Lösungen 11

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Oberflächenbeschaffenheit und Bearbeitungsangaben

Lernziele:

➢

Rauheitsklassen unterscheiden

➢

Angaben mit Hilfe der Normen eintragen und interpretieren

11

Christian Haas

Ausbildungseinheit für

Anlagen- und Apparate- bauer/innen EFZ

Reform 2013

Lösungen

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Zeichnungstechnik Inhaltsverzeichnis Kap. 11

 Christian Haas Seite 1 Anlagen- und Apparatebauer/in EFZ

Inhaltsverzeichnis

Oberflächenbeschaffenheit

Symbole und Fertigungsverfahren Seite 1

Oberflächenmesstechnik Seite 2

Messprinzip Seite 3

Ermittlung Messwert Rz und Ra Seite 4

Rauheitsklassen Seite 5

Anordnung der Oberflächensymbole Seite 6

Aufgaben Seite 7

Oberflächenkenngrösse und Symbol Seite 8

Anordnung der Oberflächensymbole Seite 9

Aufgaben Oberflächenangaben Seite 10

Aufgaben Seite 11

Aufgaben Seite 12

Aufgaben Seite 13

Aufgaben Seite 14

Aufgaben Seite 15

Aufgaben Seite 16

Aufgaben Seite 17

Aufgaben Seite 18

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Zeichnungstechnik Oberflächenbeschaffenheit

und Bearbeitungsangaben Kap. 11

Oberflächenbeschaffenheit

Die Oberflächenbeschaffenheit kann durch unterschiedliche Symbole dargestellt werden:

Bedeutung:

Wichtig: Bauteile, welche aus Blech hergestellt werden, erhalten keine Bearbeitungszeichen  das Bearbeitungsverfahren ist freigestellt!

Spanabhebende Bearbeitung

obligatorisch

Spanabhebende Bearbeitung

verboten

Herstellungs- verfahren

freigestellt

fräsen schleifen feilen schaben hobeln

mögliche Fertigungsverfahren

rollen walzen ziehen pressen biegen

stanzen

laserschneiden bohren

brennschneiden nibbeln

bohren/feilen

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Zeichnungstechnik Oberflächenbeschaffenheit

und Bearbeitungsangaben Kap. 11

Oberflächenmesstechnik

(Hinweis: Video „Rauheitsmessung von Oberflächen“)

Bild links: REM-Abbildung von Bruch

und Oberfläche einer kristallinen

Al2O3-Schicht

REM = Rasterelektronenmikroskop

geschätzter Vergrösserungsfaktor:

10’000 fach

Warum gibt es überhaupt verschiedene Oberflächenqualitäten?

Überlegen Sie sich, wozu bzw. warum man unterschiedliche Oberflächen in der Praxis braucht!

Je nachdem, wo die Bauteile verwendet werden, braucht es unterschiedliche Oberflächen, z.B.:

• Kolben und Zylinder in einem Motor (Schmiereffekt)

• Arbeitstisch einer CNC-Maschine (möglichst wenig Reibung)

• rutschfeste Unterlage (möglichst viel Reibung)

• geschliffene Oberfläche einer Abdeckung (Blende)

Je nachdem, welches Fertigungsverfahren gewählt wird, resultieren unterschiedliche Oberflächenqualitäten, z.B.:

• schleifen

• sägen

• bohren und ausreiben

• fräsen

• polieren Funktion

Fertigungsverfahren

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Zeichnungstechnik Oberflächenbeschaffenheit

und Bearbeitungsangaben Kap. 11

Messprinzip

Gemessen wird nach dem Prinzip des

Tastschnittverfahrens

:

Ein Oberflächentaster (Perthometer) mit Diamantspitze tastet die zu prüfende Ober- fläche entlang einer definierten Taststrecke geradlinig mit konstanter Geschwindigkeit ab.

Taster auf Werkstückoberfläche Diamantspitze des Tasters (Spitzenradius 5 m)

Das Messgerät zeichnet dabei einen

zweidimensionalen Profilschnitt

auf,

indem die Oberflächenstrukturen als mechanische Auslenkungen der Tastspitze erfasst werden.

Täler

Spitzen

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Zeichnungstechnik Oberflächenbeschaffenheit

und Bearbeitungsangaben Kap. 11

Ermittlung des Messwertes RZ

Warum ist Rmax ein unsicherer Messwert, der nicht verwendet werden sollte?

Ein Kratzer in der Oberfläche führt dazu, dass dieser Wert sehr gross wird, obwohl die restliche Oberfläche in Ordnung ist.

Ermittlung des Messwertes Ra

In den deutsch sprachigen Ländern wird mit dem Messwert Ra gearbeitet.

Welches sind die Vorteile dieses Messwertes?

Der Messwert ist viel genauer und aussagefähiger.

le : Einzelmessstrecke lm : Messstrecke (4 mm) Rmax : ist die grösste Einzel- rauhtiefe aus den fünf aufeinander folgenden Einzelmessstrecken.

Z1 + Z2 + Z3 + Z4 + Z5 RZ =

5 Rmax = Z3

rote Flächen + blaue Flächen Ra =

Messstrecke lm

rote Flächen

blaue Flächen

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Zeichnungstechnik Oberflächenbeschaffenheit

und Bearbeitungsangaben Kap. 11

Übersicht über die Rauheitsklassen

Die Oberflächenrauheit ist durch den Mittenrauhwert Ra festgelegt.

Mittenrauh- wert Ra

(in m) 0,025 0,05 0,1 0,2 0,4 0,8 1,6 3,2 6,3 12,5 25 50

Rauheits- klassen

(alte Norm) N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12

Beispiel : Bearbeitung einer Welle

 Aufgabe: Suchen Sie aus Ihrem Tabellenbuch die erreichbaren Mittenrauhwerte Ra

(bei normaler Sorgfalt) für folgende Fertigungsverfahren heraus:

Fertigungsverfahren Rauhwert Ra in m Fertigungsverfahren Rauhwert Ra in m

glattwalzen 0,1 – 0,4 längsdrehen 0,8 – 12,5

laserstrahlschneiden 1 – 10 reiben 0,8 – 2

wasserstrahlschneiden 6,3 – 25 längsschleifen 0,2 – 0,8

bohren (ins Volle) 6,3 – 12,5 fräsen 1,6 – 12,5

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Zeichnungstechnik Oberflächenbeschaffenheit

und Bearbeitungsangaben Kap. 11

Anordnung der Symbole für die Oberflächenbearbeitung

Zur näheren Beschreibung der Oberflächenbeschaffenheit wird das Grundsymbol durch zusätzliche Angaben erweitert. Die Lage der Ergänzungen ist genormt!

 Aufgabe: Ergänzen Sie mit Hilfe des Tabellenbuches das Symbol:

Beispiele: Tragen Sie die folgenden Angaben korrekt ein!

a = Mittenrauhwert Ra in m

b = nur einzutragen, wenn eine weitere Oberflächenangabe notwendig ist c = Fertigungsverfahren, Oberflächen- behandlung oder Überzüge

d = Angabe der Oberflächenrillen e = Bearbeitungszugabe

c

• Bearbeitungszugabe 0,4 mm

• auf einer Länge von 5 mm

• Rauhigkeitsgrad 6,3

• Oberfläche wird geschliffen

• Rillenrichtung verläuft parallel zur Ansicht

• Die Oberfläche ist spanend mit einem Ra –Wert von 3,2 m zu bearbeiten.

• Die Oberfläche ist spanend mit einem Ra –Wert zwischen 0,8 m und 3,2 m zu bearbeiten.







a

d b

--- e

Ra 3,2

Ra 0,8

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Zeichnungstechnik Oberflächenbeschaffenheit

und Bearbeitungsangaben Kap. 11

• Die Oberfläche ist mit einem maximalen Ra –Wert von 3,2 m spanlos zu fertigen.

• Die Oberfläche kann spanend oder spanlos mit einem maximalen Ra –Wert von 3,2 m gefertigt werden.

• Die Oberfläche ist durch schleifen mit einem maximalen Ra –Wert von 0,8 m zu bearbeiten.

• Die Oberfläche kann spanlos oder spanend gefertigt werden und darf den Ra –Wert von 0,8 m nicht überschreiten.

• Die Oberfläche ist zu verchromen.

• Das Herstellungsverfahren für die Oberfläche kann frei gewählt werden.

• Der Ra –Wert von 0,8 m darf nicht überschritten werden.

• Die Oberfläche ist mit der RAL-Farbe 1073 zu lackieren.

• Die Bearbeitungszugabe beträgt 0,1 mm.

• Die Oberfläche ist durch schleifen mit einem maximalen Ra –Wert von 0,8 m zu fertigen.













Ra 3,2

geschliffen Ra 0,8

verchromt Ra 0,8

lackiert RAL 1073 Ra 0,8

geschliffen Ra 0,8

0,1

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Zeichnungstechnik Oberflächenbeschaffenheit

und Bearbeitungsangaben Kap. 11

Angaben in der Zeichnung

Sofern keine besonderen Anforderungen bestehen, erhalten folgende Elemente keine Oberflächensymbole:

• Gewinde

• Bohrungen (Herstellungsverfahren bohren oder stanzen)

• Anfasungen

• Senkungen für Schrauben

• Kantenbruch

Symbole für die Oberflächenbeschaffenheit Sym

bol Bedeutung Anwendung Abbildung

Die Riefenrichtung ist parallel zur Projektionsebene in der Zeichnung.

Gleit- und Wälzflächen

Die Riefenrichtung ist rechtwinklig zur Projektionsebene in der Zeichnung.

geformte Fläche, Kreisschnitt, Zylinderschnitt

Die Riefenrichtungen kreuzen diagonal die Projektionsebene in der Zeichnung.

gehonte Fläche, Zylinderlaufflächen

Die Riefenrichtungen kreuzen sich in mehreren Richtungen und haben keine Kornausrichtung.

geläppte Flächen, feinstbearbeitete Fläche und Ober- flächenbearbeitung Die Riefenrichtung ist

nahezu konzentrisch um die Mitte der Ebene in der Zeichnung angeordnet.

Dichtflächen bei Ventilen und Flanschen

Die Angabe einer Oberflächenkenngrösse (z.B. Ra-Wert) hat immer in Verbindung mit einem Symbol zu erfolgen.

Riefen- richtung

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Zeichnungstechnik Oberflächenbeschaffenheit

und Bearbeitungsangaben Kap. 11

Anordnung der Oberflächensymbole

Die Oberflächensymbole sind in Fertigungszeichnungen so anzuordnen, dass sie –

wie die Masszahlen – von

unten

oder von

rechts

lesbar sind. Sie müssen

von

aussen

mit der Pfeilspitze auf die entsprechende Fläche gesetzt werden.

Beispiel:

Grundsätzlich gibt es 3 Möglichkeiten der Eintragung:

• Das Symbol wird direkt auf die zu bearbeitende

Fläche

gesetzt.

(Nr.:   )

• Das Symbol wird der Fläche mit einer

Bezugslinie

zugeordnet.

(Nr.:       )

• Das Symbol wird auf die

Masshilfs- linie

gesetzt.

(Nr.:   )

 Aufgabe: Die 4 Seiten werden spanabhebend mit einer Rauheit von 3,2 m bearbeitet.

Tragen Sie dafür die Oberflächensymbole für jede Seite ein!

Möglichkeit 1 Möglichkeit 2

  



 



 



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Zeichnungstechnik Oberflächenbeschaffenheit

und Bearbeitungsangaben Kap. 11

Übungen Oberflächenangaben

 Aufgabe: Das dargestellte Frontblech soll in horizontaler Richtung geschliffen werden. Die Rauheit soll max. 0,4 m betragen.

Geben Sie dazu im Seitenriss das notwendige Oberflächensymbol an!

 Aufgabe: Ergänzen Sie den jeweiligen Seitenriss mit dem notwendigen Ober- flächensymbol, damit die Riefenrichtung korrekt gefertigt wird!

 Aufgabe: Zeichnen Sie im Grundriss die jeweilige Riefenrichtung ein!

t = 5

geschliffen Ra 0,4



Riefenrichtung





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Zeichnungstechnik Oberflächenbeschaffenheit

und Bearbeitungsangaben Kap. 11

 Aufgabe: Tragen Sie im Aufriss das Oberflächensymbol ein!

• Geben Sie die Riefenrichtung in der verlangten Richtung an

• Die Oberfläche wird geschliffen

• Die Rauheit soll 0,2 m betragen

 Aufgabe: Ergänzen Sie die Zeichnung gemäss der Beschreibung!

• ganze Oberfläche mit Rauheit 1,6 m

• das Bauteil wird aus Blech ausgestanzt

 Aufgabe: Ergänzen Sie die Zeichnung gemäss der Beschreibung!

• ganze Oberfläche wird spanabhebend bearbeitet

• Rauheit 1,6 m

gestanzt

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Zeichnungstechnik Oberflächenbeschaffenheit

und Bearbeitungsangaben Kap. 11

 Christian Haas Seite 12 Anlagen- und Apparatebauer/in EFZ bedeutet:

 A

 B

 C

 D

 E

 Aufgabe: Die bezeichneten Flächen sollen mit einem Mittenrauhwert von 3,2 m in der angegebenen Rillenrichtung bearbeitet werden.

Welches Symbol ist richtig?

 Aufgabe: Auf der Zeichnung ist folgende Oberflächenangabe eingetragen.

An welcher Stelle steht bei der Oberflächenkennzeichnung nach DIN ISO 1302:

a) der Mittenrauhwert?  b) die Bearbeitungszugabe? 

c) die Rillenrichtung? 

d) das Herstellungsverfahren? 

e) der Mittenrauhwert beträgt: 2,5 m f) die Materialzugabe beträgt: 0,25 mm  Aufgabe: Tragen Sie die Oberflächenangabe im Grundriss ein!

C A B D

Riefenrichtung (oben)

X

Rillenrichtung

X

X X

gefräst Ra 2,5 0,25

(A) (B) (C) (D)

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Zeichnungstechnik Oberflächenbeschaffenheit

und Bearbeitungsangaben Kap. 11

 Aufgabe: Streichen Sie die falsch eingetragenen Oberflächensymbole durch!

 Aufgabe: Ausgangsmaterial: blankgezogenes Flachmaterial 25/10 . Die Höhe wird durch sägen auf 20 mm zugeschnitten.

In welchem Bild ist die Oberflächenbeschaffenheit richtig dargestellt?

 Aufgabe: Geben Sie an, ob es sich um wahre oder falsche Aussagen handelt!

  Die Zylinderfläche 16 wird spanend bearbeitet   Der zylindrische Teil hat einen Vierkantdurchbruch

  Die Stirnflächen links und rechts dürfen auch eine Rauheit von Ra 6,3 aufweisen

  Bei den Gewinden M12 muss die Rauheit (Ra 12,5) eingetragen werden

  Das Ausgangsmaterial ist blankgezogener Rundstahl 16

  Das gesamte Bauteil wird auf eine Rauheit von 12,5 m bearbeitet

  Die beiden Anfasungen 1,5x45° erhalten kein Oberflächensymbol

 A

 C

 B

 D

wahr falsch

Ra 12,5

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Zeichnungstechnik Oberflächenbeschaffenheit

und Bearbeitungsangaben Kap. 11

 Aufgabe: Das dargestellte Flacheisen wird aus blankgezogenem Flachstahl 20 h11 x 30 hergestellt.

Welches Symbol für die Oberflächenbeschaffenheit muss anstelle von „X“ eingetragen werden?

  Der Flansch hat 2 Bohrungen

  An der Unterseite darf der Rauheitswert von 6,3 m nicht unterschritten werden

  Die Oberseite bleibt im Anlieferungszustand

  Die Rillenrichtung auf der Unterseite muss „c-förmig“ verlaufen

  Für die Bohrung 18 darf kein Oberflächensymbol eingetragen werden

  Der Aussendurchmesser 165 muss spanabhebend bearbeitet werden 60

20

30

20 h11

10

X

 A  B  C  D  E

Ra 6,3 C Ra 2,5

Ra 12,5 Ra 12,5

wahr falsch

Ra 3,2

Ra 3,2 Ra 3,2 max. Ra 3,2

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Zeichnungstechnik Oberflächenbeschaffenheit

und Bearbeitungsangaben Kap. 11

 Christian Haas Seite 15 Anlagen- und Apparatebauer/in EFZ Ra 3,2 Ra 12,5 Ra 0,8

Ra 0,8

Ra 12,5

 Aufgabe: Markieren Sie:

a) diejenigen Flächen blau, welche die grösste Rauhtiefe erhalten b) diejenige Fläche rot, welche die kleinste Rauhtiefe erhält

c) diejenigen Flächen grün, welche die Rauhtiefe Ra 12,5 erhalten

  Die Zylinderfläche 40 wird spanend (= drehen) bearbeitet

  Die Zylinderfläche 40 wird mit einem Mittenrauhwert = 3,2 m angeflacht

  Die Bohrung 10 wird H7 ausgerieben

  Die grösste zulässige Rauhtiefe hat die Zylinderfläche 20k6

  Die Stirnflächen können eine beliebige Rauhtiefe aufweisen

  Die Zylinderfläche 20k6 wird spanend bearbeitet

  Die Rillenrichtung auf der Zylinderfläche 20k6 verläuft parallel zur Mittellinie Ra 12,5 Ra 3,2 Ra 0,8

Ra 3,2 Ra 0,8

wahr falsch

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Zeichnungstechnik Oberflächenbeschaffenheit

und Bearbeitungsangaben Kap. 11

 Aufgabe: Vervollständigen Sie die Zeichnung!

• Alle Bohrungen sollen mit einer Rauheit von 0,8 m gefertigt werden.

 Aufgabe: Vervollständigen Sie die Zeichnung!

• Dicke vom Bauteil beträgt 10 mm (= kalt gewalztes Stahlblech)

• Das gesamte Bauteil soll eine Oberflächenrauheit von 6,3 m aufweisen.

• Die rechtwinklige Ausnahme soll durch feilen hergestellt werden und eine Rauheit von 3,2 m aufweisen.

 10

Ra 0,8

Ra 6,3

gefeilt Ra 3,2

t = 10

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Zeichnungstechnik Oberflächenbeschaffenheit

und Bearbeitungsangaben Kap. 11

Ra 0,8

einsatzgehärtet HV10 = 800  90 Ra 3,2 Ra 0,8

Ra 0,8

0,2

Ra 0,8

 Aufgabe:

a)Geben Sie an, ob es sich um wahre oder falsche Aussagen handelt!

Die Zylinderfläche 50 ……

  bleibt im Anlieferungszustand

  wird mit einem Ra = 3,2 m bearbeitet   wird einsatzgehärtet

  wird mit einem Ra = 0,8 m bearbeitet   erhält eine Fase und einen Radius

b)Geben Sie an, ob es sich um wahre oder falsche Aussagen handelt!

Der Zapfen 25 h6 ……

  wird einsatzgehärtet

  wird mit einem Ra = 3,2 m bearbeitet   wird mit einem Ra = 0,8 m bearbeitet   erhält eine Fase 2x45°

  wird mit Materialzugabe gedreht, gehärtet und geschliffen

  wird mit Materialzugabe gedreht und anschliessend nur noch gehärtet   darf eine Oberflächenhärte zwischen 800 und 890 besitzen

  darf eine Oberflächenrauhigkeit zwischen 0,2 und 0,8 m aufweisen   wird zuerst auf Ra 0,8 und nach dem einsatzhärten auf Ra 0,2 bearbeitet

wahr falsch

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Zeichnungstechnik Oberflächenbeschaffenheit

und Bearbeitungsangaben Kap. 11

Ra 3,2 Ra 0,8

Ra 0,8

 Aufgabe:

Geben Sie an, ob es sich um wahre oder falsche Aussagen handelt!

Das Werkstück wird ……

  nach der Verchromung nicht mehr bearbeitet   nur in der oberen Hälfte verchromt

  allseitig verchromt

  vor der Verchromung mit einem Mittenrauhwert von 0,8 m geschliffen   nach der Verchromung mit einem Mittenrauhwert von 0,8 m geschliffen

Der Zapfen 20 wird bearbeitet mit einem ……

  Rauhwert Ra = 0,8 mm   Rauhwert Ra = 0,8 m   Rauhwert Rz = 0,8 mm   Rauhwert Rz = 0,8 m

  beliebigen Rauhwert, da die Oberfläche anschliessend verchromt wird

 Aufgabe: Geben Sie an, ob es sich um wahre oder falsche Aussagen handelt!

  Bohrung 25 H6 wird innen verchromt

  Fase 2x45° wird mit Ra 0,8 bearbeitet   Fase 1,5x45° wird mit Ra 0,8 bearbeitet   Aussen-60 bleibt im Anlieferungszustand   Zylinderfläche und Planflächen werden nach der Verchromung nicht mehr bearbeitet   beide Planflächen werden mit einer Rauheit von 3,2 m bearbeitet

wahr falsch

Ra 0,8

wahr falsch

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