Ein tiefgezogenes Teil hat nicht eine Toleranz, sondern mehrere, und sie sind unterschiedlich schwer zu halten. Ein Durchmesser, der im letzten Zug oder in einer Kalibrierstufe festgelegt wird, verhält sich völlig anders als eine Wanddicke, die aus dem Zuschnitt entsteht; eine Dichtfläche mit engem Band ist eine Zerspanungs- und keine Umformfrage. Jedes Maß in der Zeichnung so zu behandeln, als gehöre es zur selben Klasse, ist der häufigste Grund, warum ein Tiefziehteil schon vor dem Angebot teuer wirkt.
Welche Toleranzen kann das Tiefziehen halten?
Das Tiefziehen hält unterschiedliche Toleranzen an unterschiedlichen Merkmalen, nicht einen pauschalen Wert. Durchmesser, die im letzten Zug oder in einer Kalibrierstufe festgelegt werden, sind am besten beherrschbar und werden bei kleinen Hülsen üblicherweise mit ±0,05 bis ±0,15 mm angegeben, mit größerem Durchmesser weiter werdend. Höhe und Gesamtlänge liegen typischerweise bei ±0,1 bis ±0,5 mm und hängen davon ab, ob das Ende nach dem Umformen geprägt oder besäumt wird. Die Wanddicke folgt der Bandtoleranz, wo die Wand nur gezogen wird, und dem Stempel-Matrizen-Spiel, wo sie abgestreckt wird; dort sind Wände von 0,3 bis 1,5 mm üblich. Koaxialität und Rundheit hängen von der Werkzeugausrichtung über die Stufen hinweg ab, nicht von der Presse. Jedes Merkmal, das enger sein muss, als der Umformprozess wirtschaftlich halten kann, sollte nach dem Ziehen zerspannt werden; das ist eine bewusste Prozessentscheidung und kein Notbehelf.
Ein Tiefziehteil hat vier Toleranzzonen, nicht eine
Teile die Zeichnung vor der Beurteilung der Machbarkeit in vier Gruppen. Geformte Maße entstehen durch das Werkzeug. Die Wanddicke entsteht entweder durch das Band oder durch das Abstreckspiel. Form- und Lagemerkmale entstehen durch die Werkzeugausrichtung über die Stufen. Zerspannte Merkmale entstehen nach dem Umformen und sind der einzige Ort, an dem ein enges Band hingehört.
| Merkmal | Was es bestimmt | Woher die Toleranz kommt |
|---|---|---|
| Außendurchmesser, gezogen | Letzter Zug oder Kalibriermatrize | Matrizenbohrung abzüglich der elastischen Rückfederung des Werkstoffs |
| Innendurchmesser oder Bohrung | Stempeldurchmesser, gegebenenfalls mit Abstreckzug | Der Stempel oder der Abstreckring, wo die Wand dünner wird |
| Höhe und Gesamtlänge | Letzte Umformstufe, gegebenenfalls mit Prägen oder Besäumen | Rückfederung und ob das Ende nach dem Umformen besäumt wird |
| Wanddicke, nur gezogen | Der eingehende Zuschnitt | Die Banddickentoleranz ist die Wandtoleranz |
| Wanddicke, abgestreckt | Das Stempel-Matrizen-Spiel | Ein Werkzeugmaß, kein Prozesszufall |
| Koaxialität und Rundlauf | Werkzeugachse über alle Stufen | Wie gut die Stufen eine gemeinsame Achse teilen |
| Rundheit und Geradheit | Anzahl der Stufen und Kalibrierzug | Verbessert sich mit fortschreitender Ziehfolge |
| Dichtfläche, Gewinde, Lagersitz | Zerspanung nach dem Ziehen | Die einzige Gruppe, in der eine enge Angabe realistisch ist |
Die in Angeboten genannten Bereiche und ihre Bedingungen
Toleranztabellen aus der Branche nennen Bereiche für gezogene Merkmale. Sie sind ein brauchbarer Ausgangspunkt und ein gefährliches Versprechen, weil jeder Wert Bedingungen trägt. Hier sind die Bereiche, die in veröffentlichten Zeichnungen und Lieferantentabellen erscheinen, jeweils mit der Bedingung, die erfüllt sein muss.
| Merkmal | In Branchentabellen genannte Bereiche | Zugehörige Bedingung |
|---|---|---|
| Gezogener Außendurchmesser, kleine Hülsen | ±0,05 bis 0,15 mm | Kalibrierstufe enthalten; an der Kalibrierfläche gemessen; Werkstoff und Dicke festgelegt |
| Gezogener Außendurchmesser, größere Teile | ±0,15 bis 0,3 mm | Gleiches, bei größerem Durchmesser, wo die elastische Rückfederung einen größeren Anteil des Bandes ausmacht |
| Höhe oder Gesamtlänge | ±0,1 bis 0,5 mm | Das Ende wird nach dem Umformen besäumt oder geprägt und nicht gezogen belassen |
| Wanddicke, nur gezogen | etwa 5 bis 10 Prozent des Nennmaßes | Die Zuschnittdickentoleranz ist die Wandtoleranz |
| Wanddicke, abgestreckt | üblich 0,3 bis 1,5 mm Wand | Ein Abstreckring ist im Werkzeug; die Wand ist ein Werkzeugmaß |
| Koaxialität oder Fluchtung | 0,05 bis 0,2 mm | Alle Stufen teilen eine Werkzeugachse |
| Rundheit | 0,03 bis 0,1 mm | Ein Kalibrierzug folgt der Hauptumformung |
| Rechtwinkligkeit einer besäumten Fläche | 0,05 bis 0,2 mm | Das Ende wird geschnitten, nicht gerissen |
| Ebenheit eines geprägten Bodens | 0,05 bis 0,15 mm | Der Boden wird nach dem Ziehen geprägt |
| Oberflächenrauheit auf abgestreckten Flächen | Ra im Bereich von 0,4 bis 1,6 Mikrometern | Bestimmt durch Werkzeugoberfläche und Schmierstoff, nicht durch die Presse |
Nichts davon ist eine Zusage. Bei einem konkreten Teil hängt der erreichbare Wert von den Punkten im nächsten Abschnitt ab, und an jedem Teil entscheidet die Zeichnung. Muss ein Maß enger sein, als das Umformen wirtschaftlich halten kann, ist die ehrliche technische Antwort, diese Fläche nach dem Ziehen zu zerspanen, statt sie von der Matrize zu verlangen.
Warum eine geformte Wand eine andere Klasse ist als eine zerspannte
Eine zerspannte Oberfläche entsteht durch ein Werkzeug, das sich relativ zu einem steifen Werkstück bewegt; ihre Toleranz ist weitgehend eine Maschinen- und Spannfrage. Eine gezogene Wand entsteht durch fließendes Material, und sie ändert Dicke und Härte, während sie fließt. Die Wanddicke variiert über den Umfang und entlang der Höhe, weil der Zuschnitt nicht gleichmäßig ankam und weil das Material am Napfboden weniger weit gereist ist als das Material am Rand. Ein einzelner Nennwert für die Wand in einer Zeichnung ist ein Ausgangspunkt und braucht eine Messstelle, bevor er durchsetzbar ist. Deshalb lautet unsere eigene Vorgabe, zu benennen, wo die Wand gemessen wird, und nicht nur, wie dick sie sein soll.
Was die erreichbare Toleranz bestimmt
- Anzahl und Reihenfolge der Umformstufen. Mehr Stufen bedeuten mehr Verfestigung, aber auch mehr Gelegenheiten, dass die Achse wandert.
- Der Glühplan zwischen den Stufen. Umformen erhöht die Streckgrenze und senkt die Duktilität; ein kaltverfestigtes Teil folgt der Matrize nicht mehr in gleicher Weise.
- Werkstoffgüte und Härtezustand. Dieselbe Nenngüte, einmal kaltverfestigt und einmal geglüht geliefert, verhält sich wie zwei verschiedene Werkstoffe. Siehe Härtezustand für Tiefziehteile.
- Ob Funktionsflächen nach dem Ziehen bearbeitet werden. Prägen, Besäumen, Kalibrieren, Drehen oder Schleifen nach dem Umformen ist meist billiger als das Verschärfen der Matrize.
- Die Werkzeugausrichtung über die Stufen. Koaxialität ist eine Eigenschaft der Werkzeugachse und nicht davon, wie fest das Teil gehalten wurde.
Was in der Zeichnung tatsächlich stehen sollte
Definiere zuerst die funktionalen Bezüge, markiere dann die Maße, von denen die Montage wirklich abhängt, und lasse den Rest allgemein. Bei einem gezogenen Gehäuse sind das üblicherweise die Bohrung oder ein Zentrierdurchmesser, die Koaxialität, die Gesamthöhe und eine eventuelle Dichtfläche. Benenne, wo die Wanddicke gemessen wird. Nenne das Abnahmeverfahren, ob Zeichnungsmaß, Lehre, Erstmusterbericht oder Funktionsprüfung. Eine mehrdeutige Toleranz macht aus einem akzeptablen Teil eine zurückgewiesene Charge. Unser Leitfaden zur Spezifikation eines Tiefziehteils und die Checkliste für Zeichnungsanforderungen behandeln dasselbe aus Einkäufersicht.
Was gilt, wenn die Zeichnung nichts sagt
Maße ohne Einzeltoleranz unterliegen der im Schriftfeld der Zeichnung genannten Allgemeintoleranz. Unser Standard, wenn die Zeichnung nichts anderes angibt, ist ISO 2768-m. Das ist die mittlere Klasse und für ein Umformteil die richtige Vorgabe: weit genug, um eine gezogene Wand nicht zu überbestimmen, und eng genug, um das Teil mit der folgenden Zerspanung in Einklang zu halten. Was die einzelnen Klassen enthalten, steht auf unserer Seite zu den Allgemeintoleranzen nach ISO 2768.
Wie die Toleranzen gehalten und geprüft werden
Fähigkeit wird nachgewiesen, nicht behauptet. Die Messtechnik steht im Haus: ein optisches 2,5D-Messprojektor, ein Sofort-Vision-Messsystem, ein digitaler Höhenmessschieber mit 0,01 mm Auflösung, ein tragbares Oberflächenrauheitsmessgerät, ein Rockwell-Härteprüfer und eine Salzsprühkammer Modell 20, ergänzt durch Außenmikrometer, Dreipunkt-Innenmikrometer, Lehrdorne und Gut-Ausschuss-Lehren sowie eine Koaxialitätsmessvorrichtung. Die vollständige Liste steht auf der Seite Prüflabor. Fähigkeitsuntersuchungen laufen für die Merkmale, die der Steuerungsplan als wesentlich kennzeichnet; Batch-Wärmebehandlung, Drahterodieren, Passivieren, Elektropolieren, Galvanisieren, Phosphatieren und Beschichten werden bei qualifizierten externen Dienstleistern beauftragt und im Prüfplan ausgewiesen.
Kernpunkt
Frage die vier Zonen getrennt ab: geformte Maße, Wanddicke, Form und Lage sowie zerspannte Merkmale. Verschärfe nur, was die Montage wirklich nutzt, benenne die Messstelle der Wand und lasse geformte Flächen ISO 2768-m tragen, sofern die Funktion nichts anderes verlangt. Alles, was enger ist als das wirtschaftliche Umformvermögen, gehört auf eine zerspannte Fläche nach dem Ziehen.
Häufig gestellte Fragen
Lässt sich 0,05 mm an einem gezogenen Durchmesser halten?
Oft ja, bei einer kleinen gezogenen Hülse mit Kalibrierstufe und festgelegtem Werkstoff und fester Dicke; es ist aber kein pauschaler Wert und wird mit größerem Durchmesser weiter. Außerdem ist entscheidend, ob der Durchmesser geformt oder zerspannt ist. An einem gezogenen Gehäuse ist ein Band von 0,05 mm an einem Kalibrierdurchmesser oder einer zerspannten Bohrung realistisch, an einem großen gezogenen Durchmesser weniger.
Warum wird die Wanddicke in meiner Zeichnung nicht eingehalten, obwohl die Durchmesser stimmen?
Weil die Dicke einer gezogenen Wand in unterschiedlichen Höhen durch unterschiedliche Einflüsse entsteht. Wo die Wand nur gezogen wird, folgt die Dicke der Bandtoleranz und nimmt ab, wenn das Material gestreckt wird. Wo sie abgestreckt wird, bestimmt das Stempel-Matrizen-Spiel die Dicke, und sie ist deutlich gleichmäßiger. Eine Messstelle und, falls nötig, ein Abstreck- oder Kalibrierzug sind meist die Lösung – nicht das Verschärfen des Zuschnitts.
Sollte ein tiefgezogenes Teil wie ein zerspanntes Teil toleriert werden?
Nein. Eine gezogene Fläche ist eine Umformfläche; verlangt man von ihr eine Zerspanungsklasse, steigen Werkzeugkosten und Prüfaufwand, ohne dass das Teil besser wird. Teile die Zeichnung: enge Bänder an den nach dem Ziehen zerspannten Merkmalen, Umformklassen an den von der Matrize erzeugten Merkmalen und die Allgemeinklasse überall dort, wo die Montage es nicht braucht.
Welche Toleranz gilt, wenn ich keine in die Zeichnung schreibe?
Die im Schriftfeld genannte Allgemeintoleranz. Wenn die Zeichnung keine nennt, ist unser Standard ISO 2768-m, die mittlere Klasse. Sie ist für Umformteile bewusst gewählt, weil eine geformte Wand nicht versehentlich in die feine Klasse gezwungen werden soll.