「表面粗さはどの時点でうねりになるのですか？」という質問を受けることがあります。結論から申し上げますとこれに答えるのはほぼ不可能です。
粗さの概念からうねりの概念への変化は、ワークのサイズに依存することがよくあります。
たとえば、機械のスピンドルでは粗さとみなされる不規則な間隔は、時計の指針ではうねりとしてみなされます。 時計の針上の 1 つの波長は曲率とみなされる可能性がありますが、より長いシャフト上の多数の波長はうねりとして受け入れられる場合があります。
粗さ、うねり、形状は性能要因にも関係しますので、その原因に応じて分けた方が良いと考えられます。そこで、表面粗さ、うねり、形状は次のように定義できます。
表面粗さまたは粗さとは何ですか?
表面粗さまたは粗さ は製造プロセスに固有の不規則性として定義されます (例: 切削工具や砥粒)。 表面粗さは、実際の表面の法線ベクトルの理想的な形状からの偏差によって定量化されます。 これらの偏差が大きい場合、表面は粗くなっています。 小さい場合、表面は滑らかです。
携帯型表面粗さ計サートロニックDuo（デュオ）
うねりとは何ですか？
うねりとは、複数の凹凸の表面性状が重なったものです。 振動、びびり、材料の加工たわみやひずみが原因である可能性があります。また、うねりがどこで止まるかを正確に指定することも不可能であり、形状は部品の一般的な形状の一部になりますが、同じ基準を使用して次のように言えます。
形状とは何ですか?
形状とは、粗さやうねりによる変化を無視した、表面の一般的な形状です。
したがって、これらの区別は定量的ではなく定性的なものですが、このように定義することは十分に確立されており、機能的に適切であるため、非常に重要です。 表面の粗さは機械によるものではなく、プロセスによる製造方法によってのみ発生します。 工具や砥石自体によって跡が残る場合があります。これらは、一部のプロセスでは周期的な性質を持ち、他のプロセスではよりランダムになります。
また、機械加工中の部品の引き裂き、エッジの破片の蓄積、工具先端の小さな傷によって形成される微細な構造もあります。 ただし、うねりの原因は、個々の機械、砥石車のアンバランス、親ねじの不正確さ、剛性不足などが考えられます。
形状エラーは、多くの場合、部品が十分にしっかりと保持されていないこと、摺動面が真っ直ぐではないこと、またはプロセス中に発生する熱によって表面が曲がることによって発生します。
これら 3 つの特性は決して単独で見つかるものではないことを強調しておく必要があります。 ほとんどの表面は、表面の粗さ、うねり、形状の効果が組み合わさった状態です。
表面粗さの測定方法
個々の表面粗さの凹凸は肉眼では確認できないほど小さいため、表面粗さ測定機が必要です。 小さなスタイラスが、設定された距離を一定の速度で表面上に描画されます。 電気信号が取得されて増幅され、垂直方向の倍率が大幅に拡大されます。
この信号は、表面性状または表面粗さを特徴付ける数値とともに、グラフと画面出力の両方に表示されます。 サートロニック Duo(デュオ) II 表面粗さ測定機を使用した表面粗さ測定のビデオをご覧ください。
表面粗さ測定の ISO 標準は、半径 2μm の球形先端を備えた 60° または 90° の円錐形スタイラスです。 ただし、これは非常に繊細なスタイラスであり、それを最大限に活用するには優れた機械的特性を備えた機器が必要です。
表面粗さパラメータとは何ですか?
結果をスクロールできます。 設定を使用して、視認性を高める大きな文字モードを選択したり、画面ごとに 5 つの測定パラメータを表示するモードを選択したりできます。 Ra、Rz、Rp、Rv、Rtなどの表面粗さ測定パラメータ。
Rp：プロファイルピークの最大高さ
Rv: プロファイル谷の最大深さ
Rz：プロファイルの最大高さ
Ra：算術平均偏差
その他のパラメータ: Rsk、Rku、Rq、Rz1max
デバイスは、スタイラスを保護するためにドッキングして収納できます。 Surtronic Duo(デュオ)は、作業現場や製造エリアに正確な表面測定結果をもたらします。 ポータブルデバイスであり、オペレーターのトレーニングを必要とせず、直感的に使用できます。
表面粗さの用途は何ですか?
多くの用途では、表面粗さは機能と密接に関係しており、たとえば 2つの表面が互いに密接に接触している場合、その粗さはシール特性や摩耗特性に影響します。 これは、「スムーズであればあるほど良い」ということを示唆しているかもしれませんが、他の要因が関係している可能性があるため、これが常に正しいとは限りません。
潤滑が関係する場合、油を保持するには粗さの谷（油溜まり）が必要であることがわかっています。 また、経済的な側面も考慮する必要があります。非常に滑らかな表面を作成するには多額の費用がかかり、この作業にかかる費用は、大きなパフォーマンスが得られずにコストが大幅に増加する可能性があります。
相対運動する 2 つの表面 (シャフトとそのベアリングなど) が適切に潤滑されていても、ある程度の摩耗は発生します。 表面が粗い場合でも、頂点が磨耗するとすぐに滑らかになります。 これにより金属が除去されるため、最初から最適な仕上げであった場合よりも、2つの部品のフィット感がより早く変化します。 一方、クランプ装置や「締まりばめ」を備えたピンなどの一部の部品は、その機能が摩擦に依存しています。
表面粗さが性能に影響を与える可能性があるもう 1つの用途は、作動油の漏れを防ぐリップ シールの使用です。 仕上げが滑らかすぎると、シャフトとシールの間に流体膜を維持することが困難になります。 仕上げが粗すぎると摩耗が発生し、それによる故障が発生する可能性があります。 機械加工後にコンポーネントに残ったテクスチャーを検査すると、多くの場合、工具の欠陥、誤った工具設定、または誤った工具速度と送りが明らかになります。
表面の外観はある程度重要な場合があります。 たとえば、自動車のボディに使用される鋼板は、均一な外観で塗料が表面に接着できる仕上げが必要です。 ガラス表面にペイントを試みたことがある人なら誰でも、しっかりと接着した仕上がりを得るのが難しいことを理解するでしょう。 制御が必要なコンポーネントは金属部品だけではありません。 紙とプラスチック部品の両方に同じ程度の再現性が必要です。
表面粗さ測定機の製品群にはどのようなものがありますか？
関連記事：