Seminar GPS TEX. Steinbeis-Beratungszentrum Konstruktion. Werkstoffe. Normung. V4-0-0

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1 Oberflächenrauheit, Oberflächenkenngrößen 1

2 Oberflächenrauheit, Oberflächenkenngrößen ZUM THEMA Die Oberfläche hat einen entschei denden Einfluss auf die Lebens dauer und somit auf die Qualität eines technischen Produktes. Sie muss daher in der Konstruktions zeichnung funktionsgerecht fest gelegt, eindeutig und vollständig spezifiziert sowie definitionskon form verifiziert werden. Mit der Einführung des ISO GPS Normensystems haben sich auch die internationalen Standards zur eindeutigen und funktionsgerech ten Charakterisierung von Ober flächen weiterentwickelt und teil weise auch grundlegend geändert. Diese Tatsache ist in der konstruk tiven Praxis noch weitgehend un bekannt. In der Folge werden auch heute noch veraltete und im Sinne der funktionellen Beschreibung der Oberfläche unbrauchbare Oberflä chenkenngrößen spezifiziert (z. B. Ra Wert), die zudem mit der heute ausnahmslos geltenden internatio nalen Normung nur selten in Ein klang stehen. Eine funktionsgerechte Auswahl und vollständige Beschreibung von Ober Die Spezifikation unvollständiger, flächenkenngrößen kann zu einer signifikanten Verbesserung der Sicherheit nicht funktionsgerechter und nicht und Verfügbarkeit technischer Produkte führen eindeutiger Oberflächenangaben kann erhebliche Auswirkungen auf die Sicherheit und Ein weiteres Problem stellt die weitgehende Un Verfügbarkeit der Produkte haben. Dabei hängen kenntnis des Einflusses der Messbedingungen, wie wichtige und zum Teil sicherheitsrelevante Funktions zum Beispiel Tastsystem, Filterart und Indices (z. B. anforderungen, wie zum Beispiel Dichtheit, Ermü "Cut Off") auf das Messergebnis dar. dungsverhalten des Werkstoffs oder Verschleiß, in ho Gerade diese Bedingungen müssen jedoch mit der hem Maße von der Oberflächenbeschaffenheit ab. zur Verfügung stehenden Symbolik in der Konstruk Da Konstruktionszeichnungen bei externer Fertigung tionszeichnung auf Basis der in den internationalen rechtsverbindliche Vertragsdokumente sind, geht ein Standards verfügbaren "Werkzeuge" eindeutig und auf die Wahl einer ungeeigneten Oberflächenkenn vollständig beschrieben werden, damit das Mess größe zurückzuführender Schaden, im Sinne der Pro ergebnis richtig interpretiert und eine Kausalität zwi dukthaftung, in der Regel zu Lasten des Erstellers der schen Messergebnis und Funktion hergestellt wer Konstruktionszeichnung. den kann. 2

3 Letztlich sind Vereinbarungen, die auch ohne explizite Spezifikation, d. h. durch alleinige Verwendung der genormten Symbolik verbindlich sind ( Default Regeln ) weitgehend unbekannt. Dies kann sehr schnell zu Reklamationen oder gar zu Rechtstreitigkeiten zwischen den Vertragspartnern führen. Bekannte Beispiele hierfür sind Annahmekriterien, wie die 16 % Regel bzw. die Höchstwert Regel oder die standardmäßige Festlegung der Grenzwellenlänge c (Cut Off) nach ISO ZIEL Das Seminar führt Sie auf anschauliche Weise, Schritt für Schritt in die aktuelle Normung zur Beschreibung der Oberflächenbeschaffenheit ein und vermittelt Ihnen die wichtigsten im Tastschnittverfahren ermittelbaren Kenngrößen zur funktionsgerechten Beschreibung technischer Oberflächen ("2D Kenngrößen"). Die Lehrinhalte werden anhand einer Vielzahl praxisgerechter Beispiele und Übungen veranschaulicht und vertieft. Ein kurzer Ausblick auf die flächenhaften Verfahren ("3D Kenngrößen") runden das Seminar ab. Beispiele für eine vollständige Beschreibung der Oberflächenanforderungen IHR NUTZEN Sie lernen in diesem Seminar: die Bedeutung der wichtigsten international genormten Oberflächenkenngrößen kennen, ausgehend von den konstruktiven Erfordernissen, eine im Hinblick auf die Funktionalität optimale Festlegung geeigneter Oberflächenkenngrößen, welchen Einfluss die Wahl des Tastsystems, die Filtermethode, Filterart und Indices sowie die Messstrecke auf das Messergebnis haben, die richtige Wahl von Messrichtung, Messstrecke und Tastspitzenradius bei berührenden Verfahren zur Rauheitsmessung, den Unterschied zwischen Rauheits, Welligkeitsund Primärprofil, eine fehlerhafte Tolerierung bestehender Oberflächenkenngrößen zu erkennen, die Risiken abzuschätzen und ggf. sicher zu beseitigen, die wichtigsten Annahmekriterien für Oberflächen, wie die 16 % und die Höchstwert Regel, die normgerechte Zeichnungseintragung und richtige Interpretation der heute ausnahmslos eingeführten ISO GPS Symbolik, die Bedeutung und Interpretation der wichtigsten (zwischenzeitlich zurückgezogenen) DIN Kenngrößen zur Beschreibung der Oberfläche kennen (z. B. R max ). Sie sind damit in der Lage, alte Konstruktionszeichnungen richtig zu interpretieren, die wichtigsten Normen und Richtlinien zu Oberflächenkenngrößen und zur Oberflächenmesstechnik, neue Kenngrößen für die Charakterisierung der Oberflächenbeschaffenheit durch flächenhafte Verfahren auf Basis des Normensystems ISO ff. ("3D Kenngrößen"). welche Zeichnungsvereinfachungen auf Basis der aktuellen, internationalen Normung möglich und sinnvoll sind. Alle Seminarteilnehmer erhalten einen exklusiven Zugang zum Kundenbereich unserer Homepage unter beratung.de/downloads/ kundenbereich/ mit vielen nützlichen und aktuellen Informationen, Tipps und Beispielen. Damit bleiben Sie stets auf dem aktuellen Stand und werden über wichtige Normänderungen sofort informiert. 3

4 SEMINARINHALTE Einführung Die Konstruktionszeichnung Ein rechtsverbindliches Vertragsdokument Konsequenzen einer fehlerhaften, mehrdeutigen oder nicht normkonformen Konstruktionszeichnung Wer haftet im Schadensfall? Normung und ISO GPS Normensystem Europäische und internationale Normung, Rechtsverbindlichkeit und Annahmeverfahren Geometrische Produktspezifikation (GPS) Aufbau des ISO GPS Normensystems (ISO 14638:2015) Produkthaftung und Normung Grundlagen Funktion einer Oberfläche (Anwendungsbeispiele) Grundmerkmale technischer Oberflächen Oberflächenmesstechnik Tastschnittverfahren Berührende Rauheitsmessverfahren Tastsysteme (Bezugsebenen, Ein und Zweikufentastsysteme) Berührungslose Messsysteme (optische Verfahren) Profilfilter Unterschiede zwischen Primär, Welligkeits und Rauheitsprofil Ermittlung des Primär, Welligkeits und Rauheitsprofil aus dem messtechnisch erfassten Profil, Filterung Gauss Filter nach ISO :2011 sowie Kenngrößen s, c ( Cut Off ) und f Einfluss des Filterwertes c auf das Welligkeits und Rauheitsprofil 2RC Filter nach DIN (zurückgezogen) Sonderfilter nach ISO (Eigenschaften, Anwendungen) Vergleich der Profilfilter und Anwendungsbeispiele Messstrategie Messort und Messrichtung Wahl der Grenzwellenlänge c nach ISO 4288 sowie s und Tastspitzenradius nach ISO 3274 Einfluss der Grenzwellenlänge ( c ) auf das Messergebnis Wahl der Messstrecke, Einzel und Gesamtmessstrecke Filtervor und Nachlaufstrecken Messunsicherheit sowie Entscheidungsregeln für den Nachweis der Konformität oder Nichtkonformität mit Spezifikationen (ISO ) Oberflächenkenngrößen (Definition und funktionsgerechte Anwendung) Rauheitskenngrößen (R Kenngrößen) nach ISO 4287, wie z. B. Ra, RSm, Rz, Rp, Rt, Rq, Rsk Welligkeitskenngrößen (W Kenngrößen), wie z. B. Wellentiefe Wt 4

5 Kenngrößen des Primärprofils, wie z. B Pt Dominante Welligkeit (VDA 2007) und Kenngrößen der dominanten Welligkeit (WDSm, WDc und WDt) Kenngrößen zur funktionsgerechten Beurteilung von Oberflächen mit plateauartiger Charakteristik (Kernrautiefe Rk, reduzierte Spitzenhöhe Rpk, reduzierte Riefentiefe Rvk) Materialanteilkurve des Profils (Abbott Firestone Kurve), Nulllinienverschiebung und Kenngrößen der Materialanteilkurve, wie z. B Rmr(c) und Rdc Nicht mehr genormte Kenngrößen nach DIN 4762 und DIN 4768 wie z. B. R a, R z, R max oder R t Zuordnung von Oberflächenkenngrößen zu den Funktionsanforderungen Annahmekriterien für Oberflächen 16 % Regel Höchstwert Regel (Maximum Regel) Vereinfachtes Verfahren zum Nachweis der Einhaltung der 16 % Regel nach ISO 4288, Anhang A Annahmekriterium nach VDA 2006 Normgerechte Zeichnungseintragung in Konstruktionszeichnungen Symbolik nach ISO 1302 Möglichkeiten zur normgerechten Zeichnungsvereinfachung, Sammelangaben Übungs und Praxisbeispiele Normen und Literatur Hilfreiche Literatur zur Beschreibung der Oberflächenbeschaffenheit im Tastschnittverfahren und durch flächenhafte Verfahren Zusammenfassung der wichtigsten ISO GPS Normen für die Beschreibung der Oberflächenbeschaffenheit Abschlussdiskussion und Klärung offener Fragen ZIELGRUPPEN Projekt, Konstruktions und Entwicklungsleiter Ingenieure aus Konstruktion und Entwicklung, Normung und Qualitätssicherung/Messtechnik Messtechniker und Mitarbeiter aus der Qualitätssicherung Technische Zeichner, Technische Produktdesigner Techniker Technischer Einkauf Mitarbeiter des betrieblichen Ausbildungswesens Mitarbeiter aus Arbeitsvorbereitung und Produktion SEMINARDAUER: 1 Tag 5

6 ERGÄNZENDE HINWEISE Die vorgeschlagenen Seminarinhalte können an Ihre firmenspezifischen Fragestellungen sowie an die Vorkenntnisse der Teilnehmer angepasst werden. Alle Seminarteilnehmer erhalten ausführliche Seminarunterlagen auf dem neuesten Stand der Normung, die sich auch für das Selbststudium eignen. Über den exklusiven Zugang zum Kundenbereich auf unserer Homepage haben die Teilnehmer auch nach dem Seminar stets Zugriff auf die jeweils aktuelle Fassung der Seminarunterlagen und behalten somit sämtliche Normänderungen fest im Blick. KONTAKT Büro Schorndorf: Prof. Dr. Ing. Volker Läpple Steinbeisstraße 18 D Schorndorf Fon: Fax: Mail: info@toleranzen beratung.de Web: beratung.de Fotos (Titelseite): Tatjana Balzers Fotolia.com; HOMMEL ETAMIC GmbH 6