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Vorlesung-Oberflächen.ppt 1

Prof. Dr.- Ing. Willi Rößner Hochschule Augsburg University of Applied Sciences

Konstruktionsvorlesung „Oberflächen und Kanten“

Die Vorlesung erfolgt nach dem

Lehrbuch „Hoischen“ in der jeweils

gültigen Ausgabe.

Bitte den „Hoischen“ unbedingt mitbringen!

Für weitere Detail- und Hintergrundinformationen sind

nachfolgend noch einige Ergänzungsbilder z.T. von der

Firma HOMMEL angefügt.

Oberflächen

und

Kanten



Inhalt

• Themenabgrenzung und Einführungsbeispiel

• Messgeräte

• Definitionen

• Oberflächen festlegen

• Zeichnungseintragungen - Oberflächenangaben - Kantenangaben



Gestaltabweichungen

Hoischen



Oberflächen (Roh- Fertigteil)

Rohteil unbearbeitet

Fertigteil bearbeitet



Oberflächen- und Kantenangaben



Berührungsloses Topografiemessgerät

WAVESPEED 1010 TOP

Mit einem chromatischen Weißlichtsensor für hohe Auflösungen

und einem Laser Triangulationssensor für grobe Strukturen

ermöglicht das WAVESPEED 1010 TOP vollständige

Topografieanalysen auf jeder Oberflächenstruktur sowie Farbe.



Messung von Rauheit, Topografie und Kontur

Vielseitige Soft- und Hardwareoptionen sorgen für flexiblen Einsatz bei

der Rauheits-, Topografie- und/oder Konturenmessung.

Messen aller Rauheitskenngrößen nach DIN, ISO, JIS, MOTIF und SEP

1940 mit TURBO RAUHEIT. Präzise Bestimmung von Längen, Abständen,

Radien und Winkeln mit TURBO CONTOUR.

HOMMEL TESTER T8000



Aufbau eines modernen Rauheitsmessgerätes

µP

A

D

Ra Rk

Rz

Vorschubgerät bewegt Tastspitze mit

konstanter Geschwindigkeit über das

Werkstück.

Auslenkung der Tastspitze erzeugt ein

Trägerfrequenzsignal, das vom

Signalwandler aufbereitet wird.

Messverstärker und Digitalfilter bereiten

das Signal zur A/D-Wandlung vor.

PC berechnet Rauheitskennwerte und

steuert den Messablauf.



Aufgliederung einer Oberfläche

Eine Oberfläche unterteilt sich

in das ungefilterte tatsächliche

Primärprofil, bestehend aus

Formabweichung, Welligkeit

und Rauheit. Ungefiltertes Primärprofil (P)

Gefiltertes Welligkeitsprofil (W)

Gefiltertes Rauheitsprofil (R)

Die Welligkeit wird aus dem

ungefilterten Profil mittels eines

digitalen Tiefpassfilters von der

Rauheit getrennt.

Die Rauheit wird aus dem

ungefilterten Profil mittels eines

digitalen Hochpassfilters von der

Welligkeit getrennt.



Taststrecke, Messstrecke und Filter

lt = Taststrecke, Abtastweg des Oberflächentasters

ln = Auswertelänge (ohne Vor- und Rücklauf)

lr = Einzelmessstrecke, in der die Oberflächenkenngrößen

definiert werden [mit Ausnahme von Rt und Rmr(c)]

Die Einzelmessstrecke lr entspricht der Grenzwellenlänge c

c = Grenzwellenlänge (cut off) zur Trennung von Rauheit u.

Welligkeit



Arithmetischer Mittenrauhwert Ra

Ra bezieht sich auf die

Einzelmessstrecke lr.

Aussagefähigkeit des Ra ist

sehr gering.

Einzelne Ausreißer bleiben

unberücksichtigt.

Weite Verbreitung in USA und

Europa.

Historisch der erste Parameter

der gemessen werden konnte.



gemittelte Rauhtiefe Rz

Rz = (Z1 + Z2 + Z3 + Z4 + Z5)/5

lr

ln= 5 x lr

Rz bezieht sich auf die

Einzelmessstrecke lr.

Der Mittelwert aus 5

Einzelmessstrecken lr

entspricht dem

Rz-Wert aus DIN4768.

Ausreißer gehen nur zu einem

Fünftel in das Ergebnis ein.

Rz kann zur Messung von z.B.

Lager- und Gleitflächen sowie

Presssitzen verwendet werden.



Mittlere Rillenbreite RSm

RSm gibt den mittleren

Abstand der Spitzen an,

die bei RPc gezählt wurden.

Es ist darauf zu achten, dass

wie bei RPc die

Zählschwellen-paare (C1, C2)

entsprechend

zu setzen sind. In der Regel

liegen die Zählschwellen

beide auf „0“.

RSm kann zur Beurteilung der

Lackierfähigkeit von Fein-

blechen in Verbindung mit

dem Kennwert Ra verwendet

werden.



Profilkennwerte Pt, Wt, Rt

Die Profilwerte

Pt, Wt und Rt beziehen sich

gemäß DIN EN ISO 4287 auf

die Messstrecke ln.

Pt ist die maximale Profilhöhe

des ungefilterten Primärprofils.

Wt ist die maximale Profilhöhe

des gefilterten Welligkeitsprofils.

Rt ist die maximale Profilhöhe

des gefilterten Rauheitsprofils

und ist die Addition aus der

Höhe Zp und der Tiefe Zv.



Oberflächenprofile



Geeignete Wahl der Oberflächenkennwerte

Die Aussagekraft der Kennwerte

ist sehr unterschiedlich.

Es wäre falsch, in einem Betrieb

irgend einen Kennwert als

Vorzugsgröße festzulegen.

Vielmehr muss für den

Funktionsfall eines Prüflings

„der“ oder „die“

aussagekräftigsten Kennwerte

bestimmt werden.

Beispiel:

Dichtfläche, einzelner Ausreißer

verursacht Undichtheit.

Ra wäre in diesem Falle sinnlos

besser Rt oder Materialanteil

Rmr(c) bestimmen.



Ra alleine sagt nicht alles!

Ra = 2 µm

Ra = 2 µm

Ra = 2 µm

Ra = 2 µm

Trotz verschiedener

Oberflächenstrukturen und

damit unterschiedlicher

Werkstück-Eigenschaften ergibt

sich immer der gleiche Ra-

Wert.

Ra als Oberflächenkennwert

alleine reicht also nicht aus.



Materialanteil des Rauheitsprofiles Rmr(c)

Der Materialanteil bezieht sich auf die Messstrecke ln.

In der alten Norm DIN 4768 auch unter dem Namen

Mikrotraganteil (Tpi) bekannt.



Oberflächenstruktur bestimmt Materialanteil

Die Struktur einer Oberfläche

bestimmt ihr Verschleißverhalten.

Bei Gleitflächen können heraus-

ragende Spitzen für erhöhte Reibung

und frühzeitigen Verschleiß sorgen.

Plateauartige Oberflächen mit

ausgeprägten Riefen sorgen für

einen guten Schmierfilm und beste

Gleiteigenschaften.

Der Profilverlauf der Material-

anteilkurve gibt schnelle Auf-

schlüsse über die Profilstruktur.

Oberflächenprofil mit geringem Materialanteil und

schlechtem Verschleißverhalten

(Materialanteilkurve mit „dünnem Bauch“)

Messstrecke ln

Oberflächenprofil mit großem Materialanteil und

gutem Verschleißverhalten (Materialanteilkurve mit

„dickem Bauch“)

Messstrecke ln



Mittenrauhwert - Kostenfaktor



Welche Rauhtiefe Rz wählen?



Beispiel 1



Beispiel 2 (Hoischen)



Beispiel 3

-0,3 +0,1



Danke

Danke

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