Standaard tolerantieklassen IT5-IT8 bij CNC-bewerking

Bij ontwerpen, geometrie en fabricage zijn afmetingen allesbepalend. Een kleine afwijking in een van de afmetingen kan de efficiëntie of nauwkeurigheid van het product in elke toepassing beïnvloeden. Toleranties worden gedefinieerd om deze afwijkingen tot een bepaalde waarde te beperken. De Internationale Organisatie voor Standaardisatie (ISO) definieert deze toleranties. In dit artikel worden verschillende tolerantieklassen besproken die worden gebruikt bij het ontwerpen en fabriceren.

Wat zijn de standaard tolerantieklassen IT5–IT8?

De tolerantieklassen IT5 tot en met IT8 zijn gedefinieerd door ISO en staan ​​toegestane afwijkingen in de afmetingen toe. Bijvoorbeeld:

• De IT5-tolerantieklasse betekent een zeer kleine toelaatbare afwijking in de afmeting.
• IT6 betekent hoge precisie, maar relatief ruimere toleranties in vergelijking met IT5.
• IT7 biedt ruime toleranties voor algemene toepassingen.
• IT8 biedt een grotere marge in de toegestane variaties.

Technische tolerantie uitgelegd

Tolerantie in de techniek gaat over hoeveel variatie in een bepaalde afmeting acceptabel is. De mate waarin een onderdeel in de toepassing past en presteert, hangt volledig af van de technische tolerantie.

Wat betekenen standaard tolerantieklassen?

Deze standaard tolerantieklassen geven de mate van toegestane variatie in de afmetingen aan. Hoe lager de tolerantieklasse, hoe kleiner de tolerantie; IT8 betekent bijvoorbeeld een grotere toegestane tolerantie dan IT5.

Tolerantieklasse versus afmeting

De tolerantieklasse geeft de maximaal toelaatbare afwijking in de afmeting aan. Zo is ± 0.01 mm een ​​tolerantiewaarde die wordt bepaald door de tolerantieklasse.

De afmeting is simpelweg de grootte van het onderdeel in het ontwerp, bijvoorbeeld een dikte van 1.5 mm.

IT-classificaties in het ISO 286-systeem

ISO 286 is een internationale norm die een systeem van toleranties en passingen definieert. Deze norm wordt voornamelijk gebruikt in de werktuigbouwkunde. ISO 286 definieert IT-klassen en geeft daarbij de toelaatbare variatie in de afmetingen van de onderdelen aan.

Hoe bereken je bewerkingstoleranties voor IT-kwaliteit?

De tolerantieklassen IT worden door ISO vastgesteld. Bij het specificeren van deze tolerantieklassen worden de juiste berekeningen uitgevoerd. Laten we de berekeningen die worden gebruikt bij het bepalen van de bewerkingstolerantieklassen IT eens nader bekijken.

Belangrijke voorwaarden

Bij berekeningen worden de volgende belangrijke termen gebruikt:

1. Nominale afmetingen

Een nominale maat is een typische waarde voor een afmeting in technische tekeningen of constructies van een onderdeel. Zo is een breedte van 10 mm een ​​nominale maat, terwijl de werkelijke afmeting bijvoorbeeld 9.8 mm kan zijn.

2. Basismaten

Dit is de initiële afmeting in de technische of ontwerpfase, maar het is de exacte waarde op basis waarvan toleranties worden gespecificeerd.

3. Werkelijke afmetingen

De werkelijke afmeting van een onderdeel, ofwel de opgegeven maat, is de uiteindelijke afmeting die na de productie wordt berekend. Als bijvoorbeeld een as wordt geproduceerd met een diameter van 10 mm, dan is dat de werkelijke afmeting.

4. Groottebeperkingen

In de techniek, bij het specificeren van afmetingen, worden de maximale en minimale afmetingen van een onderdeel bedoeld. Zo mag de diameter van een as bijvoorbeeld niet groter zijn dan 10.2 mm, maar ook niet kleiner dan 9.9 mm.

5. Toelage

Toeslag betekent de toegestane variatie in de afmetingen van een onderdeel. Een toeslag van bijvoorbeeld 0.2 mm aan de boven- en onderkant is toegestaan.

7. Tolerantie-eenheid (i)

De tolerantie-eenheid kan in millimeters of micrometers worden uitgedrukt, afhankelijk van de werkelijke afmetingen van het onderdeel. Bijvoorbeeld ±0.1 m voor een lengte van 10 m.

8. Tolerantiewaarde (T)

De tolerantiewaarde is het werkelijke verschil tussen de boven- en ondergrens van de afmeting van een onderdeel. Bijvoorbeeld, als:

10/+0.01 mm

10/-0.02 mm

• De tolerantiewaarde is dus 0.03 mm.

Berekening van de standaardtolerantie-eenheid i (in µm)

ISO 286-formule voor de berekening van de standaardtolerantie-eenheid i in µm:

i = 0.45 * ∛D + 0.001 * D

Waar:

• i = standaard tolerantie-eenheid in µm
• D = geometrische gemiddelde afmeting in mm (voor assen/gaten: √(D_max × D_min))

Voorbeeld (snelle berekening):

Als D=50mm:

1. ∛50=3.6
2. X = 45 3.684 1.658
3. Voeg lineaire term toe: 001 × 50 = 0.05
4. Som: i=1.658+0.05=1.708 μm

Resultaat: i=1.71 μm

Van IT-nummer naar numerieke tolerantie

Elk IT-nummer heeft een andere numerieke tolerantie. Als het IT-nummer bijvoorbeeld IT7 is, dan is de numerieke waarde 0.025 mm. Hoe kleiner het tolerantienummer, hoe hoger de vereiste precisie.

IT5–IT8 tolerantiewaarden per maatbereik

Tolerantieklassen IT5 tot en met IT6 verwijzen naar een specifiek toelaatbaar variatiebereik in de basisafmetingen. Laten we de maatbereiken voor deze IT-nummers eens bekijken aan de hand van verschillende toepassingen.

Typische IT5- en IT6-bereiken

Een gat in de lucht- en ruimtevaartindustrie vereist bijvoorbeeld een hogere precisie, daarom worden hier tolerantienummers IT5 en IT6 gebruikt.

Typische IT7- en IT8-bereiken

De tolerantiewaarden IT7 en IT8 bieden een hogere toelaatbare variatie in de afmetingen in vergelijking met IT5 en IT6. Een voorbeeld hiervan is de tolerantiewaarde in machineframes.

IT5–IT8-kwaliteiten en passingen in gaten-as-systemen

ISO heeft een systeem van toleranties en passingen voor gaten en asconstructies ontwikkeld . Voor speling-, overgangs- en interferentiepassing worden tolerantieklassen IT5, IT6, IT7, IT8, enzovoort, gebruikt.

Veelvoorkomende pasvormen

Er zijn drie belangrijke soorten pasvormen :

1. Interferentie-pasvorm
2. Opruiming pasvorm
3. Overgangspasvorm

Deze tolerantieklassen bepalen de nauwkeurigheid van elk type passing. De tolerantieklassen IT5-IT8 zijn essentieel voor het definiëren van de nauwkeurigheid. De positie van het gat en de tolerantiezone van de as bepalen het type passing.

Veelvoorkomende H7/h6, H8/f7 en soortgelijke paren

H7

• H = gatenstelsel ten opzichte van lagere afwijking = 0
• 7 staat voor IT-tolerantieklasse.

De letters h en f staan ​​voor tolerantie-aanduidingen van de as.

Geschikt voor draaiende en schuivende onderdelen

H-gebaseerde passingen met IT-tolerantieklassen bieden:

• Aanvaardbare productiekosten
• Soepele beweging
• Gecontroleerde vrijgave

Daarom worden ze gebruikt voor roterende en glijdende onderdelen.

• H7/g6:
• Het betreft een overgangspassing, wat kan resulteren in een lichte speling of lichte belemmering, afhankelijk van de werkelijke afmeting.
• Toepassingen zijn onder andere naven, tandwielen en koppelingen.

Verspaningsprocessen versus IT5-IT8-capaciteit

De tolerantieklassen hebben een grote invloed op de bewerkingsprocessen, omdat ze direct de vereiste precisie van een onderdeel bepalen. Als bijvoorbeeld tolerantieklasse IT5 wordt gebruikt, betekent dit dat een extreem hoge precisie vereist is.

Draaien, frezen en slijpen

Veelvoorkomende bewerkingsprocessen op CNC-draaibanken zijn frezen , draaien en slijpen. Om bijvoorbeeld een as te vervaardigen, wordt het draaiproces gebruikt. Bij deze processen worden tolerantieklassen IT5 tot en met IT8 gebruikt, afhankelijk van de vereiste precisie. Bijvoorbeeld:

IT5-bewerking

De tolerantieklasse IT5 betekent dat er een extreem hoge precisie vereist is en wordt gebruikt in toepassingen zoals instrumentonderdelen, zeer nauwkeurige assen en gaten , lagerpunten, enz.

IT6-bewerking

De toegestane afwijking in afmetingen is bij deze tolerantieklasse groter dan bij IT5, waardoor de precisie bij de bewerking relatief lager is dan bij IT5. Het wordt gebruikt voor:

• Tandwielboringen en tandwielassen
• Pneumatische en hydraulische componenten
• Lager stoelen

IT7-bewerking

De precisie bij de bewerking is relatief lager dan bij IT6, waardoor grotere maatafwijkingen zijn toegestaan. Het wordt gebruikt in:

• Algemene machineonderdelen
• Pomp- en motorcomponenten
• Auto-onderdelen

IT8-bewerking

Binnen de ISO-tolerantieklassen biedt dit IT-nummer het grootste tolerantiebereik. De algemene toepassingen zijn onder andere:

1. Gefabriceerde en gelaste constructies
2. Onderdelen voor landbouwmachines
3. Commerciële mechanische assemblages

Ruimen, boren en honen

• Ruimen: Voor het afwerken van voorgeboorde gaten om een ​​hoge precisie te bereiken.
• Boren: Het vergroten van bestaande gaten
• Honen: Om een ​​kruisvormig oppervlaktepatroon te creëren voor een betere olieretentie.

Al deze processen maken gebruik van tolerantieklassen (IT5 – IT8) om aan de precisie-eisen te voldoen.

Wanneer je hard moet werken om IT5 te bereiken

Slijpen kan worden gebruikt om tolerantieklasse IT5 te bereiken, bijvoorbeeld

1. Voor geharde materialen waarbij andere snijmethoden niet effectief zijn.
2. Strikte controle op geometrische nauwkeurigheid is vereist.
3. Strenge eisen aan de oppervlakteafwerking

Internationale tolerantie in verschillende sectoren

• Precisie auto-onderdelen

IT6, IT7 en IT8 worden gebruikt om een ​​hogere nauwkeurigheid te bereiken bij de productie van auto-onderdelen tijdens precisie-CNC-bewerking.

• Precisie medische onderdelen

De tolerantieklassen IT5, IT6, IT7 en IT8 worden gebruikt wanneer uiterst nauwkeurige productie vereist is, bijvoorbeeld bij medische onderdelen.

• Onderdelen voor industriële machines

De tolerantieklassen IT7 en IT8 worden gebruikt in componenten van industriële machines, omdat bij deze componenten, in plaats van precisie, de functionele pasvorm en duurzaamheid belangrijker zijn.

• Robotonderdelen

De tolerantieklassen IT6 en IT7 worden veel gebruikt voor bewegingskritische robotonderdelen, zoals gewrichtsassen, lagerzittingen, boringen voor tandwielkasten/reductoren, koppelingen, transmissiecomponenten en interfaces voor eindeffectoren bij precisie-CNC-bewerking. Deze nauwere tolerantieklassen helpen bij het beheersen van speling en concentriciteit, verminderen speling en trillingen en verbeteren de herhaalbaarheid na montage. Voor niet-bewegende structurele onderdelen (frames, afdekkingen, montagebeugels, beschermkappen) zijn IT7 en IT8 vaak voldoende, omdat de prioriteit ligt bij een stabiele passing, duurzaamheid en snelle montage in plaats van ultraprecisie.

Kiezen tussen IT5, IT6, IT7 en IT8

Over het algemeen hangt de keuze tussen IT5, IT6, IT7 of IT8 af van de toepassing. Het belangrijkste verschil tussen deze kwaliteitsklassen is de mate van precisie die na een bewerkingsproces wordt bereikt. IT5 staat bijvoorbeeld voor ultrahoge precisie.

Belangrijkste factoren die van invloed zijn op de keuze van IT-niveaus

Dit zijn enkele belangrijke factoren die van invloed zijn bij de keuze van een IT-nummer tijdens het ontwerp- en productieproces:

Functionele rol

Als de toepassing zeer kritisch is, zoals bij een implantaat, dan is IT5 een essentiële keuze. De functionaliteit speelt dus een fundamentele rol bij de keuze van de IT-klasse.

Pasvorm en montagetype

Als het om een ​​montage- en assemblageproces in de lucht- en ruimtevaart gaat, betekent dit dat zeer nauwkeurige bewerking vereist is. Daarom worden tolerantienummers IT5 of IT6 gebruikt.

Materiaal en bewerkingsproces

Sommige materialen, zoals gietijzer, zijn zeer moeilijk met uiterst hoge precisie te bewerken, daarom wordt de IT-kwaliteit daarop afgestemd. Hetzelfde geldt voor het bewerkingsproces.

Overige aangepaste functies

De aangepaste kenmerken betekenen dat het ontwerp van het onderdeel enigszins afwijkt van het standaardontwerp. Voor dergelijke kenmerken is maatwerkbewerking vereist.

Voor uw projecten, of het nu gaat om standaard- of maatwerkfuncties, biedt TUOFA u technische verbeteringen in het ontwerp en de beste bewerkingsdiensten. TUOFA beschikt over geavanceerde machines met deskundige operators. Hierdoor is TUOFA in staat om uiterst nauwkeurige onderdelen te leveren tegen de beste prijzen en met de kortste levertijden.

Aanbevolen IT-kwaliteitsklassen voor typische CNC-onderdelen

Bij de keuze van de IT-kwaliteit tijdens het bewerkingsproces is de functionaliteit van een onderdeel cruciaal. Bijvoorbeeld:

Ontwerptips voor het gebruik van IT-cijfers in tekeningen

Bepaalde factoren, zoals het gebruik van IT-kwaliteitsklassen en directe toleranties, moeten worden begrepen voordat een onderdeel wordt ontworpen of bewerkt. Deze factoren spelen een belangrijke rol bij het realiseren van zeer nauwkeurige onderdelen.

Waar IT-cijfers te gebruiken versus directe beperkingen

Wanneer de productie op een gestandaardiseerde manier wordt gespecificeerd, vooral als het gaat om pasvormen of massaproductie, is het belangrijk om IT-kwaliteitsklassen in de tekeningen te selecteren.

Wanneer de onderdelen niet standaard zijn of een uniek ontwerp hebben, en de hoeveelheid laag is, worden directe limieten in de tekeningen gebruikt.

In combinatie met ISO 2768 en GD&T

Alleen IT-normen zijn niet voldoende om de precisie van bewerkingen te garanderen. Daarom worden ze in tekeningen altijd gecombineerd met ISO 2768 en GD&T. Bijvoorbeeld:

• IT-kwaliteiten beheersen de variatie in grootte.
• ISO 2768 geeft algemene toleranties voor afmetingen.
• GD&T controleert de vorm, oriëntatie, locatie en uitloop.

Ontwerptips voor uw maatwerkprojecten

Houd bij het aanpassen van uw projecten rekening met de volgende factoren:

• Ken de functie van de onderdelen in je project.
• Gebruik tolerantieklassen in een hiërarchische structuur.
• Gebruik in plaats van kale IT-kwaliteitsklassen standaard pasvormen.
• Kies de IT-classificatie op basis van de procescapaciteit.
• Definieer duidelijk de basisafmetingen, limieten en kwaliteitsklassen.

TUOFA, dat uitblinkt in het leveren van componenten die met zeer nauwe toleranties zijn bewerkt, biedt bovendien binnen 24 uur een haalbaarheidscheck aan op basis van technische tekeningen voordat de bewerking begint.

Hoe strakker, hoe beter?

Ja, een nauwere tolerantie betekent dat het onderdeel exact volgens de tekening wordt geproduceerd. Er zijn geen bewerkingsfouten die de efficiëntie van de onderdelen verhogen. Daarom zijn nauwere toleranties waardevoller dan ruimere toleranties.

Waarom is een strakke tolerantie beter? En wanneer niet?

Strikte toleranties in elk ontwerp verhogen de efficiëntie van het onderdeel niet. Striktere toleranties vereisen nauwkeurigere, tijdrovendere en geavanceerdere bewerkingstechnieken, wat de kosten aanzienlijk verhoogt.

Nauwe toleranties zijn nuttig wanneer nauwkeurigheid, uitlijning, uitwisselbaarheid en stabiele prestaties cruciaal zijn, met name voor kritische interfaces zoals lagerzittingen of perspassing waar de speling van belang is. Voor minder kritische onderdelen zijn ze echter niet de moeite waard: ze kunnen leiden tot extra instellingen, een langere bewerkingstijd, meer afval en meer inspectie. De beste vuistregel is simpel: nauwe toleranties waar ze de functionaliteit waarborgen, standaardtoleranties waar dat niet het geval is.

Tips voor het bewerken van IT5-IT8-onderdelen

Hieronder volgen enkele praktische tips voor het bewerken van materialen met tolerantieklassen IT5 tot en met IT8:

Stem de IT-classificatie af op het materiaal.

De tolerantieklassen voor IT-bewerking variëren per materiaal. Zo is de bewerkbaarheid van gehard of gietijzer bijvoorbeeld slecht. Daarom wordt over het algemeen voor IT 7 of IT 8 gekozen.

Houd de kritieke kenmerken strikt in de gaten.

Bij het kiezen van de tolerantieklassen IT5 tot en met IT8 moet rekening worden gehouden met de eigenschappen van het werkstuk. Als de eigenschap cruciaal is, kies dan de kleinere tolerantieklasse.

Tolerantiekosten versus bewerkingsinspanning

Onnodig krappe toleranties leiden tot meer bewerkingsinspanning en hogere kosten. Toleranties moeten daarom worden gekozen met het oog op de benodigde bewerkingsinspanning.

Conclusie

De precisie van een onderdeel wordt direct bepaald door IT-klassen. IT-klassen worden gedefinieerd door ISO. Deze klassen geven richtlijnen voor de toelaatbare afwijkingen in de afmetingen. De tolerantie-eenheid is afhankelijk van de basisafmeting van een onderdeel, bijvoorbeeld een tolerantie in millimeters als de basisafmeting 50 mm is. Om bewerkingsfouten te voorkomen en de efficiëntie van de onderdelen te behouden, worden ISO 2768 en GD&T gebruikt in combinatie met de tolerantieklassen. Factoren zoals de keuze van het IT-klassenummer in relatie tot het bewerkingsproces spelen een cruciale rol bij het behalen van de toleranties tijdens de bewerking van een onderdeel.

Veelgestelde vragen over IT-cijfers

Wat betekenen IT5 en IT6 in de praktijk?

In praktijk:

• IT5 staat voor ultrahoge precisie.
• IT6 staat voor hoge precisie.

Hoe verhouden IT-cijfers zich tot H7- en H6-fits?

• H betekent gat
• h betekent de schacht
• 7 en 6 definiëren het IT-niveau

H7 betekent bijvoorbeeld tolerantieklasse IT7 voor een gat.

Welke IT-kwalificatie kan standaard CNC-bewerking bereiken?

Met standaard CNC-bewerking kunnen tolerantieklassen IT7 en IT8 worden bereikt.