9 Oberflächenbeschaffenheit (S. 100-101)

9.1 Allgemeines

Die wirkliche (reale) Gestalt einer Bauteiloberfläche stimmt nie mit der denkbar idealen Gestalt überein. Bei den in technischen Zeichnungen dargestellten Bauteilen werden deshalb durch Symbole die zur Funktionserfüllung geforderten Oberflächenbeschaffenheiten angegeben. Welche Oberflächenbeschaffenheit (Oberflächenqualität) „die Richtige“ ist, hängt von vielfältig zu beachtenden Gesichtspunkten ab, auf die hier im Detail nicht näher eingegangen wird. Vielmehr soll auf die wichtigsten Begriffe und Kenngrößen und die in den Zeichnungen zur Kennzeichnung der Oberflächenbeschaffenheit zu verwendenden Symbole hingewiesen werden.

9.2 Begriffe und Kenngrößen

9.2.1 Begriffe

In einer technischen Zeichnung werden die Oberflächen eines Bauteils in ihrer idealen Gestalt dargestellt (geometrische Oberflächen), die von der wirklichen (realen) Gestalt abweichen. Als wirkliches Oberflächenprofil bezeichnet man das Profil, das sich durch den Schnitt der wirklichen Bauteiloberfläche mit einer dazu senkrechten Ebene ergibt.

Das nach Abtasten des wirklichen Oberflächenprofils mithilfe spezieller messtechnischer Methoden (z. B. Tastschnittverfahren) erhaltene Profil ist das Profil der Istoberfläche, das somit nur ein angenähertes Abbild des wirklichen (realen) Oberflächenprofils darstellt.

Das auf diese Weise „ertastete“ Oberflächenprofil enthält als wichtigste Gestaltabweichungen die Formabweichungen, die Welligkeit und die Rauheit. Unter Gestaltabweichungen versteht man die Gesamtheit aller Abweichungen der Istoberfläche von ihrer idealen Gestalt.

Nach DIN 4760 gibt es ein Ordnungssystem für Gestaltabweichungen. Gestaltabweichung 1. Ordnung (= Formabweichungen): diese können z. B. durch Ungenauigkeiten in den Führungen der Werkzeugmaschine, Durchbiegungen der Maschine und/oder des Bauteils bei der Bearbeitung entstehen. Gestaltabweichung 2. Ordnung (= Welligkeit): die Bauteiloberfläche weist eine wellenartige Form auf, die z. B. durch Schwingungen der Werkzeugmaschine und/oder des Bauteils bei dessen Bearbeitung entstehen. Gestaltabweichungen 3. und 4. Ordnung (= Rauheit): insbesondere Rillen und Riefen, die durch das Bearbeitungsverfahren hervorgerufen werden. Die Überlagerungen der Gestaltabweichungen der 1. bis 4. Ordnung ergeben die Gestalt der Bauteiloberfläche in Form der Istoberfläche.

Hinweis: Die in DIN 4760 weiterhin erwähnten Gestaltabweichungen der 5. Ordnung (= Gefügestruktur) und 6. Ordnung (= Gitteraufbau des Werkstoffes) sind bei Bauteilen des Maschinenbaus von untergeordneter Bedeutung. Auf diese wird hier nicht näher eingegangen.

9.2.2 Kenngrößen

Die DIN EN ISO 4287 definiert für das Oberflächenprofil eine Vielzahl unterschiedlicher Kenngrößen, wobei hier auf einige für das Rauheitsprofils (R-Profil) charakteristische Kenngrößen eingegangen werden soll.

Das R-Profil erhält man bei der Rauheitsmessung aus dem Primärprofil (P-Profil) durch elektrische Filterung mit Profilfiltern der Grenzwellenlänge λc (Einheit mm). So wird erreicht, dass das im P-Profil ebenfalls enthaltene Welligkeitsprofil (W-Profil) unterdrückt wird.

Die Grenzwellenlänge λc (auch „Cut-off“ genannt) orientiert sich nach DIN EN ISO 4288 am Riefenabstand (periodische Profile) oder den zu erwartenden Rauheitswerten (aperiodische Profile). Moderne Rauheitsmessgeräte (z. B. Firma MAHR, Perthometer M1) erkennen ohne Probemessung periodische und aperiodische Profile und stellen auch automatisch den normgerechten λc-Wert ein. Die Kenngrößen werden meist für die Einzelmessstrecke lr definiert, die zahlenmäßig gleich der gewählten Grenzwellenlänge λc ist (der Buchstabe r bei lr weist auf das R-Profil hin).