Oberflächenfinish-Diagramm: Ra-, RMS- und Rauheitsgrade erklärt

Eine Oberflächenbeschaffenheitstabelle ist die Nachschlagetabelle, nach der Ingenieure greifen, wenn sie einen Rauheitswert in einen anderen umwandeln müssen, einen Ra-Wert in Mikrometern in Mikrozinken, eine RMS-Zahl, eine Rz-Schätzung oder eine ISO-N-Qualität. Diese Anleitung gibt Ihnen die vollständige Umrechnungstabelle, die Rauheit, die jeder Bearbeitungsprozess zurücklässt, wie man ein Finish-Symbol auf einer Zeichnung liest und wie man ein Finish auswählt, ohne für die Glätte des nie benötigten Teils zu bezahlen.

Rauheit ist das Element der Oberflächentextur, das die Leute am meisten angeben, dennoch bewegt es sich unter mindestens fünf verschiedenen Einheitensystemen. Eine 32 auf einem US-Druck, eine N6 auf einer alten ISO-Zeichnung und 0,8 Mikrometer auf einem metrischen Callout beschreiben alle dieselbe Oberfläche. Das Diagramm unten bindet sie zusammen; In den Abschnitten danach wird erläutert, wann jeder Wert tatsächlich wichtig ist.

Was ist Oberflächenveredelung? Ra, Rz und die Parameter, die wichtig sind

Oberflächenbeschaffenheit ist die Textur, die ein Herstellungsprozess auf einem Teil hinterlässt, und sie besteht aus drei Teilen: feine, eng beieinander liegende Rauheit; breitere Welligkeit (die Art, die man aus einem verzogenen Teil oder Werkzeuggeschwätz erhält); und legen Sie, die Richtung der dominanten Werkzeugmarkierung. Bei einer typischen Werkstattzeichnung verwenden Menschen “Oberflächenbeschaffenheit”allein als „Rauheit”, da Rauheit tatsächlich gemessen und spezifiziert wird.

Ra, oder durchschnittliche Rauheit, ist der Wert, den Sie am häufigsten treffen werden, vor allem auf US-Drucken Es ist das arithmetische Mittel der absoluten Abweichungen des Rauheitsprofils von seiner Mittellinie Ra ist gut darin, Rauschen zu mitteln, aber es unterschätzt bewusst die höchsten Spitzen, und genau das macht es auf einer kritischen Dichtungs-, Gleit- oder Hochlastoberfläche trügerisch. Deshalb fügen kritische Zeichnungen einen zweiten Parameter hinzu.

Dieser zweite Parameter ist normalerweise Rz, die mittlere Rauheitstiefe, und er wird aus Gipfeln und Tälern gebaut und nicht aus einem Durchschnitt. Rz nimmt die fünf größten Gipfel-Tal-Höhen innerhalb der Probenahmelänge, mittelt diese fünf und landet daher fast immer höher als Ra. Es sagt Ihnen, wie das schlechteste Merkmal aussieht. Wenn also eine Oberfläche fest abdichten oder zyklische Belastung überstehen muss, ziehen Sie den Rz-Callout an, anstatt Ra immer tiefer zu zwingen. Die USA stützen sich auf Ra; Viele Länder Europas und Asiens bevorzugen Rz.

Ein paar Parameter mehr runden das Bild ab RMS (Rq) ist das Wurzel-Mittel-Quadrat des gleichen Profils und verläuft etwa 111TP10 T höher als Ra. Rt ist die volle Höhe vom höchsten Gipfel bis zum untersten Tal über die ganze Spur Rp und Rv isolieren den höchsten Gipfel und das unterste Tal. NIST kalibriert gegen diesen vollen Satz, Ra, Rq, Rz, Rt, Rp, Rv und den Abstandsparameter RSm, mit einem nachvollziehbaren Stift, wie in beschrieben Oberflächenmetrologieprogramm des NIST.

Die Master Surface Finish Chart (Ra ↔ Rz ↔ RMS ↔ Microinch ↔ N-Grade)

Dafür kommen die meisten Menschen Diese Tabelle zieht die fünf Systeme zusammen, auf die Sie tatsächlich stoßen: Ra in Mikrometern, Ra in Mikrozoll, RMS in Mikrozoll, eine Rz-Schätzung, Rt, und die ISO-Rauheitsgrad (N1-Hirn 12) Diese Werte folgen der Vorzugszahlenreihe, die in verwendet wird ASME B46.1 und der ISO-Notenskala, und sie werden mit zwei unabhängigen veröffentlichten Diagrammen abgeglichen.

Ra-Spalten, RMS, Rt, Cutoff und N-Grad-Werte sind alle standardmäßig festgelegt, so dass Sie direkt quer lesen können Die Mathematik ist einfach und alles auf Ra abgestimmt: Der Mikrozoll Ra entspricht Ra in Mikrometern mal 40, RMS entspricht Ra mal 1,1 und Rt entspricht Ra mal 8,7. Der Haken sitzt in der Rz-Spalte, wo die Grauzonen am unteren und hohen Ende der Skala angezeigt werden.

Was bedeuten 32, 63 und 125 Surface Finish Callouts?

US-Drucke tragen immer noch blanke Mikrozoll-Zahlen in einem Finish-Symbol, am häufigsten 32, 63 und 125. Jedes ist eine Ra-Decke in Mikrozoll, und jedes ist auf ein metrisches Ra, eine ISO-Note und eine realistische Art der Herstellung abgebildet Hier ist, was sie auf dem Boden bedeuten.

Was bedeutet eine 125 er Oberfläche?

Ein 125 er Callout bedeutet Ra nicht größer als 125 µin, das sind 3,2 µm, oder ISO-Grad N8. Das ist die standardmäßige “as-maschined” - Ausführung, was man bei normalen Vorschüben und Geschwindigkeiten direkt von einer Mühle oder Drehbank bekommt, mit Werkzeugmarken, die man sehen und fühlen kann Es ist die billigste Ausführung, weil man nichts anderes damit macht Geben Sie 125 an unkritische Gesichter, Vorrichtungen und Einbauten, Klammern und alles, was Sie später malen oder beschichten wollen, anEs ist der Wert, der sagt “hier nicht extra ausgeben”

Was bedeutet eine 63 er Oberfläche?

63 bedeutet Ra nicht größer als 63 µin (1,6 µm, N7), und es ist eine solide allgemeine Maschinenoberfläche: Werkzeugspuren sind schwach, die Oberfläche sieht sauber aus, und die meisten CNC-Läden halten sie mit einem kontrollierten Abschlussdurchlauf statt mit einem separaten Schleifschritt. Verwenden Sie 63 auf passenden Flächen, die nicht abdichten, lichtbelastbare Sitze mit Presspassung und sichtbare Oberflächen, bei denen das Aussehen wichtig ist, ein Spiegel jedoch nicht. Es kostet etwas mehr als 125, da es einen sorgfältigeren Endschnitt erfordert, aber das Schleifen erfordert noch keine Anforderungen.

Was bedeutet eine 32 er Oberfläche?

Bei 32 muss Ra bei oder unter 32 µin (0,8 µm, N6) bleiben, und hier beginnen normalerweise die Endbearbeitungsvorgänge: Eine 32 er Oberfläche braucht typischerweise Schleifen oder einen sehr feinen Endbearbeitungsdurchgang, und das Drehen allein erreicht sie selten zuverlässig Geben Sie 32 auf Gleitflächen und dynamischen Dichtflächen an, wo geringere Reibung oder bessere Verschleißdauer die Extrakosten einbringen Unter 32, bei 16 µin (0,4 µm, N5) und feiner, Sie sind beim Schleifen, Schleifen und Läppen dabei, und der Preis steigt schnell an.

Oberflächenrauheit durch Bearbeitungsprozess (Drehen, Fräsen, Schleifen, EDM, Läppen)

Kein einzelner Prozess trifft jedes Zielband wirtschaftlich. Schieben Sie einen Prozess über seine Reichweite hinaus und Kostensprünge oder Qualität werden unzuverlässig, daher besteht der richtige Schritt normalerweise darin, einen Endbearbeitungsvorgang hinzuzufügen, anstatt sich stärker auf den Primärschnitt zu stützen. Die folgende Tabelle zeigt den Ra-Bereich, den jeder gängige Prozess erzeugt, und ist praktisch, um ein Zielfinish an eine praktikable Route anzupassen, bevor Sie Metall schneiden.

Lies die Tabelle als Routing-Werkzeug, wenn deine Zeichnung Ra 0,4 µm (16 µin) auf einer gehärteten Welle verlangt, bringt dich das Drehen nicht dorthin, du mahlst sie, wenn sie Ra 0,1 µm auf einer Bohrung verlangt, dann heizt du einen Schleifschritt macht eine gehärtete, gedrehte Oberfläche von 0,81,6 µm auf 0,10,4 µm runter, genau dort, wo ein Präzisions-Oberflächenschleifer Verdient sich seinen Platz im Plan Für Rundarbeit, ein Spitzenlose Schleifmaschine Hält feines Ra und eine enge Rundheit im Volumen, während Rundschleifen Griffe geschulterte Wellen und Bohrungen.

“Der Fehler, den wir am häufigsten sehen, ist eine Bodenbearbeitung, die auf einer Funktion ausgerufen wird, die nie die Drehmaschine verlassen würde Entscheiden Sie die Endbearbeitungsroute, wenn Sie den Ra-Wert einstellen, nicht nachdem das Teil geschnitten wurde, ein 0,2-Mikrometer-Callout verpflichtet Sie leise zu einem Schleifvorgang und all der Befestigung, die damit verbunden ist.”

So lesen Sie Oberflächenabschlusssymbole auf einer Zeichnung (ISO und ASME)

Jedes Oberflächenfinish-Symbol beginnt als Häkchen, dessen Punkt auf der zu steuernden Oberfläche ruht. Drei Varianten sagen dem Shop, ob die Oberfläche bearbeitet werden darf, und eine Reihe von Positionen um das Symbol herum tragen die tatsächlichen Werte. Verstehen Sie die Variante falsch und Sie können eine Oberfläche bearbeiten, die so gestaltet ist, dass sie gegossen oder geschmiedet bleibt.

Zahlen und Buchstaben füllen feste Positionen, die durch definiert sind ASME Y14.36: Position a Hält den Ra-Wert; b Benennt die Herstellungsmethode, Beschichtung oder Anmerkung; c Gibt die Abtastlänge (Grenzwert) an; d Richtung der Laien zeigt; e Legt die Bearbeitungszulage fest; Und f Trägt einen zweiten Parameter wie Rz 0,4. Also bedeutet ein Callout-Lesewert 32 mit “Rz 160” darunter Ra nicht größer als 32 µin und Rz nicht größer als 160 µin auf derselben Oberfläche.

Legesymbole beschreiben die Richtung des Werkzeugmusters und sind immer dann wichtig, wenn eine Oberfläche gegen eine andere abdichtet oder gleitet: = Parallel, ⊥ Senkrecht, X Gekreuzt, M Multidirektional, C Kreisförmig, R Radial und P Partikelförmig oder ungerichtet. Eine Dichtung, die über eine parallele Schicht läuft, leckt weitaus leichter als eine, die entlang dieser verläuft, weshalb der Layout-Callout auf dynamischen Dichtungsflächen nicht optional ist.

Wie die Oberflächenrauheit gemessen wird (Profilometer, Messgerät, Komparator)

Ein Finish-Callout ist nur so gut wie die Art und Weise, wie es überprüft wird. Es gibt drei praktische Messebenen, und die Anpassung der Methode an die Anforderungen hält Sie davon ab, eine kritische Oberfläche zu unterprüfen oder Laborzeit an einer Halterung zu verschwenden.

Ihre Referenzmethode ist das Kontaktstylus-Profilometer: ein Diamantstylus zieht über die Oberfläche und seine vertikale Bewegung wird in Ra, Rz und den Rest gedreht Es ist die genaueste Route und die, die NIST für die rückverfolgbare Kalibrierung verwendet, aber es ist langsam und der Stift kann sehr weiche Oberflächen markieren Berührungslose optische Instrumente, Lasertriangulation, konfokale Mikroskopie und Weißlichtinterferometrie, lesen Sie die Oberfläche mit Licht statt mit einer Spitze, also sind sie schnell, richten keinen Schaden an und können eine ganze Fläche statt einer einzigen Linie kartieren Sie zeigen sich immer mehr auf funktionellen Oberflächen, auf denen die gesamte Textur wichtig ist, nicht nur eine Spur.

Auf der Werkstattboden lässt eine Oberflächenrauheitskomparatorplatte einen Bediener ein Finish anhand bekannter Proben anhand von Berührung und Auge beurteilen. Es ist billig und schnell, löst sich aber bestenfalls auf etwa eine Sorte auf, was für eine Gefühlskontrolle in Ordnung ist, nicht für die Unterzeichnung eines Inspektionsberichts Stellen Sie sich vor, ein Maschinist stellt eine frisch gedrehte Welle neben einen Komparator und nennt sie “ungefähr 63”“, während ein Profilometer Ra 1,9 µm anzeigt: ”beide sind richtig”, aber nur einer ist eine Zahl, die Sie aufzeichnen können.

So wählen Sie die richtige Oberflächenoberfläche aus (Kosten vs. Funktion)

Glätter ist nicht besser, glatter ist teurer Jeder Schritt nach unten in der Rauheit fügt normalerweise einen Prozess hinzu: einen Abschlussdurchgang, dann Schleifen, dann Honen oder Läppen Die Disziplin besteht darin, die raueste Oberfläche anzugeben, die noch den Job macht. Eine Überspezifizierung “sicher sein” ist die häufigste Art und Weise, wie eine Zeichnung leise die Teilkosten aufbläht.

Verwenden Sie die Karte unten, um ein Finish seiner Aufgabe zuzuordnen, bevor Sie eine Zahl für die Zeichnung festlegen.

Die gleiche Auswahl an Logikantriebseinrichtungen. Die rauesten Bänder lösen sich direkt von einem Drehmaschine aus Metall oder ein Fräsmaschine; Die feinen Bänder wechseln zu dedizierten Metallschleifgeräte. Die Zuordnung der Strecke nach vorne vermeidet den schlimmsten Fall, wobei man nach dem Schnitt herausfindet, dass die Zieleinstellung auf dem Druck auf der Maschine, die das Teil hergestellt hat, nie erreichbar war.

Branchenausblick: ISO 21920:2021 und In-Process-Messung

Wenn Sie Oberflächentextur aus ISO 4287 und ISO 1302 gelernt haben, ist Ihre Referenz veraltet Im Dezember 2021 wurde die ISO 21920-Serie, Teile 1, 2 und 3, veröffentlicht und die älteren Profilstandards konsolidiert ISO bestätigt das ISO 21920-2:2021 Nun trägt die Begriffe, Definitionen und Parameter, während ISO 4287:1997 formal zurückgezogen wird, die Norm ging im Oktober 2025 in die Fünfjahresüberprüfung, sodass bereits eine weitere Überarbeitung auf dem Weg ist.

In der Praxis landet dieser Effekt auf Ihren Zeichnungen Viele Diagramme, die noch im Umlauf sind, darunter mehrere, die an der Spitze der Suche rangieren, zitieren immer wieder ISO 4287, ISO 4288 und ISO 1302. Diese Parameterwerte haben sich nicht geändert, aber die maßgebliche Referenz hat Wenn Sie im Jahr 2026 neue Drucke herausgeben, geben Sie den Aufruf auf ISO 21920 (oder ASME B46.1 für US-Arbeiten) an und überprüfen Sie, ob keine vererbte Titelblocknote einen zurückgezogenen Standard benennt.

Eine zweite Verschiebung findet bei der Messung statt. Profil Ra ist immer noch das Arbeitstier, aber Flächenparameter, Sa, Sz und der Rest der ISO 25178-Familie, die von optischen Instrumenten erfasst werden, bewegen sich vom Metrologielabor in Richtung der Linie. Die Arbeit des NIST zur Oberflächentopographie Punkte genauso: Charakterisierung eines ganzen Bereichs, keine einzige Spur, wo Funktion von der vollen Textur abhängt Für die meisten Shops regiert Ra immer noch, aber wenn Sie kritische Dichtungs, Gleit - oder optische Oberflächen angeben, lohnt es sich zu fragen, ob ein Flächenparameter die Anforderung besser beschreibt als eine einzelne Profilnummer.

Häufig gestellte Fragen