Rauheitsmessung (eBook)

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Rauheitsmessung 1
Impressum / Copyright 5
Über den Autor 6
Vorwort 8
Inhalt 10
1 Einführung 14
2 Oberflächen 16
2.1 Funktion einer Oberfläche 18
2.2 Einfluss des Fertigungsverfahrens 18
2.3 Prüfmittel für die Oberflächenrauheit 20
2.4 Herstellung von Oberflächen 20
2.5 Die Oberfläche als komplexes Gebilde 22
2.6 Unterscheidung von Oberflächenunregelmäßig­keiten 24
3 Oberflächenkenngrößen 26
3.1 Bedeutung der Kenngrößen 28
3.1.1 Wichtige aktuelle Kenngrößen 29
3.1.2 Neue Kenngrößen 30
3.1.3 Weniger gebräuchliche Kenngrößen 31
3.2 Verwechslungsgefahren 32
3.3 Übersicht über die Kenngrößen 32
3.4 Rauheitskenngrößen 35
3.4.1 Ra – Arithmetischer Mittenrauwert 35
3.4.2 Rq – Quadratischer Mittenrauwert 37
3.4.3 Rz – Gemittelte Rautiefe Rmax – Maximale Rautiefe
3.4.4 R3z – Grundrautiefe 40
3.4.5 Rz(ISO) – Zehnpunktehöhe Ry – Maximale Rautiefe (alt)
3.4.6 Rp – Mittlere Glättungstiefe Rv – Mittlere Riefentiefe
3.5 Welligkeitskenngrößen 45
3.5.1 Wt – Wellentiefe 45
3.5.2 WDSm – Dominante Wellenlänge 45
3.6 Oberflächenkenngrößen für das Gesamtprofil 50
3.6.1 Pt – Profiltiefe 50
3.7 Distanzkenngrößen (Horizontalkenngrößen) 51
3.7.1 RPc – Normierte Spitzenzahl D – Dichte
3.7.2 RSm – Mittlerer Rillenabstand 55
3.8 Zusammengesetzte Kenngrößen (Länge und Tiefe) 56
3.8.1 Rmr(c), Pmr(c) – Materialanteil des Profils 56
3.8.2 Rk – Kernrautiefe Rpk – Reduzierte Spitzenhöhe
3.8.3 R?q – Quadratischer Mittelwert der Profilsteigung 63
3.8.4 L0 – Gestreckte Länge des Profils (nicht genormt) 64
3.8.5 LR – Profillängenverhältnis 65
3.9 Motifkenngrößen 65
R – Mittlere Tiefe der Rauheitsmotifs 65
Rx – Maximale Tiefe der Profilunregelmäßigkeit 65
W – Mittlere Tiefe der Welligkeitsmotifs 65
Wx – Maximale Tiefe der Welligkeitsmotifs 65
AR – Mittlere Teilung der Rauheitsmotifs 65
AW – Mittlere Länge der Welligkeitsmotifs 65
Wte – Gesamttiefe der Welligkeit 65
3.10 Statistische Kenngrößen 67
3.10.1 Die Oberfläche aus statistischer Sicht 67
3.10.2 Rsk – Schiefe des Profils 68
3.10.3 Rku – Steilheit des Profils 69
3.10.4 AKF – Die Autokorrelationsfunktion 69
3.10.5 Fourier-Analyse (nicht genormt) 72
3.11 Dreidimensionale Analyse der Oberfläche 73
3.11.1 Drall-Kenngrößen 75
4 Oberflächenmessgeräte 78
4.1 Oberflächenvergleichsmuster 79
4.2 Tastschnittverfahren 80
4.2.1 Normen zu Tastschnittgeräten 80
4.2.2 Taster 82
4.2.3 Vorschubapparat 98
4.2.4 Computer 100
4.2.5 Anzeige 101
4.2.6 Dokumentation 101
4.3 Berührungslose Messung 103
4.3.1 Weißlichtsensor 103
4.3.2 Alternative Verfahren 105
5 Messtechnik 112
5.1 Oberflächenmesstechnik mit dem Tastschnittverfahren 113
5.1.1 Einstellung der Taststrecke 113
5.1.2 Wahl der Grenzwellenlänge des Filters 115
5.1.3 Formabweichungen eliminieren 116
5.1.4 Ausrichten des Profils 117
5.2 Güteklassen 119
5.3 Kalibrierung der Geräte 120
5.3.1 Kalibrierlaboratorien 123
5.4 Rauschen, Schwingungen 125
5.4.1 Gleitkufentaster 126
5.4.2 Vorschubapparat an Säulen 126
5.4.3 Messtische mit Schwingungsdämpfung 127
5.5 Temperatur 128
5.6 Einfluss von Zugluft 128
5.7 Beschädigungen am Werkstück 128
5.8 Sauberkeit 130
5.9 Einfluss von Magnetismus 131
5.10 Oberflächenabdrücke 131
5.11 Statistische Analyse der Ergebnisse 132
5.11.1 „16%-Regel“ 132
5.11.2 „Höchstwert-Regel“ 133
5.12 Statistische Prozesskontrolle SPC 133
6 Filter 136
6.1 Die Grenzwellenlänge des Filters ?c 137
6.2 Gaußfilter nach DIN EN ISO 16610-21:2013-06 138
6.3 Analoge Filter (2RC-Filter) 140
6.4 Sonderfilter nach Normenreihe DIN EN ISO 13565 (Rk) 141
7 Messunsicherheit 144
7.1 Theorie 145
7.1.1 Mathematisches Modell 146
7.1.2 Filterfaktor c 148
7.1.3 Unsicherheit der gemittelten Rautiefe Rz 149
7.2 Unsicherheitsbeiträge 149
7.2.1 Vorschub und Schwingungsisolierung 149
7.2.2 Tastsystem 152
7.2.3 Unbekannte systematische Abweichungen 155
7.2.4 Streuung der Messwerte s(Rz) 156
7.3 Messunsicherheitsbudget 157
8 Zeichnungseintragungen 160
8.1 Regeln nach DIN EN ISO 1302:2002-08 161
8.1.1 Symbole für die Oberflächenbeschaffenheit 161
8.1.2 Oberflächenbeschaffenheit am vollständigen Symbol 162
8.1.3 Bearbeitungsverfahren 164
8.1.4 Übertragungscharakteristik und Einzelmessstrecke 164
8.1.5 Oberflächenrillenrichtung 164
8.1.6 Bearbeitungszugabe 166
8.1.7 Lage und Ausrichtung der Symbole 166
8.1.8 Vereinfachte Zeichnungseintragung 167
8.1.9 Ausblick ISO 21920 – Zeichnungseintragungen 168
9 DIN-Normen und VDI-Richtlinien 170
9.1 Technische Oberflächen 171
9.1.1 Entwicklung 171
9.1.2 Konstruktion 172
9.1.3 Fertigung 173
9.1.4 Qualitätsprüfung 174
9.2 Weiterentwicklung der Normung 186
9.2.1 ISO 21920 Profilnorm 186
9.2.2 Neue Filterverfahren 188
9.2.3 Unterschiedliche Interpretationen beim Rmax und Rz1max 188
9.3 Anleitungen zur Ermittlung der Messunsicherheit 190
9.4 Normen und Richtlinien aus angrenzenden Bereichen 191
10 Literatur 194
10.1 Entwicklung der Oberflächenmesstechnik 195
10.2 Standardwerke 195
10.2.1 Bodschwinna Hillmann (1992)
10.2.2 Whitehouse (1994) 196
10.2.3 Thomas (1999) 196
10.2.4 Leach (2013) 196
Abkürzungsverzeichnis 197
Stichwortverzeichnis 201