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Lernfeld 9 · Prüfung Teil 2

Oberflächenkenngrößen

Oberflächenkenngrößen nach DIN EN ISO 21920: Ra, Rz und Materialanteil, theoretische Rautiefe beim Drehen, Tastschnittverfahren und Zeichnungsangaben.

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Darum geht es

Jede bearbeitete Fläche hat Gestaltabweichungen: Formfehler, Welligkeit und Rauheit. Gemessen wird die Rauheit meist mit dem Tastschnittverfahren. Eine feine Diamantspitze fährt quer zu den Bearbeitungsriefen über die Fläche, ein Filter mit der Grenzwellenlänge λc trennt Rauheit und Welligkeit. Die Kenngrößen und Messregeln stehen seit 2022 in DIN EN ISO 21920, die die früheren Normen DIN EN ISO 4287 und 4288 ersetzt.

Ra ist der arithmetische Mittelwert der Beträge der Profilabweichungen von der Mittellinie. Er ist unempfindlich gegen einzelne Spitzen und sagt nichts über die Form des Profils. Rz ist die größte Höhe des Profils, gemittelt über mehrere Abschnitte der Messstrecke; er reagiert stärker auf Ausreißer. Der Materialanteil Rmr gibt an, welcher Anteil der Messstrecke in einer bestimmten Tiefe Werkstoff trifft; er beschreibt das Tragverhalten von Gleit- und Dichtflächen.

Beim Drehen hängt die theoretische Rautiefe vom Vorschub und vom Eckenradius ab: Sie wächst mit dem Quadrat des Vorschubs. Aufbauschneiden, Schwingungen und Verschleiß machen die Fläche rauer. In der Zeichnung steht die Anforderung am Oberflächensymbol; ein Querstrich verlangt materialabtrennende Bearbeitung, ein Kreis verbietet sie. Vorgeschrieben wird nur so fein, wie die Funktion es verlangt, weil jede feinere Stufe Zeit und Geld kostet.

Das solltest du dir merken

  • Gemessen wird quer zu den Bearbeitungsriefen.
  • Ra mittelt Beträge und unterscheidet Spitzen nicht von Riefen.
  • Doppelter Vorschub ergibt etwa die vierfache Rautiefe.
  • DIN EN ISO 21920 hat 2022 die DIN EN ISO 4287 und 4288 abgelöst.
  • Oberflächen nur so fein vorschreiben, wie die Funktion es verlangt.

Formeln

Theoretische Rautiefe beim Drehen
Vorschub in mm, Eckenradius in mm, Ergebnis in mm, mal 1000 ergibt µm
Größter Vorschub für eine Rautiefe
in mm einsetzen

Typische Fehler in der Prüfung

  • Die Rautiefe in µm statt in mm in die Formel eingesetzt.
  • Längs statt quer zu den Riefen gemessen und dadurch zu kleine Werte erhalten.
  • Ra und Rz verwechselt oder gleichgesetzt.
  • Ohne Beträge gemittelt, sodass sich Spitzen und Täler aufheben.

Tipps aus der Werkstatt

  • Bei der theoretischen Rautiefe f² durch 8r setzt du alles in mm ein und rechnest das Ergebnis mal 1000 in µm um. Faustregel: doppelter Vorschub, vierfache Rautiefe. Gemessen wird immer quer zu den Riefen.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

14 Aufgaben zu „Oberflächenkenngrößen“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Zerspanungsmechaniker/-in, Lernfeld 9 (Herstellen von Bauelementen durch Feinbearbeitungsverfahren). Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.