Vorlesung-Oberflächen.ppt 1
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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
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Inhalt
• Themenabgrenzung und Einführungsbeispiel
• Messgeräte
• Definitionen
• Oberflächen festlegen
• Zeichnungseintragungen - Oberflächenangaben - Kantenangaben
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Gestaltabweichungen
Hoischen
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Oberflächen (Roh- Fertigteil)
Rohteil unbearbeitet
Fertigteil bearbeitet
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Oberflächen- und Kantenangaben
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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.
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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
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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.
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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.
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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Oberflächenprofile
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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.
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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.
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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.
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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
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Mittenrauhwert - Kostenfaktor
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Welche Rauhtiefe Rz wählen?
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Beispiel 1
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Beispiel 2 (Hoischen)
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Beispiel 3
-0,3 +0,1
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Danke
Danke