Werkstoffe Die Oberflächengüte Ra verhindert bei Gusseisen unnütze Mehrkosten

Praxisgerechtere Oberflächengüten bei Gusseisen liefern Ra- und nicht Rz-Angaben. Lokale Vertiefungen aufgrund herausgelöster Graphitlamellen oder -kugeln beim Fräsen beeinflussen nicht die Teilefunktion, vergrößern aber die Rz-Werte so sehr , dass bei kleinen Angaben noch teuer geschliffen wird.

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In konstruktionsrelevanten Internetforen taucht häufig die Frage auf, ob in einer technischen Zeichnung für die Oberflächengüte die Rauheitsangabe Ra oder Rz eingetragen werden muss – oder welche dieser Angaben zu bevorzugen ist. Für Gusseisenwerkstoffe empfiehlt sich die Vorgabe der mit definierter Schneide zu erzeugenden Oberflächengüte mit Ra-Werten, wie im Folgenden erläutert wird.

Gussteile eher gefräst als geschliffen

Genauigkeitsfräsmaschinen können mittlerweile bei Großgussteilen eine Ebenheit mit einer maximalen Abweichung um 10 μm pro Meter Länge erzeugen – unter bestimmten Randbedingungen. Aus wirtschaftlichen Gründen wird daher dem Fräsen zunehmend der Vorzug vor dem Schleifen eingeräumt.

Bei den Gusswerkstoffen bestimmen allerdings nicht nur Werkzeuggeometrie und Schnittwerte die Güte der bearbeiteten Oberfläche, sondern auch die Tatsache, dass beim Zerspanen mit definierter Schneide tiefere Profiltäler dadurch entstehen, dass freigelegte Grafitlamellen oder -kugeln aus der Metallmatrix herausgelöst werden. Dadurch bilden sich entsprechende lokale Vertiefungen (Bild 2 – siehe Bildergalerie). Im Vergleich dazu werden beim Schleifen die Oberflächentäler gewissermaßen „zugeschmiert“.

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Lokal entstandene Vertiefungen beeinflussen merklich das Profil Rz

Die so beim Fräsen entstandenen Vertiefungen beeinträchtigen die Bauteilfunktion zwar nicht, doch haben sie maßgeblichen Einfluss auf das Ergebnis bei der Auswertung der größten Höhe des Profils (Rz) nach [1]. Die Rauigkeitsangabe Rz ist seit 1998 nicht mehr als „Zehnpunktehöhe der Unregelmäßigkeiten“, sondern nunmehr als die Summe aus der Höhe der größten Profilspitze Zp und der Tiefe des größten Profiltals Zv innerhalb einer Einzelmessstrecke l definiert (Bild 3).

Aufgrund der Eintragung kleiner Rz-Werte in den Fertigungszeichnungen für Gusseisenteile legt der Konstrukteur damit häufig unbewusst das teurere Fertigungsverfahren Schleifen fest, obwohl dieses für die Bauteilfunktion gar nicht erforderlich wäre.

Die praxisgerechtere Ra-Angabe mildert die Einflüsse einzelner Vertiefungen bei der Auswertung des Messergebnisses ab, indem das arithmetische Mittel aller Ordinatenwerte Z(x) innerhalb der Einzelmessstrecke l gebildet wird.

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