Allgemeines über Oberflächen nach Metallbearbeitungen
In der Metallbearbeitung gibt es zahlreiche Bearbeitungsverfahren. Durch jedes dieser Bearbeitungsverfahren wird eine ganz bestimmte Oberflächengüte erreicht. Diese Oberfläche mag mit bloßem Auge als glatt erscheinen. Wenn man jedoch diese Oberfläche stark vergrößert, stellt man fest, dass sie aus aneinandergereihten Höhen und Tiefen besteht. Selbst durch eine Feinstbearbeitung einer Oberfläche, wie beispielsweise durch Honen, ist keine ideal glatte Oberfläche zu erreichen.
Wenn beispielsweise eine Welle auf einer Drehmaschine durch Drehen bearbeitet wird, so findet hier ein Schneidvorgang statt, welcher Schnittkräfte verursacht. Der Drehmeißel dringt als das härtere Material mit der eingestellten Vorschubbewegung in die Welle ein. Die entstehende Schnittkraft ist gegen das Drehwerkzeug gerichtet. Nach dem Drehvorgang ist die Oberfläche der Welle ähnlich einem Feingewinde mit der Gewindesteigung des an der Drehmaschine eingestellten Vorschubes. Es entstehen Drehriefen, die mit bloßem Auge sichtbar und auch noch fühlbar sind.
Rauheit allgemein durch Oberflächenbearbeitung
Die Moleküle eines jeden Stoffes werden durch Kohäsionskräfte zusammengehalten. Diese Kohäsionskräfte sind bei Festkörpern am größten. Bei allen spanabhebenden Bearbeitungsverfahren müssen die Kohäsionskräfte des metallischen Werkstoffes überwunden werden. An der Schnittfläche werden durch die Spanabtrennung die Oberflächenmoleküle aus der metallischen Oberfläche quasi herausgerissen. Es ist leicht einzusehen, dass durch derartige Vorgänge, bei welchen immer Ablösekräfte erforderlich sind, niemals eine ideal glatte Oberfläche entstehen kann.
Definition der Rautiefe Rz16
Die Oberfläche eines bearbeiteten Bauteiles ist niemals ideal glatt, sondern besteht aus aneinandergereihten Höhen und Tiefen. Bezogen auf eine definierte Messstrecke le bedeutet Rz16, dass der Abstand von der maximalen Erhöhung bis zur tiefsten Stelle innerhalb der Messstrecke 16 µm (0,016 mm) beträgt. Dabei muss die höchste Erhebung nicht zwingend direkt neben der niedrigsten Stelle liegen. Diese Extremstellen müssen sich aber beide innerhalb der definierten Messstrecke le befinden.
Praktische Durchführung
In der Praxis werden meist fünf definierte Messstrecken von der gleichen Länge le direkt aneinandergereiht. Für jede dieser Messstrecken werden die zugehörigen Rautiefen Rz1 bis Rz5 ermittelt.
Die gemittelte Rautiefe aus diesen fünf Einzelrautiefen ist dann:
Rz = 1/5*(Rz1+Rz2+Rz3+Rz4+Rz5)
Nachmessen der Rautiefe Rz
Die tatsächlich erzielte Rautiefe Rz an einer bearbeiteten Oberfläche eines Metallteiles kann mit einem Rauheitsmessgerät nachgemessen werden. Hierzu wird das Rauheitsmessgerät auf die nachzumessende Oberfläche gesetzt und diese über eine definierte Messstrecke abgetastet. Das Ergebnis der Istrautiefe Rz kann auf dem Display des Rauheitsmessgerätes abgelesen oder auch ausgedruckt werden.
Oberflächengüten nach Verwendungszweck
Je nach beabsichtigtem Verwendungszweck eines Bauteiles ist es notwendig, dem Bauteil diejenige Oberflächengüte zu verleihen, die gerade für die vorgesehene Verwendung erforderlich ist. So muss beispielsweise eine Welle an der Stelle, an der später mal ein Kugellager sitzt, eine bessere Oberflächengüte, genauer gesagt, eine geringere Rautiefe haben, als in einem anderen Bereich, der keine besondere Funktion hat.
Fazit
Die Rautiefe Rz16 entspricht in etwa einem Schlichtvorgang, nach welchem die Bearbeitungsriefen gerade noch sichtbar sind. Entscheidend bei der Festlegung der Oberflächengüte und der damit zulässigen Rautiefe Rz ist immer der spätere Verwendungszweck des fertig bearbeiteten Bauteils. Die Oberfläche kann niemals ideal glatt sein. Dies ist auch nicht notwendig. Der erfahrene Konstrukteur legt in den Einzelteilzeichnungen die verschiedenen Oberflächengüten für die maßgeblichen Bereiche eines jeden Bauteiles fest.
Mein Name ist Anatoli Bauer und ich wohne im Norden an der Nordseeküste in Husum. Ich beschäftige mich leidenschaftlich gerne mit den Naturwissenschaften und interessiere mich vor allem für Physik und alles, was mit dem Weltraum und entfernten Planten zu tun hat.
