przez płaszczyznę podziału formy, ma zawsze dodatkową odchyłkę – połówki formy nie składają się idealnie. Dla aluminium to dodatkowe ±0,3–0,8 mm w kokili i ±0,1–0,15 mm w formie ciśnieniowej. Dlatego jedna z zasad konstrukcji brzmi: kształt odlewu powinien pozwalać na odtworzenie wymiarów z jednej części formy.

W praktyce oznacza to kilka decyzji na etapie rysunku:

• wymiary krytyczne umieszczaj w jednej połówce formy albo przewiduj na nich obróbkę,
• nie opieraj baz pomiarowych na linii podziału ani na powierzchniach kształtowanych przez rdzenie,
• wymiary zależne od położenia rdzenia toleruj szerzej lub obrabiaj,
• dla pochyleń odlewniczych korzystaj z tabel 2–6 wydania 2023 albo uzgodnij wartości z odlewnią.

Dobór pochyleń, grubości ścianek i położenia płaszczyzny podziału omawiamy szerzej w przewodniku dla konstruktorów odlewów aluminiowych.

Chropowatość surowego odlewu

Technologia	Ra surowego odlewu aluminiowego
Forma piaskowa (masa bentonitowa)	4–10 µm
Kokila	4–6 µm
Odlewanie ciśnieniowe	0,8–1,6 µm

Według podręcznika „Odlewnictwo” (tabl. 3.22) dla stopów nieżelaznych. Formy na aluminium wykonuje się z drobniejszego piasku niż na żeliwo, dlatego powierzchnia jest gładsza. Każdą powierzchnię, która wymaga mniejszej chropowatości, trzeba obrobić – i przewidzieć na niej naddatek.

Jak zapisać tolerancje i naddatki na rysunku

1. Ogólna klasa w polu uwag: np. ISO 8062-3 – DCTG 8 – RMA 2 (RMAG F). Format zapisu jest zgodny z normą; konkretne wartości to przykład dla odlewu kokilowego o wielkości ok. 200 mm.
2. Wydanie normy: dopisz, czy obowiązuje PN-EN ISO 8062-3:2009, czy EN ISO 8062-3:2023.
3. Wymiary krytyczne: nadaj im tolerancje indywidualne. Jeśli są węższe, niż pozwala technologia, oznacz je jako obrabiane.
4. Powierzchnie obrabiane: oznacz znakiem obróbki i podaj wymaganą chropowatość. Bez tego odlewnia nie wie, gdzie dodać naddatek.
5. Bazy: wskaż powierzchnie lub punkty bazowe odlewu surowego, z dala od linii podziału, zalewek i miejsc po układzie wlewowym.
6. Tolerancje geometryczne: jeśli są potrzebne, dodaj klasę GCTG lub tolerancje indywidualne; formę zapisu uzgodnij z odlewnią.

Co jeszcze powinno trafić do dokumentacji, opisujemy w poradniku o tym, jak przygotować zapytanie ofertowe do odlewni.

Najczęstsze błędy na rysunkach odlewów

• Tolerancje ogólne dla części obrabianych przeniesione na surowy odlew. Klasy przewidziane dla obróbki skrawaniem są zwykle zbyt wąskie dla powierzchni odlewanych.
• Wąskie tolerancje na wszystkich wymiarach „na wszelki wypadek”. Wymuszają droższą technologię, więcej kontroli i większy odsetek braków – zobacz, jak tolerancje i technologia przekładają się na cenę odlewu.
• Baza na linii podziału lub na powierzchni z rdzenia. Każde przesunięcie formy przenosi się wtedy na wszystkie wymiary.
• Brak oznaczenia powierzchni obrabianych. Odlewnia musi zgadywać, gdzie dodać naddatek.
• Mieszanie klas CT i DCTG oraz brak wydania normy. To prosta droga do sporów przy odbiorze.

Najczęściej zadawane pytania

Dobierzemy klasy tolerancji do Twojego odlewu

Prześlij rysunek gotowej części i model 3D. Zaproponujemy klasę DCTG i naddatki dopasowane do technologii, a powierzchnie funkcyjne wykonamy na centrach CNC 3- i 5-osiowych w ramach obróbki mechanicznej aluminium. Zasady kontroli przy odbiorze znajdziesz w warunkach technicznych odbioru odlewów. Poproś o wycenę na podstawie rysunku.

Źródła i normy

• ISO 8062-3:2023 / EN ISO 8062-3:2023 (wydanie 2, 2023) – ogólne tolerancje wymiarowe i geometryczne oraz naddatki na obróbkę odlewów.
• PN-EN ISO 8062-3:2009 – polska wersja wydania z 2007 r.
• ISO 8062:1994 – wcześniejszy system klas CT, spotykany na starszych rysunkach.
• ISO 10135:2007 (EN ISO 10135:2009) – oznaczanie części formowanych w dokumentacji technicznej (pochylenia, płaszczyzna podziału).
• M. Perzyk (red.), Odlewnictwo, WNT, Warszawa – rozdz. 3.2 (tabl. 3.12, s. 169–171), 3.3 (tabl. 3.21 i 3.22, s. 186–188), 3.4 (wybór procesu, s. 194), 5.2 (formy prasowane dużymi naciskami, s. 281–282).