Messtechnik, Toleranzen und GPS-Normen

Zwei Werkzeugteile, die so gezeichnet sind, dass sie zusammenpassen, müssen auch zusammenpassen, wenn sie fertig gefräst, gedreht und geschliffen sind — unabhängig davon, ob sie am selben Tag oder mit einem Jahr Abstand hergestellt wurden. Das ist der Zweck von GPS: Geometrical Product Specifications, das internationale Normensystem, das festlegt, wie Maße, Toleranzen und Oberflächenanforderungen anzugeben und zu messen sind, damit eine Zeichnung von allen gleich gelesen werden kann.

ISO 286 ist der Teil des GPS-Systems, der Toleranzen und Passungen für zylindrische Maße wie Bohrungen und Wellen festlegt. Das System arbeitet mit IT-Toleranzgraden (von IT01 bis IT18), wobei eine niedrige Zahl eine enge und eine hohe Zahl eine gröbere Toleranz bedeutet, kombiniert mit einem Buchstaben, der angibt, wo die Toleranzzone im Verhältnis zum Nennmaß liegt — zum Beispiel H für eine Bohrung, bei der das untere Abmaß null ist.

In der Praxis wird in der Regel das System der Einheitsbohrung verwendet, bei dem die Toleranz der Bohrung festgehalten wird (typischerweise H), während die Toleranz der Welle variiert wird, um die gewünschte Passung zu erreichen — Spiel-, Übergangs- oder Presspassung. Danach lässt sich Werkzeug einfacher fertigen, weil man nur einen Satz Standard-Reibahlen oder -Bohrer für die Bohrungen braucht, während die Wellen auf die gewünschte Passung gedreht oder geschliffen werden können.

• 01Messschieber — schnelle Kontrollmessung, typischerweise mit Ablesung bis 0,02-0,05 mm
• 02Mikrometer — genaueres Messen von Einzelmaßen, typisch bis hinunter zu 0,001 mm
• 03Messuhr — prüft Rundheit, Ebenheit und kleine Abweichungen
• 043D-Messmaschine (CMM) — misst komplexe Geometrien und dokumentiert das Ergebnis automatisch

Eine Spielpassung lässt Luft zwischen den Teilen, sodass sie sich frei zueinander bewegen können — wichtig in beweglichen Auswerfersystemen. Eine Presspassung hält die Teile dagegen ohne zusätzliche Befestigung fest zusammen, wie wenn eine Führungsbuchse in eine Formplatte eingepresst wird. Die Wahl der Passung ist ebenso sehr eine Konstruktionsentscheidung wie eine reine Maßzahl.

Gemessene Ergebnisse müssen dokumentiert werden, damit sich später nachweisen lässt, dass ein Teil die geforderten Toleranzen tatsächlich eingehalten hat, als es freigegeben wurde — besonders wichtig, wenn das Werkzeug an einen Kunden mit eigenen Qualitätsanforderungen geliefert wird oder Teil eines Qualitätsmanagementsystems ist.