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PWT/VEQ, Oberflächenmesstechnik, Hercke, 05.11.2004 1
Wichtige Normen der Oberflächenmesstechnik
Normen Oberflächenmesstechnik
• DIN EN ISO 3274: Nenneigenschaften von Tastschnittgeräten
• DIN EN ISO 4287: Benennungen, Definitionen und Kenngrößen der Oberflächenbeschaffenheit
• DIN EN ISO 4288: Regeln und Verfahren für die Beurteilung der Oberflächenbeschaffenheit
• DIN EN ISO 11562: Meßtechnische Eigenschaften von phasenkorrekten Filtern
• DIN EN ISO 13565: Oberflächen mit plateauartigen funktionsrelevanten Eigenschaften
• VDA 2005: Angabe der Oberflächenbeschaffenheit
• VDA 2006: Regeln und Verfahren zur Beurteilung der Oberflächenbeschaffenheit
• VDA 2007: Definitionen und Kenngrößen der dominanten Welligkeit
• MBN 31007: Oberflächenbeschaffenheit / GestaltabweichungenBegriffe, Kenngrößen und Zeichnungsangaben
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Besonderheit
Normen Oberflächenmesstechnik
DIN EN ISO Normen konnten nicht unverändert übernommen werden
⇒ darum Erstellung der VDA-Empfehlungen 2005 und 2006 mit folgenden Zielen:
1) Gewährleistung der Vergleichbarkeit der Meßergebnisse (früher/heute und altes/neues Meßgerät)
• damit Vermeidung von: - Zeichnungsänderungen - Meßgeräteumrüstungen -und Neubeschaffungen - Fertigungskorrekturen aufgrund von Fehlmessungen - realen Qualitätseinbußen aufgrund eines vorgetäuschten, fehlgemessenen Oberflächenzustands
2) Nutzung der normativen Weiterentwicklung, der systematischen Ansätze und der besseren Auswertemethoden der neuen Oberflächennormen
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Kritische Inhalte: λs Filter
Normen Oberflächenmesstechnik
λs - Filter für kurze Profilwellenlängen, angegeben als Verhältnis λc/λs (DIN EN ISO 3274)
Auswirkung: Eliminierung kurzer Wellen im Signalverlauf und Verfälschung desMeßergebnis‘, die Werte aller Kenngrößen verändern sich
Beispiel: Zylinderlaufbahn, freigelegt1) ohne λs - Filter
2) mit λs - Filter
-15
-10
-5
0
Pt Rz Rmax Ra Rk Rpk Rvk
Kennwerte
%
Silitec, fluid.Silitec, mech.TrennflächeGestrahlt
Abweichungen: Kennwerte mit λs(Auswertung ohne λs entspricht 0%)
Korrektur: λs - Filter ist nicht zugelassen (VDA 2006)
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Kritische Inhalte: Entfall Rmax
Normen Oberflächenmesstechnik
Die wichtige Kenngröße Rmax ist nicht mehr definiert.Auswirkung: - keine genormte Kenngröße zur Beschreibung von Kerbwirkung, Rißbildung, Kratzern, Poren
- Qualitätsverlust?- Zeichnungsänderungen
Beispiel: Poreneinfluß auf Rmax
Rmax 3.84 µm
Rz 1.89 µm
Ra 0.18 µm
Rmax 6.54 µm
Rz 2.44 µm
Ra 0.19 µm
Darstellung von 2 Profilen, die sich nur durch die Pore (funktionsschädlich) unterscheiden, nur Rmax reagiert deutlich, die anderen Kenngrößen nur unwesentlich
Korrektur: Rmax ist wieder neu definiert (VDA 2006)
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Kritische Inhalte: Tastspitze
Normen Oberflächenmesstechnik
Die Festlegung des Standardkegelwinkels auf 60° ist ungeeignet und führt zu deutlich geringerer Tasterstandzeit. Bei den Oberflächen im Automobilbau ist keine signifikante Verbesserung der Oberflächenabbildung erkennbar.Auswirkung: - hohe Kosten bei der Beschaffung neuer Taster
Korrektur: der Standardkegelwinkel beträgt 90° (VDA 2006)
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Kritische Inhalte: 16 % Regel
Normen Oberflächenmesstechnik
Die 16% Regel wird für den Vergleich der gemessenen Werte mit den Toleranz-grenzen herangezogen. Sie besagt, daß eine Oberfläche dann angenommen wird, wenn nicht mehr als 16% aller gemessenen Werte der gewählten Kenngröße den Toleranzwert überschreiten. Sie gilt immer dann, wenn die Kenngröße nicht den Zusatz "max" enthält. (Standard)Auswirkung: - Wiederholmessungen (bis zu 25x) !
- Verlängerung der Meßzeit- Konstrukteure verstehen ihre Toleranzgrenzen als absolut- Toleranzaufweichung- jede Kenngröße müßte den Zusatz "max“ erhalten (z.B.
Rzmax, Ramax, Rmaxmax?) ⇒ Zeichnungsänderungen
Korrektur: Die 16% Regel wird nicht angewendet, es gilt generell die Höchstwertregel, ohne das Kürzel „max“ (VDA 2006)
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Kritische Inhalte: Zeichnungseintragung
Normen Oberflächenmesstechnik
Angabe von Mess- und Auswertebedingungen unter dem Rauheitssymbol in der Zeichnungseintragung (positiv). Kritisch ist die Reihenfolge und die Symbolik der Eintragungen.Auswirkung: - nach dem Symbol für die Kenngröße wird der Grenzwert erwartet
⇒ Verwechslungsgefahr!- unlogisch (siehe Meßstreckenangabe bei Pt)- keine Akzeptanz
ZeichnungseintragungenDIN EN ISO 1302 (nach VDA nicht zugelassen)
Korrektur: “X“ 0,8 x 8 / Rz 3,3 (VDA 2006)
“X“ 0,8 / Rz8 3,3
Art desFilters
Länge einer Einzel-meßstrecke (Cut Off)
Oberflächenkenngröße
Profil Kenngröße
Meßstrecke Grenzwert
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Grundsätze, Bezeichnungen
Normen Oberflächenmesstechnik
- Alle Oberflächenkenngrößen können jeweils an allen Profilarten ermittelt werden- Im Regelfall werden die Oberflächenkenngrößen pro Einzelmeßstrecke definiert. (Ausnahmen sind Rt, Wt und Kenngrößen aus der Abbottkurve.)- Ein Grundsatz der besteht darin, daß jede über die Einzelmeßstrecke definierte Kenngröße in der Gesamtberechnung über die Anzahl der definierten Einzelmeßstrecken gemittelt wird. (Ausnahme: Rmax)- Kenngrößen sollen nur über ihre Kürzel und nicht über ihre Benennung unterschieden werden (Nationales Vorwort DIN EN ISO 4287)- Alle Kürzel werden nicht mehr tiefergestellt (früher Rz, heute Rz)- Ra steht unter der „Wurzel“
Bezeichnung Kürzel neu Kürzel alt
Einzelmeßstrecke lp, lr, lw le Meßstrecke ln lmTaststrecke - ltCut Off λc λcMaterialanteil Rmr tpi
Pmr tpaWmr -
Referenzschnittlinie c0 crefdes Materialanteils
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Übersicht: Inhalte und Korrekturen
Normen Oberflächenmesstechnik
Norm Wesentliche Inhalte Wichtige Veränderungen durch die VDA 2006
DIN EN ISO 1302 Zeichnungseintragungen wird vollständig ersetzt durch VDA 2005
DIN EN ISO 3274 Definition der Profilbezeichnungen Verbot des Filters für kurze Wellenlängen lsDefinitionen zum Tastschnittgerät, Komponenten, Eigenschaften, Standardwerte der Tastspitzengeometrieschematische DarstellungenTastspitzengeometrie NennwerteAnhang: Anmerkungen zu 2RC-Filter, Kufentaster,Einflußgrößen auf die Wiedergabetreue von Meßgeräten
DIN EN ISO 4287 Übertragungscharakteristik für das Rauheits- und Welligkeitsprofil Übertragungscharakteristik ohne Filter für kurze Wellenlängen lsKoordinatensystem für Oberflächenmessungen Anmerkung zu Rz und RmaxDefinition der Profilarten (Primär-, Rauheits- und Welligkeitsprofil)BegriffsdefinitionenDefinition der Oberflächenkenngrößen (konkret)
DIN EN ISO 4288 Kenngrößenermittlung gesamt Definition von RmaxVergleich der Meßwerte mit Toleranzgrenzen Festschreibung der Höchstwertregel ohne Index "max"Meßortauswahl 16 % - Regel wird nicht angewendetAuswahl der Filter- und Meßstreckenlänge
DIN EN ISO 11562 Definitionen der Begriffe und meßtechnischen Merkmale von Filtern wird vollständig übernommenGewichtsfunktion und Übertragungscharakteristik von Filtern
DIN EN ISO 12085 Motif - Kenngrößen der französischen Norm wird nicht angewendet
DIN EN ISO 13565 Teil 1: Definition des Filterverfahrens mit Riefenunterdrückung wird vollständig übernommen zur Ermittlung der Rk-Kenngrößen
Teil 2: Definition der Kenngrößen: Rk, Rpk, Rvk, Mr1, Mr2 wird vollständig übernommen
Teil 3: Definition von Material-Wahrscheinlichkeitsdichtekurve und wird nicht angewendet daraus abgeleitete Parameter
PWT/VEQ, Oberflächenmesstechnik, Hercke, 05.11.2004 10
Kostenanalyse (Quelle: VDA)
Normen Oberflächenmesstechnik
T€
VDA-Erstellung:256 T€
Einführung ISO Normen:27.635 T€
PWT/VEQ, Oberflächenmesstechnik, Hercke, 05.11.2004 11
Anwendung der Normen
Normen Oberflächenmesstechnik
MBN 31007
VDA-Empfehlungen:
VDA 2005VDA 2006 (mit DIN EN ISO)VDA 2007
DIN EN ISO nur mit VDA 2006:
DIN EN ISO 3274DIN EN ISO 4287DIN EN ISO 4288
DIN EN ISO allein gültig:
DIN EN ISO 11562DIN EN ISO 13565 (1,2)
DIN EN ISO nicht anzuwenden:
DIN EN ISO 1302 (dafür VDA 2005)DIN EN ISO 12085DIN EN ISO 13565 (3)
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MBN 31007
Normen Oberflächenmesstechnik
Die MBN 31007 - ist für das Fahrzeuggeschäft Mercedes-Benz die Basis Grundlage für Normen der Oberflächenbeschaffenheit. (Teil 0)
- ist Bindeglied zu den internationalen Normen und VDA Empfehlungen (Teil 0)
- listet die Kenngrößen für die Technische Produktdokumentation auf (Teil 0)
- gibt Hinweise zur Prüfpraxis (Teil 5)
- definiert interne Oberflächenkenngrößen (Teil 4,6,7...)
- steht im Datenfeld „Oberflächenangaben“ des Zeichnungsschriftfeldes
PWT/VEQ, Oberflächenmesstechnik, Hercke, 05.11.2004 13
„Beanstandungen“ aus den Meßräumen
Normen Oberflächenmesstechnik
- im Zeichnungsschriftfeld steht ISO1302 (auch bei neuen Zeichnungen)
- z.B. Rz 16 auf einer 2 mm großen Fläche
- Rzmax
- häufige Angabe von Ra
- Motif Kenngrößen !
- Nicht - Übereinstimmung der konkreten Rauheitsbemaßung und der Sammelangaben neben dem Schriftfeld