Ra ist die Zahl in der Zeichnung und zugleich die am häufigsten überbestimmte Zahl. Ein pauschales „Ra 0,8 überall“ an einer Stanzhalterung kauft eine Polieroperation, die niemand braucht, und verteuert jedes Teil im Programm – während eine Dichtfläche ganz ohne Anforderung bleibt.
Welcher Ra-Wert ist typisch?
Ra ist der arithmetische Mittenrauwert des Oberflächenprofils, gemessen in Mikrometern (µm) oder Mikrozoll (µin). Als Faustregel gilt: Warmgewalzter Stahl kommt mit 3,2–12,5 µm, kaltgewalztes Blech mit 0,8–3,2 µm, eine lasergeschnittene Kante mit 3,2–12,5 µm, eine gedrehte oder gefräste Fläche mit 0,8–3,2 µm, eine geschliffene Fläche mit 0,2–1,6 µm und eine polierte Fläche mit 0,05–0,4 µm. Ein tiefgezogenes Teil übernimmt die Werkzeugoberfläche, üblicherweise 0,4–1,6 µm; eine elektropolierte Oberfläche verbessert Ra typischerweise um 30–50 Prozent gegenüber derselben Oberfläche vor der Behandlung. Beschichtungen bringen eigene Rauheit mit: Eine Pulverbeschichtung liegt wegen ihrer Orangenhaut bei etwa 1–3 µm.
Was Ra misst und was nicht
Ra mittelt Spitzen und Täler über eine Messstrecke und sagt daher nichts über die Form des Profils. Eine tief geriefte und eine fein strukturierte Oberfläche können denselben Ra-Wert ergeben. Deshalb enthält eine vollständigere Angabe Messstrecke und Grenzwellenlänge, und deshalb wird eine kritische Dicht- oder Lagerfläche üblicherweise als Ra zusammen mit einem Bearbeitungsverfahren spezifiziert und nicht als Zahl allein. Bei Dichtflächen stimmen wir das Messverfahren mit dem Kunden ab, statt vorzugeben, eine Zahl beschreibe die Oberfläche.
Ra nach Verfahren
| Verfahren | Typischer Ra (µm) | Entspricht (µin) | Hinweis |
|---|---|---|---|
| Warmgewalzter Stahl, wie geliefert | 3,2–12,5 | 125–500 | Walzzunder; wird meist entfernt oder beschichtet |
| Kaltgewalztes Blech, wie geliefert | 0,8–3,2 | 32–125 | Der Ausgangspunkt für die meisten Stanzteile |
| Lasergeschnittene oder gestanzte Kante | 3,2–12,5 | 125–500 | Grat und Riefen auf der Schnittfläche |
| Gezogene Oberfläche (Werkzeugübertragung) | 0,4–1,6 | 16–63 | Abhängig von Werkzeugpolitur und Schmierung |
| Drehen | 0,8–3,2 | 32–125 | Vorschubmarken; 0,4 mit Schlichtdurchgängen erreichbar |
| Fräsen | 0,8–3,2 | 32–125 | Rautiefe aus dem Zeilenabstand |
| Schleifen | 0,2–1,6 | 8–63 | Gerichtete Schleifspur |
| Honen | 0,1–0,8 | 4–32 | Für Bohrungen und Zylinderlaufbahnen |
| Polieren | 0,05–0,4 | 2–16 | Manuell; Kosten skalieren mit Fläche und Zugänglichkeit |
| Elektropolieren | verbessert den vorherigen Wert um etwa 30–50 Prozent | - | Entgratet und passiviert ebenfalls |
| Zink- oder Nickelgalvanik | bildet den Untergrund mit leichter Einebnung ab | - | Kein Weg zu einer glatteren Oberfläche |
| Pulverbeschichten | 1–3 | 40–120 | Orangenhaut; Glätten ist nicht ihre Aufgabe |
| Passivieren | keine messbare Veränderung | - | Chemische Reinigung, keine Oberflächenveredelung |
Die Bereiche sind typische veröffentlichte Werte für das jeweilige Verfahren. Der tatsächlich erhaltene Wert hängt von Werkzeug, Parametern, Werkstoff und Messparametern ab; eine wichtige Anforderung sollte daher Verfahren, Ra-Wert und Messvorgabe nennen.
Wie spezifiziert wird, damit das Ergebnis passt
- Markiere die Oberfläche nur dort, wo sie funktioniert – Dichtfläche, Gleitfläche, Kontaktfläche, sichtbare Sichtfläche.
- Nenne das Verfahren zusammen mit der Zahl: „geschliffen, Ra 0,8“ ist durchsetzbar; „Ra 0,8“ allein lädt zu einer teureren Polieroperation ein.
- Gib Messstrecke oder Grenzwellenlänge an, wenn der Wert kritisch ist, und wo am Teil gemessen wird.
- Trenne optische von funktionalen Anforderungen. Eine mit dem Auge beurteilte Sichtfläche ist eine andere Spezifikation als eine mit dem Profilometer gemessene Fläche.
- Beachte, dass die Messung einer gekrümmten oder unterbrochenen Fläche nicht einfach ist, und vereinbare vor dem Erstmuster, wie geprüft wird.
Wo das Geld hingeht
- Blech wie geliefert – muss das Teil nur gleichmäßig aussehen, ist kaltgewalztes Blech mit 0,8–3,2 µm meist akzeptabel und kostenlos.
- Werkzeugoberfläche – ein Tiefziehteil erhält seine Oberfläche vom Werkzeug; eine glattere Oberfläche zu fordern bedeutet oft, das Werkzeug einmal zu polieren, statt jedes Teil nachzubearbeiten.
- Schleifen und Polieren – der Kostentreiber sind Fläche und Zugänglichkeit, nicht der Ra-Wert; die Oberfläche auf eine kleine Fläche zu begrenzen kann eine ganze Nachbearbeitung sparen.
- Beschichtung – eine Pulverbeschichtung kaschiert kleine Oberflächenfehler, bringt aber eigene Textur; wenn eine glatte lackierte Fläche zählt, ist das eine Entscheidung über das Beschichtungssystem und nicht über die Metalloberfläche.
Kernpunkt
Setze die Ra-Angabe auf die Flächen, die funktionieren, nenne das Verfahren mit der Zahl und lege die Messmethode fest. Eine pauschale Oberflächenangabe an einem Stanzteil gehört zu den leisesten Kostensteigerungen eines Programms und wird meist erst sichtbar, wenn jemand zwei Angebote vergleicht.
Häufig gestellte Fragen
Was bedeutet Ra?
Ra ist der arithmetische Mittelwert der Profilabweichungen von der Mittellinie über eine definierte Messstrecke. Er wird in Mikrometern oder Mikrozoll angegeben und mittelt Spitzen und Täler; die Form der Oberfläche beschreibt er nicht.
Was ist eine gute Oberfläche?
Das hängt von der Funktion ab: 3,2 µm sind normal für eine lackierte oder nicht funktionale Fläche, 0,8 µm passt zu den meisten Dicht- und Fügeflächen, 0,4 µm oder besser für Gleit- oder optische Flächen. Ein engerer Wert als die Funktion verlangt, kostet ohne Nutzen.
Verbessert Pulverbeschichten die Rauheit?
Nein. Pulverbeschichten trägt eine Schicht mit eigener Textur auf, typischerweise etwa 1–3 µm. Es kaschiert kleine Fehler und liefert eine gleichmäßige Farbe, macht eine raue Oberfläche aber nicht glatt.
Lässt sich Ra auf einer gekrümmten Fläche messen?
Mit der richtigen Vorrichtung und einem kufenlosen Taster ist es möglich, aber nicht so einfach wie auf einer ebenen Fläche. Wo der Wert auf einer gekrümmten oder unterbrochenen Fläche zählt, sollte das Messverfahren vor dem Erstmuster vereinbart werden.