Toleranzen & Oberflächengüte
Welche Oberflächenrauheit ist beim CNC-Fräsen üblich?
Beim CNC-Fräsen liegt die erreichbare Rauheit üblicherweise zwischen Ra 0,8 und 3,2 µm. Ra 3,2 µm ist die Standardqualität ohne Zusatzaufwand, Ra 1,6 µm braucht einen sauberen Schlichtgang, Ra 0,8 µm ein Feinschlichten mit scharfem Werkzeug. Werte unter Ra 0,4 µm sind in der Regel Sache von Schleifen, Honen oder Polieren.
Übliche Ra-Werte und ihr Aufwand
| Ra | frühere Klasse | typische Erzeugung |
|---|---|---|
| 6,3 µm | N9 | Schruppen, unkritische Flächen |
| 3,2 µm | N8 | Standard aus dem Fräsprozess |
| 1,6 µm | N7 | sauberer Schlichtgang |
| 0,8 µm | N6 | Feinschlichten, scharfes Werkzeug |
| 0,4 µm und feiner | N5 und feiner | meist Schleifen, Honen, Polieren |
Die Klassen N5 bis N9 stammen aus der früheren ISO 1302 und stehen auf älteren Zeichnungen noch neben oder anstelle des Ra-Werts. Die seit Dezember 2021 maßgebliche Normenreihe ISO 21920 kennt sie nicht mehr; sie verlangt den Kennwert mit Grenzwert direkt in der Oberflächenangabe.
Was die Rauheit beim Fräsen bestimmt
Die theoretische Rauheit folgt der Geometrie, die das Werkzeug hinterlässt. Beim Kugelfräser bleibt zwischen zwei Bahnen eine Restkuppe stehen, deren Höhe sich näherungsweise aus der Zeilenbreite und dem Fräserradius ergibt: halbierte Zeilenbreite senkt die Kuppenhöhe auf etwa ein Viertel. Beim Planfräsen wirken analog Vorschub je Zahn und Eckenradius der Wendeschneidplatte.
In der Praxis kommen Störgrößen dazu, die oft mehr ausmachen als die Rechnung:
- Werkzeugverschleiß und Aufbauschneiden
- Rattern durch lange Auskragung, schwache Spannung oder dünne Wände
- Rundlauffehler von Spannzange und Aufnahme
- Späne, die im Schnitt mitgeschleppt werden
Werkstoff und Angabe auf der Zeichnung
Der Werkstoff verschiebt das Erreichbare deutlich. Aluminium lässt sich mit hohen Schnittgeschwindigkeiten und scharfen, polierten Schneiden sehr glatt fräsen. Austenitische Edelstähle neigen zum Kleben und zur Aufbauschneide, was Flächen fleckig und rau macht; hier helfen ausreichende Schnittgeschwindigkeit, konstanter Vorschub und Gleichlauffräsen.
Für die Zeichnung gilt: Rauheit nur dort angeben, wo sie eine Funktion hat — Dicht-, Gleit- und Klebeflächen. Eine pauschale Forderung Ra 0,8 µm über das ganze Bauteil erzeugt Aufwand ohne Nutzen. Sinnvoll ist außerdem, das Messverfahren und den Bezug mitzudenken, denn gefräste Flächen sind richtungsabhängig: quer zur Bearbeitungsspur gemessen fallen die Werte höher aus als längs.
Das Wichtigste in Kürze
- Übliche Fräsqualität liegt zwischen Ra 3,2 und 0,8 µm.
- Ra 3,2 µm ist Standard, jede Stufe feiner kostet zusätzliche Schlichtgänge.
- Unter Ra 0,4 µm sind meist Schleifen, Honen oder Polieren nötig.
- Rauheit nur an Funktionsflächen fordern, nicht pauschal für das ganze Teil.
Weitere Fragen dazu
Warum wird meine Fläche trotz Schlichtgang nicht glatter?
Meist liegt es nicht am Vorschub, sondern an Schwingungen, Werkzeugverschleiß oder Rundlauffehlern der Aufnahme. Auch eine zu geringe Schnitttiefe im Schlichtschnitt schadet, weil die Schneide dann drückt statt schneidet und die verfestigte Randzone nicht abträgt.
Gilt eine geforderte Rauheit vor oder nach dem Beschichten?
In der Regel gilt sie für den fertigen Zustand nach allen Bearbeitungs- und Beschichtungsschritten. Dünne Schichten bilden das darunterliegende Profil weitgehend ab, dickere können es glätten oder aufrauen. Soll die Rauheit stattdessen am unbeschichteten Teil geprüft werden, gehört das ausdrücklich auf die Zeichnung.
Wie hängt Rauheit mit der Maßtoleranz zusammen?
Sie sind unabhängig voneinander, beeinflussen sich aber praktisch. Ein sehr enges Toleranzfeld lässt sich schlecht mit einer groben Oberfläche einhalten, weil die Rauheitsspitzen selbst schon einen Teil des Feldes ausfüllen. Als Orientierung sollte die Rautiefe deutlich kleiner sein als die Toleranz.
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