Oberflächenrauheit

Was bedeutet Oberflächenrauheit?

Oberflächenrauheit ist die Gesamtheit aller Unebenheiten auf der Oberfläche eines Werkstücks, die durch Fertigungsverfahren entstehen. Sie wird senkrecht zur Oberfläche gemessen und in Mikrometern (µm) angegeben. Die Rauheit entsteht durch Bearbeitungsspuren von Werkzeugen, Materialstruktur oder thermische Einflüsse.

Die wichtigsten Kennwerte sind Ra (arithmetischer Mittenrauwert), Rz (gemittelte Rautiefe) und Rmax (größte Rautiefe). Ra ist der arithmetische Mittelwert der Betragsabweichungen aller Messpunkte von der Mittellinie über die Messstrecke. Rz erfasst den Mittelwert der Einzelrautiefen (jeweils Abstand zwischen höchster Spitze und tiefstem Tal) über fünf aufeinanderfolgende Einzelmessstrecken.

Wie wird Oberflächenrauheit gemessen?

Die Messung erfolgt mit Tastschnittgeräten oder optischen Verfahren. Ein Diamanttaster fährt die Oberfläche ab und zeichnet das Höhenprofil auf. Die Einzelmessstrecke (ln) beträgt nach ISO 4288 typischerweise 0,8 bis 4 mm, die Gesamtmessstrecke ist meist das Fünffache davon.

Ein Ra-Wert von 0,8 µm bedeutet: Die durchschnittliche Abweichung beträgt 0,8 Mikrometer. Feingeschliffene Flächen erreichen Ra 0,1 bis 0,4 µm, gefräste Oberflächen liegen bei Ra 1,6 bis 6,3 µm.

Praxisbeispiel aus der Industrie

Ein Hydraulikzylinder benötigt eine Lauffläche mit Ra 0,4 µm, damit die Dichtung nicht vorzeitig verschleißt. Nach dem Drehen liegt die Rauheit bei Ra 3,2 µm. Durch Schleifen wird sie auf Ra 0,8 µm reduziert, durch Feinschleifen auf den geforderten Wert. Jede Stufe erhöht die Bearbeitungszeit und Kosten, ist aber für die Funktion notwendig.

In der Lagerproduktion bestimmt die Rauheit der Laufflächen die Lebensdauer. Zu raue Oberflächen führen zu erhöhtem Verschleiß und Ausfällen. Zu glatte Oberflächen können in bestimmten Anwendungen bei Mischreibung die Schmierfilmbildung beeinträchtigen.

Abgrenzung

Oberflächenrauheit beschreibt feine Unebenheiten im Mikrometerbereich. Welligkeit umfasst größere, periodische Abweichungen im Millimeterbereich. Formabweichungen betreffen die geometrische Gestalt des gesamten Bauteils, etwa Rundheit oder Ebenheit.

Die Rauheit beeinflusst Reibung, Verschleiß und Dichtigkeit. Die Welligkeit wirkt sich auf Laufruhe und Schwingungen aus. Beide werden getrennt gemessen und bewertet.

Normen und Rechtsgrundlagen

Die Norm ISO 4287 definiert Kenngrößen und Messverfahren für Oberflächenrauheit. ISO 1302 regelt die Angabe von Oberflächenbeschaffenheit in technischen Zeichnungen. ISO 4288 legt Messbedingungen und Tastschnittverfahren fest.

In technischen Zeichnungen wird die Rauheit durch Symbole mit Zahlenwerten angegeben. Die Wahl des Kennwerts und der Grenzwerte hängt von der Funktion des Bauteils ab.