Rauheit & Oberflächenangaben

Je nach Werkstoffbeschaffenheit und Bedingungen der Fertigung kommt es zu unterschiedlichen Gestaltabweichungen der Werkstückoberfläche von der jeweiligen Idealform.

Erklärung

Die Güte einer Werkstückoberfläche ist abhängig von:

• Der formgebenden Oberfläche (beim Urfomen/ Umformen)
• Dem Verfahren/ den Schnittbedingungen (Spanende Bearbeitung)

Und so sieht es aus, wenn die Rauigkeit geprüft wird:

Oberflächenkenngrößen

Die Oberflächenprüfung meint die Erfassung der Gestaltabweichungen bei verschiedenen Größenordnungen.

Größenordnungen:

Charakteristische Profilmerkmale können durch Oberflächenprüfgeräte und computergestützte Auswertungen herausgefiltert werden.

• Ermittlung von Formabweichungen: Messmaschinen
• Ermittlung von Welligkeit/Rauigkeit: Tastschnittgeräte

Um das Rauigkeitsprofil darstellen zu können, unterdrückt man die langwelligen Profilanteile mit Filtern. So werden mikroskopisch kleine Unebenheiten sichtbar. Die Oberflächenrauigkeit hat Einfluss auf:

• Aussehen
• Verschleißverhalten
• Haftung von Beschichtungen auf dem Werkstück

Rauheitskenngröße Rz

Bestimmung der Rauheitskenngröße (Rz):

1. Unterteilung der Auswertungslänge l in fünf gleichgroße Einzelmessstrecken (l_e)$(l_e)$
2. Messung des Abstands zwischen höchster und niedrigster Profilstpitze (Abstand = Einzelrautiefe Z)
3. Berechnung des Mittelwerts aus den fünf Einzelrautiefen (Z_1)$(Z_1)$ - Z_5$Z_5$ (dieser Mittelwert ist dann die Rauheitskenngröße Rz)

Rauheitskenngröße Ra

Rauheitskenngröße Ra = Mittelwert der Abweichungen des Rauheitsprofil zur Mittellinie

• Einheit: Mikrometer (µm)

Stell dir die Rauigkeitskenngröße (Ra) am besten einfach als die senkrechte Linie in einem Rechteck vor. Die Grundlinie entspricht dann der Auswertelänge (l). Das Rechteck sollte flächengleich zur unregelmäßigen Fläche sein, die zwischen dem Rauheitsprofil und der Mittellinie liegt. Die Höhe des Rechtecks entspricht dann dem Mittelwert der Profilabstände von der Mittellinie.

Verfahren zur Prüfung der Rauheit

Tastschnittgerät

• Diamantspitz tastet das Oberflächenprofil mechanisch ab
• Messstrecke wird vorher eingestellt
• Höhenbewegungen werden in elektrische Signale umgewandelt und auf einen Rechner gezogen
• Hier sind verschiedene Vergrößerungen möglich

Optische Rauheitsprüfung

Lichtschnittverfahren: Projektion eines Lichtschnitts (kleiner als 45 Grad) auf die Oberfläche

• Beobachtung des Lichtschnitts mit einem Mikroskop (In einem Ausfallswinkel von 45 Grad angebracht)
• Ableitung im Bereich von 1 - 50 µm möglich
• Berührungslos → geeignet für weiche Stoffe

Beispiel

Berechnung der Rauheitskenngröße Rz:

Gegeben:

Z_1$Z_1$ = 16 µm

Z_2$Z_2$ = 14 µm

Z_3$Z_3$ = 21 µm

Z_4$Z_4$ = 20 µm

Z_5$Z_5$ = 16 µm

Lösung:

Rz = 17,4 µm