RECHNEROBERFLÄCHE

Oberflächenrauheit-Rechner (Ra / Rz)

Berechnet die theoretische Oberflächenrauheit Ra und Rz aus Vorschub und Eckenradius — für Fräsen und Drehen nach DIN EN ISO 4287. Inklusive Ziel-Ra Rückrechnung und Ra↔Rz Konverter.

Eingabeparameter

mm/z
mm

Berechnete Ergebnisse

Ra (MITTENRAUWERT)

— µm

Rz (RAUTIEFE)

— µm

ISO N-KLASSE

—

Ziel-Modus: Ra → max. Vorschub & Eckenradius

NEU

Geben Sie die geforderte Oberflächenrauheit ein — der Rechner empfiehlt den maximalen Vorschub bei gegebenem rε und den mindest-Eckenradius bei gegebenem fz.

µm
mm
mm
MAX. VORSCHUB

— mm

MIND. ECKENRADIUS

— mm

ZIEL N-KLASSE

—

Ra ↔ Rz Konverter

NEU

Schnelle Umrechnung zwischen Ra und Rz. Wählen Sie die Eingangsgröße und den Umrechnungsfaktor (Standard: Rz = 4 × Ra nach DIN 4768).

ERGEBNIS

— µm

N-KLASSE

—

Nächster Schritt

Fräs-Schnittdaten optimieren Dreh-Schnittdaten Vorschub berechnen

Verwendete Formeln

Ra = f² / (32 × rε) [µm — theoretischer Mittenrauwert, DIN EN ISO 4287]
Rz = f² / (8 × rε) [µm — gemittelte Rautiefe, exakte Formel nach DIN 4768]
Vereinfacht: Rz ≈ 4 × Ra (Näherung für Standard-Schneidengeometrie)
f_max = √(Ra_Ziel × 32 × rε / 1000) [mm — max. Vorschub für Ziel-Ra]
rε_min = f² / (32 × Ra_Ziel / 1000) [mm — min. Eckenradius für Ziel-Ra]

N-Klassen Entscheidungsmatrix nach ISO 1302

NEU

Welche Rauheitsklasse für welche Anwendung? Die Tabelle zeigt typische Einsatzbereiche, empfohlene Bearbeitungsverfahren und relative Fertigungskosten.

N-Klasse Ra (µm) Rz (µm) Verfahren Typische Anwendung Kosten
N10,0250,1Läppen, PolierenOptik, Dichtflächen⬛⬛⬛⬛⬛
N20,050,2Honen, SuperfinishHydraulikkolben⬛⬛⬛⬛⬜
N30,10,4Schleifen, ReibenPassungen, Wälzlager⬛⬛⬛⬛⬜
N40,20,8FeinschlichtenGleitlager, Zahnräder⬛⬛⬛⬜⬜
N50,41,6SchlichtenPassungsflächen⬛⬛⬛⬜⬜
N60,83,2FeinbearbeitungAllgemeine Funktionsflächen⬛⬛⬜⬜⬜
N71,66,3Standard-SchlichtenSichtflächen⬛⬛⬜⬜⬜
N83,212,5Normale BearbeitungNicht-Funktionsflächen⬛⬜⬜⬜⬜
N96,325SchruppenRohteile⬛⬜⬜⬜⬜
N1012,550GrobbearbeitungAufmaßflächen⬛⬜⬜⬜⬜

Oberflächenrauheit in der CNC-Fertigung

Die Oberflächenrauheit ist ein kritisches Qualitätsmerkmal in der CNC-Zerspanung. Sie beschreibt die mikrogeometrische Gestalt einer Oberfläche und wird nach DIN EN ISO 4287 und DIN EN ISO 1302 klassifiziert. Der Mittenrauwert Ra ist der international gebräuchlichste Kennwert, während die gemittelte Rautiefe Rz in der deutschen Fertigungspraxis als aussagekräftiger gilt — besonders bei Dichtflächen und Gleitlagern.

Die theoretische Rauheit hängt primär vom Vorschub (fz/f) und dem Eckenradius (rε) des Werkzeugs ab. Ein größerer Eckenradius oder kleinerer Vorschub verbessern die Oberfläche — allerdings steigt mit sinkendem fz die Gefahr von Aufbauschneiden (besonders bei Aluminium) und Reibungswärme. Der optimale Kompromiss zwischen Oberflächengüte und Produktivität ergibt sich aus der Schnittdatenberechnung.

In der Praxis liegt die gemessene Rauheit 20–50 % über dem theoretischen Wert. Faktoren wie Werkzeugverschleiß, Maschinensteifigkeit und Werkstoffeigenschaften haben erheblichen Einfluss. Für Funktionsflächen mit hohen Anforderungen (Ra ≤ 0,4 µm) sind oft Nachbearbeitungsschritte wie Schleifen oder Honen erforderlich.

Hinweise

  • Theoretische Werte: Die berechneten Ra/Rz-Werte sind idealisiert. In der Praxis kommen Aufbauschneiden, Rattern und Werkzeugverschleiß als Faktoren hinzu.
  • Fräsen: Der Vorschub pro Zahn fz ist entscheidend, nicht der Tischvorschub vf.
  • Drehen: Verwenden Sie den Vorschub pro Umdrehung f. Bei Verwendung eines Plattenwenders ist rε der Eckenradius der Wendeschneidplatte.
  • Normen: DIN EN ISO 4287 (Geometrische Produktspezifikation — Oberflächenbeschaffenheit), DIN EN ISO 1302 (Oberflächenangaben in technischen Zeichnungen).
  • Praxistipp: Für eine Ziel-Rauheit Ra≤0.8 µm bei rε=0.8 mm: fz ≤ 0.14 mm/z (Fräsen) bzw. f ≤ 0.14 mm/U (Drehen).
  • Datenquellen: Tabellenbuch Metall (Europa-Verlag, 49. Aufl.), DIN EN ISO 4287:2010, DIN EN ISO 1302:2002, DIN 4768 (Rz-Formel).

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Unterschied zwischen Ra und Rz?
Ra (Mittenrauwert) ist der arithmetische Mittelwert der Profilabweichungen über die Messstrecke — er glättet Ausreißer und eignet sich für statistische Vergleiche. Rz (gemittelte Rautiefe) ist der Mittelwert der 5 Einzelrautiefen und reagiert empfindlicher auf einzelne Spitzen/Riefen. In der Praxis gilt die Faustregel: Rz ≈ 4 × Ra (nach DIN 4768). Für Dichtflächen ist Rz aussagekräftiger, für Serienfertigung Ra.
Wie wählt man die richtige N-Klasse nach ISO 1302?
Die ISO 1302 N-Klassen (N1–N12) definieren standardisierte Rauheitsbereiche. Die Wahl hängt von der Funktion ab:
  • N1–N3: Polieren, Läppen — Dichtflächen, Optik
  • N4–N5: Schleifen, Reiben — Passungsflächen, Gleitlager
  • N6–N7: Feindrehen, Schlichten — Allgemeine Funktionsflächen
  • N8–N10: Normalbearbeitung — Nicht-Funktionsflächen
Höhere Anforderungen (niedrigere N-Klasse) bedeuten überproportional höhere Fertigungskosten.
Warum weicht die gemessene Rauheit von der Berechnung ab?
Die theoretische Rauheit nach Ra = f² / (32 × rε) beschreibt den idealen kinematischen Anteil. In der Praxis kommen weitere Faktoren hinzu:
  • Aufbauschneiden: Materialablagerungen an der Schneide (besonders bei Alu)
  • Ratterschwingungen: Instabile Bearbeitungsprozesse
  • Werkzeugverschleiß: Abgerundete Schneidkante verschlechtert Ra
  • Werkstoff: Inhomogenitäten, Einschlüsse
Typisch ist die gemessene Rauheit 20–50 % schlechter als der theoretische Wert.