Mitsuriでの受発注の最新の傾向や統計、サービス最新情報を毎月メールにてお届けします。
WEB上での新規取引のコツや活用方法など役に立つ情報も配信しています！
2024-09-10
更新
%20(1).png)
志民 直人
技術営業、カスタマーサクセス
切削加工歴29年の1級機械加工技能士(精密器具製作/フライス盤/数値制御フライス盤)。金型・部品加工経験を持ち、CAD・CAMや各種工作機械に精通。設計からカスタマーサービスまで幅広く対応。製造現場改善や治具設計も得意。趣味は日曜大工、ゲーム。
今回は表面粗さの基礎知識について解説します。
表面粗さとは、加工したワークの表面の粗さを数値や記号で表したものです。表面粗さの値により、光沢や手触りだけでなく、摩擦力や密着性などにも影響が出てきます。そのため表面粗さは、製品の機能性を評価する上でも重要な要素となります。
表面粗さとは、加工したワークの表面の粗さを評価するための指標です。
加工したワークの表面は間隔の異なる起伏があります。この起伏が大きいものを「うねり」と呼び、微小なものは「表面粗さ」と呼びます。
表面粗さは、専用の測定機器を用いて断面曲線のデータを取得します。断面曲線から、凹凸の大きさ（波長）で分離し、大きな波長をうねり曲線、小さな波長を粗さ曲線として評価します。うねりと粗さの分離は、【JIS B 0633】の規格で定められた基準長さ（カットオフ値）を用います。
表面粗さは、製品同士が接触するときなどの、摩擦力や気密性に影響を及ぼします。例えば軸と軸受けは、部品の表面粗さにより、接触面の摩擦力に違いが出てきます。金型と成形品のはがしやすさにおいても、表面粗さにより違いがあります。
また、製品の表面粗さが小さいものほど光沢が出るようになるなど、製品の品質にも影響が出てきます。
これらのように表面粗さは、機能性や品質の評価を行うための値として多く利用されています。
表面粗さのパラメータは、主に算術平均粗さのRaと、最大高さ粗さのRzが用いられています。
Raは、【JIS B 0601：2013】で「算術平均粗さ」と呼ばれる、高さ方向のパラメータを表します。【ISO 25178】では、Saと表記されています。
粗さ曲線とその平均値の直線で囲まれる面積を、長方形に平滑化したときの高さで平均化した値を取るため、全体的な面の評価に採用されています。
算術平均粗さは、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さLだけを抜き取り、抜き取り部分の平均線の方向にx軸を、縦倍率の方向にy軸を取り、粗さ曲線をy=f(x)で表したとき、上図の式により求められた値を、μmの単位で表したものが算術平均粗さになります。
Rzは、【JIS B 0601：2013】で「最大高さ粗さ」と呼ばれる、高さ方向のパラメータで、粗さ曲線の最大値と最小値の差をμmの単位で表したもののことです。【ISO 25178】では、Szと表記されています。
最大高さ粗さは、測定の仕組み上、高い山と低い谷のある箇所だと、最大高さ粗さの値が大きくなるため、部分的なキズなどのチェックに採用されています。
Rzは、2001年よりも前のJIS規格だと「十点平均粗さ」という別のパラメータを表していたので、図面に表記されていた場合は、間違いのないよう注意して見る必要があります。また、最大高さ粗さは、旧JIS規格の場合、RmaxやRyといったパラメータで表記されていました。
表面粗さの測定方法は、大きく分けて「接触式」と「非接触式」があります。
接触式は、先端の大きさが半径数μm程度のダイヤモンド製触針（スタイラス）でワークの表面をなぞり、断面形状のデータを測定します。接触式は、従来から主流となる表面粗さの測定方法で、技術の蓄積も豊富にあります。
接触式の主な特徴は以下の通りです。
非接触式は、触針の代わりに光などを使って表面粗さを測定する方式です。共焦点方式や白色干渉方式など、原理の違いにより、さまざまな測定方式があります。
非接触式は二次元の表面粗さだけでなく、三次元の表面形状の測定に対応したものが多数あります。その場合は、高さ・平面度・平面プロファイルなどのさまざまな測定が可能です。
非接触式の主な特徴は以下の通りです。
表面粗さは、JIS規格に基づいて記号を図示します。表面粗さの記号は、上図のように▽記号から2度の改定がされました。しかし現在でも旧JIS規格の記号を用いているケースが多く、それぞれの記号について理解しておく必要があります。
新旧JIS規格の比較については以下の表を参考にしてみてください。
上表を見ると分かるように、▽の数が多いほど表面粗さが滑らかであることを意味しています。表面粗さの滑らかさによって、適用例や加工方法にも違いがあります。
▽記号ではない旧JISの表記と新JISの表記の違いは以下の通りです。
上図のa～gは、必要に応じて数値や記号を記入するため、全ての箇所を記入しなければならないというわけではありません。
表面粗さ記号は、上図のように加工方法や節目方向を指定できます。節目方向とは、加工でできる筋の方向を意味します。
主な加工記号の例は以下の表の通りです。
上記で挙げたもの以外にも、多くの加工方法の記号があります。その他の記号について知りたい方は【JIS B 0122 加工方法記号】の規格をチェックしてみてください。
筋目方向の記号については、以下の表を参考にしてみてください。
見積や調達にお困りの場合は、ぜひMitsuriをご活用ください！
図面をアップロードするだけで、加工できる工場から見積が届きます。
WEB上で見積～発注まで完結します。詳しくは下のボタンから！
金属加工のマッチングならMitsuri！
法人・個人問わずご利用できます。
.avif)
溶接記号一覧 読み方、書き方をわかりやすく解説
フランジとは？種類・形状・規格・材質など詳しく解説
Mitsuriでどんな取引が行われている？
新しい機能を使ってどう新規取引につなげる
そんな疑問に毎月メールでお届けします
