Rauheits-Umrechner: Ra, Rz und Rauheitsklassen

Mittenrauwert, Rautiefe, N-Klassen und Mikrozoll ineinander umrechnen — mit der Profilform, die das Verhältnis Rz/Ra bestimmt.

Oberflächenangabe

Ein Feld ändern — die übrigen werden nachgeführt.

Ergebnis

Rautiefe Rz, typischer Wert
–
Rauheitsklasse
–
Ra in Mikrozoll
–
US-Zeichnungsangabe

Womit sich das fertigen lässt

Verfahren, deren übliche Spanne den eingestellten Wert enthält.

Rauheitsklassen N1 bis N12

Rz-Spalte als Spanne für periodische bis stochastische Profile.

Klasse Ra (µm) Rz (µm) Ra (µin) wirtschaftliches Verfahren

Ra und Rz umrechnen: was geht und was nicht

Auf der Zeichnung steht Ra 1,6, im Prüfprotokoll Rz 6,3 und auf der alten Zeichnung daneben N7. Gemeint ist ungefähr dieselbe Oberfläche — nur beschreibt jede Angabe etwas anderes, und eine normierte Umrechnung zwischen ihnen existiert nicht. Was es gibt, ist ein Zusammenhang über die Form des Rauheitsprofils, und der ist genauer als die verbreitete Faustformel.

Was die beiden Kennwerte messen

  • Ra — arithmetischer Mittenrauwert. Der Mittelwert aller Abweichungen von der Mittellinie über die Messstrecke. Ein einzelner tiefer Kratzer geht darin fast unter, weil er über die ganze Strecke gemittelt wird.
  • Rz — gemittelte Rautiefe. Der Mittelwert der größten Höhendifferenz aus fünf Einzelmessstrecken. Derselbe Kratzer schlägt hier voll durch.

Deshalb reagieren die beiden Kennwerte unterschiedlich: Ra beschreibt den Grundcharakter einer Oberfläche, Rz ihre Ausreißer. Für Dichtflächen und Passsitze ist Rz das schärfere Kriterium, für Reibung und Optik eher Ra.

Warum das Verhältnis von der Profilform abhängt

Rechnet man beide Kennwerte für idealisierte Profile aus, kommt genau das heraus, was die Praxis zeigt:

Periodisches Profil (gedreht, gefräst, gehobelt) Dreieckriefen der Amplitude A: Ra = A/2, Rz = 2A → Rz / Ra ≈ 4 Stochastisches Profil (geschliffen, erodiert, gestrahlt, geläppt) normalverteilte Höhen mit σ: Ra ≈ 0,8 σ, Rz ≈ 5 σ → Rz / Ra ≈ 6 … 7 Ra = Mittenrauwert · Rz = gemittelte Rautiefe · σ = Standardabweichung der Profilhöhen

Ein und derselbe Ra-Wert bedeutet an einer geschliffenen Fläche also eine deutlich größere Rautiefe als an einer gedrehten. Wer pauschal mit Rz ≈ 4 · Ra rechnet, unterschätzt geschliffene Oberflächen um bis zu 70 %.

Rechenbeispiel: Ra 0,8 µm auf zwei Wegen gefertigt

Gedrehte Welle, Ra = 0,8 µm: Rz ≈ 4 · 0,8 = 3,2 µm

Geschliffene Welle, Ra = 0,8 µm: Rz ≈ 6,5 · 0,8 ≈ 5,2 µm

Beide erfüllen dieselbe Zeichnungsangabe N6. Für einen Radialwellendichtring, der eine Rautiefe von Rz 1 bis 4 µm verlangt, ist trotzdem nur die eine der beiden Flächen brauchbar — deshalb steht dort auf der Zeichnung Rz und nicht Ra.

Was die Rauheit kostet

Jede Halbierung des Rauheitswerts bedeutet in der Regel einen zusätzlichen Arbeitsgang. Bis Ra 3,2 µm reicht Schlichtfräsen oder -drehen, ab Ra 1,6 µm wird es eng, unter Ra 0,8 µm kommt Schleifen dazu, unter Ra 0,1 µm Honen oder Läppen. Eine ohne Not vorgeschriebene N5-Fläche verteuert das Teil deshalb spürbar, ohne dass die Funktion davon profitiert.

Häufige Fragen

Wie rechnet man Ra in Rz um?

Nicht exakt — es gibt keine genormte Umrechnung, weil beide Kennwerte verschiedene Eigenschaften des Profils messen. Als Erfahrungswert gilt Rz ≈ 4 · Ra bei periodischen Profilen aus Drehen und Fräsen und Rz ≈ 6 bis 7 · Ra bei stochastischen Profilen aus Schleifen, Erodieren oder Strahlen. Steht die Fertigungsart nicht fest, bleibt nur die Spanne Rz = 4 … 7 · Ra.

Was bedeutet N7 auf einer Zeichnung?

N7 ist eine Rauheitsklasse nach der abgelösten ISO 1302 und entspricht Ra = 1,6 µm. Die Klassen laufen von N1 (Ra 0,025 µm, poliert) bis N12 (Ra 50 µm, Rohteil), wobei sich der Wert von Stufe zu Stufe verdoppelt. Aktuelle Zeichnungen geben den Zahlenwert direkt an, die Klassen stehen aber weiter auf Altbestand und in vielen Werksnormen.

Welche Rauheit erreicht Drehen, Fräsen oder Schleifen?

Schruppdrehen und -fräsen liegen bei Ra 6,3 bis 25 µm, Schlichten bei 0,8 bis 6,3 µm, Reiben und Räumen bei 0,4 bis 3,2 µm, Schleifen bei 0,1 bis 1,6 µm, Honen und Feinschleifen bei 0,05 bis 0,4 µm, Läppen und Polieren darunter. Die Grenzen sind Erfahrungswerte und verschieben sich mit Werkstoff, Werkzeugzustand und Kühlung.

Was bedeutet die Angabe Ra 32 µin?

Mikrozoll, die auf US-Zeichnungen übliche Einheit. 1 µm entspricht 39,37 µin, also sind 32 µin rund 0,8 µm (Klasse N6), 63 µin rund 1,6 µm (N7) und 125 µin rund 3,2 µm (N8). Die Zahlenreihe wirkt krumm, weil sie aus der Umrechnung derselben metrischen Stufen stammt.

Was ist der Unterschied zwischen Rz und Rmax?

Rz ist der Mittelwert der Einzelrautiefen aus fünf Messstrecken, Rmax die größte davon. Rmax ist damit immer mindestens so groß wie Rz und wird gefordert, wenn ein einzelner Ausreißer die Funktion gefährdet — etwa bei Dichtflächen.

Welche Rauheit braucht eine O-Ring-Dichtfläche?

Für statische Dichtungen gilt üblicherweise Ra 1,6 µm (Rz ≈ 6,3), für dynamisch beanspruchte Gleitflächen Ra 0,4 µm (Rz ≈ 1,6) oder feiner. Wichtig ist zusätzlich die Profilform: eine geschliffene Fläche mit demselben Ra dichtet besser als eine gedrehte, weil die Drallrillen des Drehens eine Leckagebahn bilden. Deshalb wird für Dichtsitze häufig drallfreies Einstechschleifen gefordert.

Was bedeutet Rz 6,3 auf der Zeichnung?

Die gemittelte Rautiefe darf höchstens 6,3 µm betragen — gemessen als Mittelwert der fünf Einzelrautiefen über die Messstrecke. Das entspricht etwa Ra 1,6 µm, der Rauheitsklasse N7 und dem, was normales Feindrehen oder Fräsen erreicht. Steht statt Rz ein Ra-Wert, ist der arithmetische Mittenrauwert gemeint; beide beschreiben dieselbe Oberfläche, aber nicht ineinander umrechenbar exakt.

Wie wird Rauheit gemessen?

Mit einem Tastschnittgerät, das eine Diamantspitze über die Oberfläche zieht. Entscheidend ist der Cut-off λc, der Welligkeit von Rauheit trennt: 0,8 mm ist der Normalfall, 2,5 mm bei groben und 0,25 mm bei sehr feinen Oberflächen. Wird der falsche Cut-off gewählt, weichen die Werte um ein Vielfaches ab — zwei Messungen derselben Fläche sind nur mit gleichem λc vergleichbar.