Rundheit

Rundheit ist die Abweichung eines Kreismerkmals von der idealen geometrischen Kreisform, gemessen als radialer Abstand zwischen der tatsächlichen Oberfläche und dem idealen Kreis, der am besten passt. In der Fertigung kontrolliert die Rundheitstoleranz, wie viel eine Welle, eine Bohrung oder ein anderes zylindrisches Bauteil schwingen darf, wenn es um seine Achse rotiert. Sie unterscheidet sich von der Auslauffixierung, die sowohl radiale als auch axiale Abweichungen umfasst, und von der Konzentrizität, die sich auf die Beziehung zwischen zwei Achsen bezieht.

Die Standardmethode zur Messung der Rundheit ist die Polarkoordinatenanalyse. Eine Präzisionsspindel dreht das Bauteil, während eine Tastspitze oder ein berührungsloser Sensor die Oberfläche abtastet; eine Software zeichnet das Profil als Punktewolke auf und passt den besten Kreis durch diese Punkte, dann berechnet sie die maximale radiale Abweichung. Dies wird als Gesamtauslauffixierung (TIR) in radialer Richtung bezeichnet, und das Ergebnis wird in Mikrometern oder Zehntausendstel Zoll angegeben. Eine typische Lagersenkung könnte eine Rundheitstoleranz von 0,005 mm oder enger halten.

Rundheitsfehler entstehen durch mehrere Ursachen: Spindelauslauffixierung und Spannfutterversleißung während des Zerspanvorgangs selbst; thermisches Wachstum oder Verformung des Werkstücks oder der Maschine während der Bearbeitung; Vibration und Rattern, besonders bei hohen Spindeldrehzahlen oder schlecht abgestütztem Werkzeug; und Restspannungen, die dazu führen, dass das Bauteil nach dem Verlassen der Maschine seine Form ändert. Schleifen und Honen sind die primären Fertigungsprozesse, um enge Rundheit zu erreichen, da sie geringe Schnittkräfte und minimale Wärmeerzeugung erzeugen.

Rundheitsfehler sind nicht zufällig. Bauteile entwickeln oft Lappung, eine periodische Abweichung um den Umfang, üblicherweise in Drei-, Vier- oder Sechslappenmuster je nach Spinnlagerverschleiß oder ungleichmäßigem Werkzeugdruck. Dies unterscheidet sich von allgemeinem Formfehler, der eine glatte Ausbuchtung oder Glockenform über den gesamten Durchmesser ist. Beide werden unter dem gleichen Geometrietoleranz-Symbol nach ISO 1101, dem Kreis mit Fadenkreuz, kontrolliert, aber ihre Grundursachen und Lösungen sind unterschiedlich.

Rundheit ist überall dort kritisch, wo eine Oberfläche rotiert, mit einem Wälzlager zusammenpasst oder gegen Druck dichtet. Kolbenbolzen, Kurbelwellenstifte und Pumpensenkungen erfordern Rundheit im Bereich von 0,002 bis 0,010 mm je nach Anwendungsdrehzahl und Last. Schlechte Rundheit verursacht Vibration, beschleunigten Lagerverschleiß, erhöhte Reibung und bei Dichtungen Undichtheit. Umgekehrt führt das Festlegen von Rundheit straffer als die Montage erfordert zu Kosten ohne Nutzen; es ist eine der am häufigsten übertoleriert Maßnahmen bei manuellen und älteren Zeichnungen.