Oberflächenbeschaffenheit in der Fertigung verstehen
Oberflächen in Fertigungsanwendungen müssen innerhalb der gewünschten Rauheitsgrenzen bleiben, um die optimale Qualität der Teile sicherzustellen. Oberflächenveredelung hat einen entscheidenden Einfluss auf die Haltbarkeit und Leistung des Produkts. Daher ist es wichtig, sich mit der Oberflächenrauheitstabelle und ihrer Bedeutung vertraut zu machen.
Raue Oberflächen nutzen sich oft schneller ab. Die Reibungswerte sind höher als bei glatten Oberflächen und Unregelmäßigkeiten in der Glätte einer Oberfläche neigen dazu, Keimbildungsstellen zu erzeugen. Brüche und Korrosion an diesen Stellen könnten dann zu einem leichten Verschleiß des Materials führen.
Umgekehrt gibt es einen Grad an Rauheit, der Raum für die gewünschte Haftung bieten kann. Daher dürfen Sie die Oberflächenbeschaffenheit niemals der Interpretation überlassen. Wenn Sie der Meinung sind, dass die Oberflächenbeschaffenheit für Ihr Produkt wichtig ist, ist dieser Leitfaden genau das Richtige für Sie.
Was ist Oberflächenbeschaffenheit?
Bevor wir uns mit der Oberflächenbeschaffenheitstabelle befassen, wollen wir verstehen, was die Oberflächenbeschaffenheit bedeutet. Unter Oberflächenfinish versteht man den Prozess der Veränderung der Oberfläche eines Metalls, der das Entfernen, Hinzufügen oder Umformen umfasst. Es ist ein Maß für die vollständige Textur der Oberfläche eines Produkts, die durch die drei Merkmale Oberflächenrauheit, Welligkeit und Lage definiert wird.
Die Oberflächenrauheit ist das Maß für die gesamten verteilten Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche. Wenn Maschinenbauer von „Oberflächenbeschaffenheit“ sprechen, beziehen sie sich häufig auf die Oberflächenrauheit.
Welligkeit bezieht sich auf die verzogene Oberfläche, deren Abstand größer ist als die Länge der Oberflächenrauheit. Und Lay bezieht sich auf die Richtung, in die das vorherrschende Oberflächenmuster geht. Maschinisten bestimmen die Lage häufig anhand der für die Oberfläche verwendeten Methoden.
Warum ist die Oberflächenbeschaffenheit in technischen Prozessen wichtig?
Die Oberflächenrauheit spielt eine entscheidende Rolle dabei, wie ein Produkt auf seine Umgebung reagiert. Das Finish eines Produkts zeigt die Leistung seiner Komponenten an. Auch der Grad der Rauheit kann die Wirksamkeit eines Produkts beeinflussen.
Dies hängt von der Anwendung eines solchen Produkts ab. Ingenieure und Hersteller müssen jederzeit die Oberflächenbeschaffenheit aufrechterhalten. Es trägt dazu bei, konsistente Prozesse und zuverlässige Produkte herzustellen.
Oberflächenmessungen helfen auch dabei, die Kontrolle über die Fertigung zu behalten. Es ist sehr nützlich, wenn eine Oberflächentechnik erforderlich ist.
Unterschiedliche Oberflächenveredelungen haben unterschiedliche Effekte. Der einfachste Weg, die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit zu erhalten, besteht darin, diese mit den Oberflächenbeschaffenheitsnormen zu vergleichen. Die Oberflächenveredelung kann auf folgende Weise und noch mehr hilfreich sein:
Unglaublich wichtig für Korrosions- und Chemikalienbeständigkeit.
Es verleiht dem Produkt einen besonderen optischen Reiz.
Hilft bei der Haftung von Beschichtungen und Farben.
Beseitigt Oberflächenfehler.
Verbessert die Leitfähigkeit und fügt elektrische Oberflächenleitungen hinzu.
Erhöht die Verschleißfestigkeit des Produkts und minimiert gleichzeitig Reibungseffekte.
Um mehr über die Oberflächenveredelung zu erfahren, lesen Sie unseren Leitfaden zu Optionen für die Oberflächenveredelung im Kunststoffspritzguss und lesen Sie unseren Artikel über die beste CNC-Bearbeitungsoberfläche für Ihre Produkte.
Wie misst man die Oberflächenrauheit?
Die Oberflächenrauheit ist eine Berechnung der relativen Glätte des Oberflächenprofils. Der numerische Parameter – Ra. Das Ra-Oberflächenbeschaffenheitsdiagramm zeigt den arithmetischen Durchschnitt der über eine Oberfläche gemessenen Oberflächenhöhen.
Wie bereits erwähnt, gibt es drei Grundkomponenten einer Oberfläche: Rauheit, Welligkeit und Lage. Daher beeinflussen verschiedene Faktoren die Eigenschaften der Oberflächengeometrie.
Ebenso gibt es mehrere Messsysteme für die Oberflächenrauheit. Zu den Systemen gehören:
Direkte Messmethoden
Berührungslose Methoden
Vergleichsmethoden
In-Prozess-Methoden
Bei den direkten Messverfahren wird die Oberflächenrauheit mit einem Taststift gemessen. Dabei wird der Stift senkrecht zur Oberfläche gezogen. Anschließend ermittelt der Maschinist anhand eines registrierten Profils die Rauheitsparameter.
Bei berührungslosen Methoden kommen stattdessen Licht oder Ton zum Einsatz. Optische Instrumente wie Weißlicht und Konfokalinstrumente ersetzen den Stift. Diese Instrumente verwenden unterschiedliche Messprinzipien. Die physikalischen Sonden können dann mit optischen Sensoren oder Mikroskopen vertauscht werden.
Zunächst sendet das verwendete Instrument einen Ultraschallimpuls an die Oberfläche. Dann kommt es zu einer Veränderung und Reflexion der Schallwellen zurück zum Gerät. Anschließend können Sie die reflektierten Wellen auswerten, um Rauheitsparameter zu bestimmen.
Vergleichstechniken verwenden Oberflächenrauheitsproben. Diese Proben werden von der Ausrüstung oder dem Prozess erzeugt. Anschließend verwendet der Hersteller taktile und visuelle Sinne, um die Ergebnisse mit der Oberfläche bekannter Rauheitsparameter zu vergleichen.
Ein Beispiel für eine prozessbegleitende Technik ist die Induktivität. Diese Methode hilft bei der Bewertung der Oberflächenrauheit magnetischer Materialien. Der induktive Aufnehmer nutzt elektromagnetische Energie, um den Abstand zur Oberfläche zu messen. Anschließend kann der ermittelte Parameterwert dabei helfen, vergleichende Rauheitsparameter zu ermitteln.
Verschiedene Methoden zur Messung der Oberflächenrauheit
Zur Messung der Oberflächenrauheit kommen verschiedene Methoden und Geräte zum Einsatz. Die Methoden lassen sich in drei Kategorien einteilen. Sie sind:
Profilierungstechniken. Dabei wird die Oberfläche mit einer hochauflösenden Sonde vermessen. In diesem Prozess müssen Sie im Einklang mit der Empfindlichkeit eher an eine Phonographennadel denken. Ein typischer CNC-Messtaster ist möglicherweise nicht so effektiv.
Bereichstechniken. Diese Techniken messen einen endlichen Bereich der Oberfläche. Die Messung liefert einen statistischen Durchschnitt von Spitzen und Tälern in der Oberfläche. Einige Beispiele dieser Techniken umfassen Ultraschallstreuung, optische Streuung, Kapazitätssonden und mehr. Es ist einfacher, Flächentechniken zu automatisieren und auszuführen.
Mikroskopietechniken. Diese qualitativen Techniken basieren auf der Messung von Kontrasten. Die Ergebnisse liefern relevante Informationen über Gipfel und Täler auf Oberflächen.
Symbole und Abkürzungen der Oberflächenrauheitstabelle
Wenn Sie in Ihrem bevorzugten Browser nach Symbolen für die Bearbeitungsoberflächenbeschaffenheit suchen, werden Ihnen eine Reihe von Abkürzungen auffallen. Dazu gehören Ra, Rsk, Rq, Rku, Rz und mehr. Dabei handelt es sich um Einheiten zur Messung der Oberflächengüte.
Ra – Durchschnittliche Oberflächenrauheit
Während Ra von den meisten Menschen als Mittelliniendurchschnitt oder arithmetischer Durchschnitt bezeichnet wird, handelt es sich dabei um die durchschnittliche Rauheit zwischen einem Rauheitsprofil und der Mittellinie. Dies ist der am häufigsten verwendete Parameter für die Oberflächenbeschaffenheit. Die Ra-Oberflächenbeschaffenheitstabelle ist auch eine der am häufigsten verwendeten für absolute Werte.
Rmax – Vertikaler Abstand vom Gipfel zum Tal
Dieser Rauheitsparameter eignet sich am besten für Anomalien wie Grate und Kratzer. Mit der Ra-Oberflächenbeschaffenheitstabelle ist dies jedoch möglicherweise nicht offensichtlich. Allerdings reagiert Rmax viel empfindlicher auf diese Anomalien.
Rz – Durchschnittliche maximale Höhe des Profils
Im Gegensatz zu Ra misst Rz die Durchschnittswerte der fünf größten Unterschiede zwischen Spitzen und Tälern. Die Messung erfolgt mit fünf Abtastlängen und trägt dazu bei, Fehler zu vermeiden, da Ra gegenüber einigen Extremwerten ziemlich unempfindlich ist.
Diagramm der Oberflächenrauheit
Das Diagramm zur Bearbeitungsoberflächenbeschaffenheit bietet wichtige Richtlinien für die Messung standardmäßiger Oberflächenbeschaffenheitsparameter. Hersteller verwenden es stets als Referenzmaterial, um die Qualität im Herstellungsprozess sicherzustellen.
Es gibt unterschiedliche Verfahren zur Prüfung des Diagramms der Bearbeitungsoberflächenbeschaffenheit. Daher wird es schwierig, den besten Prozess basierend auf der Leistung des Produkts auszuwählen. Am zuverlässigsten ist jedoch die Verwendung der Umrechnungstabelle für die Oberflächenbeschaffenheit.
Umrechnungstabelle für die Oberflächenbeschaffenheit
In diesem Abschnitt finden Sie eine Tabelle mit der Umrechnungstabelle für die Oberflächenbeschaffenheit. In dieser Tabelle werden die verschiedenen Oberflächenrauheitsskalen für Herstellungsprozesse verglichen. Sehen wir uns in der Zwischenzeit einige der Abkürzungen an, die Sie dort finden.
Ra = Rauheitsdurchschnitt
RMS = quadratischer Mittelwert
CLA = Mittelliniendurchschnitt
Rt = Gesamtrauheit
N = Neue ISO-Skalennummern (Klasse).
Abschneidelänge = für die Probe erforderliche Länge
| Ra (Mikrometer) | Ra (Mikrozoll) | RMS (Mikrozoll) | CLA (N) | Rt (Mikrometer) | N | Schnittlänge (Zoll) |
| 0.025 | 1 | 1.1 | 1 | 0.3 | 1 | 0.003 |
| 0.05 | 2 | 2.2 | 2 | 0.5 | 2 | 0.01 |
| 0.1 | 4 | 4.4 | 4 | 0.8 | 3 | 0.01 |
| 0.2 | 8 | 8.8 | 8 | 1.2 | 4 | 0.01 |
| 0.4 | 16 | 17.6 | 16 | 2.0 | 5 | 0.01 |
| 0.8 | 32 | 32.5 | 32 | 4.0 | 6 | 0.03 |
| 1.6 | 63 | 64.3 | 63 | 8.0 | 7 | 0.03 |
| 3.2 | 125 | 137.5 | 125 | 13 | 8 | 0.1 |
| 6.3 | 250 | 275 | 250 | 25 | 9 | 0.1 |
| 12.5 | 500 | 550 | 500 | 50 | 10 | 0.1 |
| 25.0 | 1000 | 1100 | 1000 | 100 | 11 | 0.3 |
| 50.0 | 2000 | 2200 | 2000 | 200 | 12 | 0.3 |
Diagramm der Oberflächenrauheit Spickzettel
Dieser „Spickzettel“ zur Oberflächenbeschaffenheit ist ein äußerst praktisches Werkzeug, das Ihnen hilft, die verschiedenen verfügbaren Oberflächenbeschaffenheiten besser zu verstehen.
| Mikrometer Rating | Mikrozoll Rating | Applikationen |
| 25 | 1000 | Raue, minderwertige Oberflächen, die durch Sägen oder grobes Schmieden entstehen. Daher sind solche Oberflächen für bestimmte unbearbeitete Freiflächen geeignet. |
| 12.5 | 500 | Hierbei handelt es sich um raue, minderwertige Oberflächen, die durch grobe Vorschübe und schwere Schnitte entstehen. Die Schnitte entstehen durch Drehen, Fräsen, Scheibenschleifen und mehr. |
| 6.3 | 250 | Diese Art der Oberflächenveredelung entsteht durch Flächenschleifen, Scheibenschleifen, Fräsen, Bohren und mehr. Daher sind sie für Freiflächen mit Belastungsanforderungen und Konstruktionsgenehmigungen vorgesehen |
| 3.2 | 125 | Für Teile wird oft die raueste Art der Oberfläche empfohlen. Es wird auch für Teile eingesetzt, die Vibrationen, Belastungen und hoher Beanspruchung ausgesetzt sind. |
| 1.6 | 63 | Gute maschinelle Rauheit/Oberflächenbeschaffenheit bei Produktion unter kontrollierten Bedingungen. Dazu kommen feine Vorschübe und relativ hohe Geschwindigkeiten. |
| 0.8 | 32 | Ein hochwertiges Maschinenfinish, das eine genaue Kontrolle erfordert. Die Herstellung ist mit Rund-, Spitzenlos- oder Flachschleifmaschinen relativ einfach. Es wird auch für Produkte bevorzugt, die keine kontinuierliche Bewegung oder große Lasten erfordern. |
| 0.4 | 16 | Hochwertige Oberflächen werden oft durch Schmirgelpolieren, Läppen oder Grobhonen erzeugt. Diese Oberflächen sind daher großartige Optionen, wenn die Glätte von großer Bedeutung ist. |
| 0.2 | 8 | Feine, hochwertige Oberflächenbeschaffenheit durch Läppen, Polieren oder Honen. Maschinenbauer nutzen dies dort, wo Ringe und Packungen über das Oberflächenkorn gleiten müssen. |
| 0.1 | 4 | Eine verfeinerte Oberfläche, die durch Läppen, Polieren oder Honen erzielt wird. Hersteller verwenden es nur, wenn verbindliche Designanforderungen bestehen. Daher ist es das beste Finish für Messgeräte- und Instrumentenarbeiten. |
| 0.05 0.025 | 2 1 | Feinstes Oberflächenfinish, erzeugt durch feinstes Polieren, Honen oder Superfinishen. Daher eignen sie sich am besten für feine und empfindliche Präzisionsendmaße. |
Zusammenfassung
Da es in der heutigen Fertigung kostspielig und anspruchsvoll sein kann, eine präzise Oberflächenrauheit zu erhalten, erfordern Oberflächenveredelungsvorgänge die beste Methode, um die gewünschte Oberflächengüte an gefertigten Teilen zu erzielen.
Die Oberflächenbeschaffenheit ergibt sich aus dem Verständnis der Oberflächenhärtungsrate eines bestimmten Materials. Keine Sorge. RapidDirect ist Ihre beste Wahl für hochwertige Oberflächenveredelungsdienste zu den besten Preisen. Unser Expertenteam kennt die richtigen Methoden zur Einhaltung anspruchsvoller Oberflächenqualitätsstandards.
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