Lösungen. Christian Haas. Oberflächenbeschaffenheit und Bearbeitungsangaben. Ausbildungseinheit für Anlagen- und Apparatebauer/innen.

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1 Ausbildungseinheit für Anlagen- und Apparatebauer/innen EFZ Reform Lösungen Lernziele: Rauheitsklassen unterscheiden Angaben mit Hilfe der Normen eintragen und interpretieren Christian Haas

2 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 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 Christian Haas Seite 1 Anlagen- und Apparatebauer/in EFZ

3 Die kann durch unterschiedliche Symbole dargestellt werden: Bedeutung: Spanabhebende Bearbeitung obligatorisch Spanabhebende Bearbeitung verboten Herstellungsverfahren freigestellt mögliche Fertigungsverfahren fräsen schleifen feilen schaben hobeln rollen walzen ziehen pressen biegen stanzen laserschneiden bohren brennschneiden nibbeln bohren/feilen Wichtig: Bauteile, welche aus Blech hergestellt werden, erhalten keine Bearbeitungszeichen das Bearbeitungsverfahren ist freigestellt! Christian Haas Seite 1 Anlagen- und Apparatebauer/in EFZ

4 Oberflächenmesstechnik (Hinweis: Video Rauheitsmessung von Oberflächen ) Bild links: REM-Abbildung von Bruch und Oberfläche einer kristallinen Al2O3-Schicht REM = Rasterelektronenmikroskop geschätzter Vergrösserungsfaktor: fach Warum gibt es überhaupt verschiedene Oberflächenqualitäten? Überlegen Sie sich, wozu bzw. warum man unterschiedliche Oberflächen in der Praxis braucht! Funktion 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) Fertigungsverfahren Je nachdem, welches Fertigungsverfahren gewählt wird, resultieren unterschiedliche Oberflächenqualitäten, z.b.: schleifen sägen bohren und ausreiben fräsen polieren Christian Haas Seite 2 Anlagen- und Apparatebauer/in EFZ

5 Messprinzip Gemessen wird nach dem Prinzip des Tastschnittverfahrens: Ein Oberflächentaster (Perthometer) mit Diamantspitze tastet die zu prüfende Oberfläche 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. Spitzen Täler Christian Haas Seite 3 Anlagen- und Apparatebauer/in EFZ

6 Ermittlung des Messwertes RZ le : Einzelmessstrecke lm : Messstrecke (4 mm) Rmax : ist die grösste Einzelrauhtiefe aus den fünf aufeinander folgenden Einzelmessstrecken. RZ = Z1 + Z2 + Z3 + Z4 + Z5 5 Rmax = Z3 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. rote Flächen blaue Flächen Ra = rote Flächen + blaue Flächen Messstrecke lm Welches sind die Vorteile dieses Messwertes? Der Messwert ist viel genauer und aussagefähiger. Christian Haas Seite 4 Anlagen- und Apparatebauer/in EFZ

7 Übersicht über die Rauheitsklassen Die Oberflächenrauheit ist durch den Mittenrauhwert Ra festgelegt. Mittenrauhwert Ra (in m) Rauheitsklassen (alte Norm) 0,025 0,05 0,1 0,2 0,4 0,8 1,6 3,2 6,3 12, 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 Christian Haas Seite 5 Anlagen- und Apparatebauer/in EFZ

8 Anordnung der Symbole für die Oberflächenbearbeitung Zur näheren Beschreibung der wird das Grundsymbol durch zusätzliche Angaben erweitert. Die Lage der Ergänzungen ist genormt! Aufgabe: Ergänzen Sie mit Hilfe des Tabellenbuches das Symbol: c a = Mittenrauhwert Ra in m --- a b = nur einzutragen, wenn eine weitere Oberflächenangabe notwendig ist e d b c = Fertigungsverfahren, Oberflächenbehandlung oder Überzüge d = Angabe der Oberflächenrillen e = Bearbeitungszugabe Beispiele: Tragen Sie die folgenden Angaben korrekt ein! Bearbeitungszugabe 0,4 mm auf einer Länge von 5 mm Rauhigkeitsgrad 6,3 Oberfläche wird geschliffen Rillenrichtung verläuft parallel zur Ansicht Ra 3,2 Die Oberfläche ist spanend mit einem Ra Wert von 3,2 m zu bearbeiten. Ra 3,2 Die Oberfläche ist spanend mit einem Ra Wert zwischen 0,8 m und 3,2 m zu bearbeiten. Christian Haas Seite 6 Anlagen- und Apparatebauer/in EFZ

9 Die Oberfläche ist mit einem maximalen Ra Wert von 3,2 m spanlos zu fertigen. Ra 3,2 Die Oberfläche kann spanend oder spanlos mit einem maximalen Ra Wert von 3,2 m gefertigt werden. geschliffen Die Oberfläche ist durch schleifen mit einem maximalen Ra Wert von 0,8 m zu bearbeiten. verchromt Die Oberfläche kann spanlos oder spanend gefertigt werden und darf den Ra Wert von 0,8 m nicht überschreiten. Die Oberfläche ist zu verchromen. lackiert RAL 1073 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. geschliffen 0,1 Die Bearbeitungszugabe beträgt 0,1 mm. Die Oberfläche ist durch schleifen mit einem maximalen Ra Wert von 0,8 m zu fertigen. Christian Haas Seite 7 Anlagen- und Apparatebauer/in EFZ

10 Angaben in der Zeichnung Die Angabe einer Oberflächenkenngrösse (z.b. Ra-Wert) hat immer in Verbindung mit einem Symbol zu erfolgen. Sofern keine besonderen Anforderungen bestehen, erhalten folgende Elemente keine Oberflächensymbole: Gewinde Bohrungen (Herstellungsverfahren bohren oder stanzen) Anfasungen Senkungen für Schrauben Kantenbruch Symbole für die Sym bol Bedeutung Anwendung Abbildung Die Riefenrichtung ist parallel zur Projektionsebene in der Zeichnung. Die Riefenrichtung ist rechtwinklig zur Projektionsebene in der Zeichnung. Die Riefenrichtungen kreuzen diagonal die Projektionsebene in der Zeichnung. Die Riefenrichtungen kreuzen sich in mehreren Richtungen und haben keine Kornausrichtung. Die Riefenrichtung ist nahezu konzentrisch um die Mitte der Ebene in der Zeichnung angeordnet. Gleit- und Wälzflächen geformte Fläche, Kreisschnitt, Zylinderschnitt gehonte Fläche, Zylinderlaufflächen Dichtflächen bei Ventilen und Flanschen geläppte Flächen, feinstbearbeitete Fläche und Oberflächenbearbeitung Riefenrichtung Riefenrichtung Riefenrichtung Christian Haas Seite 8 Anlagen- und Apparatebauer/in EFZ

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 Christian Haas Seite 9 Anlagen- und Apparatebauer/in EFZ

12 Riefenrichtung Zeichnungstechnik 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! t = 5 geschliffen Ra 0,4 Aufgabe: Ergänzen Sie den jeweiligen Seitenriss mit dem notwendigen Oberflächensymbol, damit die Riefenrichtung korrekt gefertigt wird! Riefenrichtung Aufgabe: Zeichnen Sie im Grundriss die jeweilige Riefenrichtung ein! Christian Haas Seite 10 Anlagen- und Apparatebauer/in EFZ

13 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 gestanzt Aufgabe: Ergänzen Sie die Zeichnung gemäss der Beschreibung! ganze Oberfläche wird spanabhebend bearbeitet Rauheit 1,6 m Christian Haas Seite 11 Anlagen- und Apparatebauer/in EFZ

14 Aufgabe: Die bezeichneten Flächen sollen mit einem Mittenrauhwert von 3,2 m in der angegebenen Rillenrichtung bearbeitet werden. Welches Symbol ist richtig? X bedeutet: Rillenrichtung X X A B C D E Aufgabe: Auf der Zeichnung ist folgende Oberflächenangabe eingetragen. An welcher Stelle steht bei der Oberflächenkennzeichnung nach DIN ISO 1302: a) der Mittenrauhwert? C gefräst Ra 2,5 0,25 (A) (B) (C) (D) b) die Bearbeitungszugabe? A c) die Rillenrichtung? B d) das Herstellungsverfahren? D e) der Mittenrauhwert beträgt: 2,5 m f) die Materialzugabe beträgt: 0,25 mm Aufgabe: Tragen Sie die Oberflächenangabe im Grundriss ein! Riefenrichtung (oben) X Christian Haas Seite 12 Anlagen- und Apparatebauer/in EFZ

15 wahr falsch Zeichnungstechnik 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 richtig dargestellt? A B C D Aufgabe: Geben Sie an, ob es sich um wahre oder falsche Aussagen handelt! Ra 12,5 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 Christian Haas Seite 13 Anlagen- und Apparatebauer/in EFZ

16 wahr falsch Ra 12,5 Ra 12, h11 Zeichnungstechnik Aufgabe: Das dargestellte Flacheisen wird aus blankgezogenem Flachstahl 20 h11 x 30 hergestellt. Welches Symbol für die muss anstelle von X eingetragen werden? Ra 3,2 X X A B C D E Ra 3,2 Ra 3,2 max. Ra 3,2 Aufgabe: Geben Sie an, ob es sich um wahre oder falsche Aussagen handelt! Ra 6,3 C Ra 2,5 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 Christian Haas Seite 14 Anlagen- und Apparatebauer/in EFZ

17 wahr falsch Zeichnungstechnik 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 Ra 12,5 Ra 3,2 Ra 3,2 Aufgabe: Geben Sie an, ob es sich um wahre oder falsche Aussagen handelt! Ra 3,2 Ra 12,5 Ra 12,5 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 Christian Haas Seite 15 Anlagen- und Apparatebauer/in EFZ

18 Zeichnungstechnik Aufgabe: Vervollständigen Sie die Zeichnung! Alle Bohrungen sollen mit einer Rauheit von 0,8 m gefertigt werden. 10 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. Ra 6,3 gefeilt Ra 3,2 t = 10 Christian Haas Seite 16 Anlagen- und Apparatebauer/in EFZ

19 wahr falsch wahr falsch Zeichnungstechnik Aufgabe: Ra 3,2 0,2 einsatzgehärtet HV10 = 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 und nach dem einsatzhärten auf Ra 0,2 bearbeitet Christian Haas Seite 17 Anlagen- und Apparatebauer/in EFZ

20 wahr falsch wahr falsch wahr falsch Zeichnungstechnik 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: Ra 3,2 Geben Sie an, ob es sich um wahre oder falsche Aussagen handelt! Bohrung 25 H6 wird innen verchromt Fase 2x45 wird mit bearbeitet Fase 1,5x45 wird mit 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 Christian Haas Seite 18 Anlagen- und Apparatebauer/in EFZ

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