製造における表面仕上げを理解する
製造用途における表面は、部品の最適な品質を確保するために、望ましい粗さの制限内に維持する必要があります。 表面処理 製品の耐久性と性能に重大な影響を与えます。 したがって、表面粗さ表とその重要性について学ぶことが不可欠です。
表面が粗いと、磨耗が早くなることがよくあります。 摩擦レベルは滑らかな表面よりも高く、表面の滑らかさの不規則性により核生成サイトが生成される傾向があります。 これらの部位で破損や腐食が発生すると、材料が摩耗しやすくなる可能性があります。
逆に、ある程度の粗さは、望ましい接着のための余地を与えることができます。 したがって、解釈のために表面仕上げをそのままにしてはいけません。 製品にとって表面仕上げが重要であると考えている場合、このガイドはあなたのためのものです。
表面仕上げとは何ですか?
表面仕上げ表に入る前に、表面仕上げがどのようなものかを理解しましょう。 表面仕上げとは、除去、追加、または再形成を含む、金属の表面を変更するプロセスを指します。 これは、表面粗さ、うねり、およびレイの XNUMX つの特性によって定義される、製品表面の完全な質感の尺度です。
表面粗さは、表面上の間隔をあけた不規則性の合計の尺度です。 機械工が「表面仕上げ」について話すときは、表面粗さを指すことがよくあります。
うねりとは、その間隔が表面粗さの長さよりも大きい、歪んだ表面を指します。 そして、レイとは、支配的な表面パターンがとる方向を指します。 機械工は、表面に使用される方法によってレイを決定することがよくあります。
エンジニアリングプロセスにおいて表面仕上げが重要なのはなぜですか?
表面粗さは、製品が環境とどのように反応するかを決定する上で非常に重要な役割を果たします。 製品の仕上げは、そのコンポーネントの性能を示します。 また、粗さのレベルも製品の効果に影響を与える可能性があります。
これは、そのような製品の用途によって異なります。 エンジニアと製造業者は、常に表面仕上げを維持する必要があります。 一貫したプロセスと信頼性の高い製品の生産に役立ちます。
表面測定は、製造管理の維持にも役立ちます。 表面エンジニアリングが必要な場合に非常に役立ちます。
表面仕上げの違いにより、さまざまな効果が得られます。 希望の表面仕上げを得る最も簡単な方法は、表面仕上げ標準と比較することです。 表面仕上げは次のような点で役立ちます。
耐腐食性と耐薬品性の効果にとって非常に重要です。
製品に特別な視覚的魅力をもたらします。
コーティングや塗料の密着を助けます。
表面欠陥を除去します。
導電性を向上させ、表面の電気伝導を高めます。
摩擦の影響を最小限に抑えながら、製品の摩耗に対する強度を高めます。
表面仕上げの詳細については、プラスチック射出成形の表面仕上げオプションに関するガイドと、製品に最適な CNC 機械加工の表面仕上げに関する記事をお読みください。
表面粗さの測定方法
表面粗さは、表面のプロファイルの相対的な滑らかさを計算したものです。 数値パラメータ – Ra。 Ra 表面仕上げチャートは、表面全体で測定された表面高さの算術平均を示します。
すでに述べたように、表面には粗さ、うねり、レイという XNUMX つの基本要素があります。 したがって、さまざまな要因が表面形状の特性に影響を与えます。
同様に、表面粗さの測定システムもいくつかあります。 システムには次のものが含まれます。
直接測定方法
非接触方式
比較方法
インプロセスメソッド
直接測定法は、触針を使用して表面粗さを測定します。 これには、スタイラスを表面に対して垂直に描くことが含まれます。 次に、機械工は登録されたプロファイルを使用して粗さパラメータを決定します。
非接触方式では、代わりに光や音を使用します。 白色光や共焦点などの光学機器がスタイラスの代わりになります。 これらの機器は、異なる測定原理を使用します。 その後、物理プローブを光学センサーまたは顕微鏡で切り替えることができます。
まず、使用する機器が表面に超音波パルスを送信します。 次に、音波が変化して反射してデバイスに戻ります。 その後、反射波を評価して粗さパラメータを決定できます。
比較手法には表面粗さのサンプルが使用されます。 これらのサンプルは、機器またはプロセスによって生成されます。 次に、製造業者は触覚と視覚を使用して、結果を既知の粗さパラメータの表面と比較します。
インプロセス技術の例としては、インダクタンスがあります。 磁性材料を用いた表面粗さを評価する方法です。 インダクタンス ピックアップは、電磁エネルギーを使用して表面までの距離を測定します。 次に、決定されたパラメータ値は、比較用の粗さパラメータを見つけるのに役立ちます。
表面粗さのさまざまな測定方法
表面粗さの測定にはさまざまな方法と装置が関係しています。 方法は XNUMX つのカテゴリに分類できます。 彼らです：
プロファイリング技術。 これには、高解像度プローブを使用した表面の測定が含まれます。 このとき、より感性に合わせて蓄音機の針を考える必要があります。 一般的な CNC プローブはそれほど効果的ではない可能性があります。
エリアテクニック。 これらの技術は、表面の有限領域を測定します。 測定により、表面の山と谷の統計的平均が得られます。 これらの技術の例には、超音波散乱、光散乱、静電容量プローブなどが含まれます。 エリアテクニックを使用すると、自動化して実行するのが簡単になります。
顕微鏡技術。 これらの定性的手法はコントラストの測定に依存しています。 結果は、サーフェスの山と谷に関する関連情報を提供します。
表面粗さ図の記号と略語
お気に入りのブラウザで加工表面仕上げ記号を検索すると、さまざまな略語が表示されることに気づくでしょう。 これらには、Ra、Rsk、Rq、Rku、Rz などが含まれます。 表面仕上げを測定する際に使用される単位です。
Ra – 平均表面粗さ
ほとんどの人は Ra を中心線平均または算術平均と呼びますが、これは粗さプロファイルと平均線の間の平均粗さです。 これは、表面仕上げに最も一般的に使用されるパラメータです。 Ra 表面仕上げチャートも、絶対値に最もよく使用されるチャートの XNUMX つです。
Rmax – 山から谷までの垂直距離
この粗さパラメータは、バリや傷などの異常に使用するのが最適です。 ただし、Ra 表面仕上げ表では明らかではないかもしれません。 ただし、Rmax はこれらの異常に対してはるかに敏感です。
Rz – プロファイルの平均最大高さ
Ra とは異なり、Rz は山と谷の間の XNUMX つの最大の差の平均値を測定します。 測定は XNUMX つのサンプリング長を使用して行われ、Ra は極端な値に対して非常に鈍感であるため、誤差を排除するのに役立ちます。
表面粗さチャート
機械加工表面仕上げ表は、標準的な表面仕上げパラメータを測定するための重要なガイドラインを提供します。 メーカーは製造工程において品質を保証するための基準資料として常に使用します。
加工面仕上げ表を調べるにはさまざまなプロセスがあります。 その結果、製品のパフォーマンスに基づいて最適なプロセスを選択することが困難になります。 ただし、最も確実なのは、表面仕上げ換算表を使用することです。
表面仕上げ換算表
このセクションには、表面仕上げ換算表の表があります。 この表は、製造プロセスのさまざまな表面粗さスケールを比較しています。 一方、そこにある略語のいくつかを見てみましょう。
Ra = 平均粗さ
RMS = 二乗平均平方根
CLA = 中心線平均
Rt = 合計粗さ
N = 新しい ISO (グレード) スケール番号
カットオフ長 = サンプルに必要な長さ
| Ra (マイクロメートル) | Ra (マイクロインチ) | RMS (マイクロインチ) | CLA （N） | Rt （ミクロン） | N | カットオフ長さ （インチ） |
| 0.025 | 1 | 1.1 | 1 | 0.3 | 1 | 0.003 |
| 0.05 | 2 | 2.2 | 2 | 0.5 | 2 | 0.01 |
| 0.1 | 4 | 4.4 | 4 | 0.8 | 3 | 0.01 |
| 0.2 | 8 | 8.8 | 8 | 1.2 | 4 | 0.01 |
| 0.4 | 16 | 17.6 | 16 | 2.0 | 5 | 0.01 |
| 0.8 | 32 | 32.5 | 32 | 4.0 | 6 | 0.03 |
| 1.6 | 63 | 64.3 | 63 | 8.0 | 7 | 0.03 |
| 3.2 | 125 | 137.5 | 125 | 13 | 8 | 0.1 |
| 6.3 | 250 | 275 | 250 | 25 | 9 | 0.1 |
| 12.5 | 500 | 550 | 500 | 50 | 10 | 0.1 |
| 25.0 | 1000 | 1100 | 1000 | 100 | 11 | 0.3 |
| 50.0 | 2000 | 2200 | 2000 | 200 | 12 | 0.3 |
表面粗さチャート チートシート
この表面仕上げの「チートシート」は、利用可能なさまざまな表面仕上げをより深く理解するのに役立つ非常に便利なツールです。
| マイクロメーター 評価 | マイクロインチ 評価 | Applアイシエーション |
| 25 | 1000 | 鋸切断または荒い鍛造によって生じる、粗くて粗度の表面。 したがって、このような表面は、特定の未加工のクリアランス領域に適しています。 |
| 12.5 | 500 | これらは、粗い送りと重切削によって生じる、粗くて品位の低い表面です。 一方、切削は旋削、フライス加工、ディスク研削などによって行われます。 |
| 6.3 | 250 | このタイプの表面仕上げは、表面研削、ディスク研削、フライス加工、穴あけなどによって行われます。 したがって、これらは応力要件と設計許可のあるクリアランス面用です。 |
| 3.2 | 125 | 多くの場合、部品には最も粗い種類の表面が推奨されます。 振動、荷重、高応力がかかる部品にも使用されます。 |
| 1.6 | 63 | 管理された条件下での生産により、良好な機械粗さ/仕上げが得られます。 また、細かい送りと比較的高速な速度も必要となります。 |
| 0.8 | 32 | 緻密なコントロールを必要とする高級マシン仕上げ。 円筒研削盤、センタレス研削盤、平面研削盤などで比較的簡単に製造できます。 連続動作や大きな負荷を必要としない製品にも適しています。 |
| 0.4 | 16 | 高品質の表面は、多くの場合、エメリー バフ研磨、ラッピング、または粗いホーニングを使用して作成されます。 したがって、これらの仕上げは、滑らかさが重要な場合に最適なオプションです。 |
| 0.2 | 8 | ラッピング、バフ研磨、ホーニングによるきめ細やかで高品位な表面仕上げ。 機械工は、リングやパッキンが表面の粒子の上を滑らなければならない場合にこれを使用します。 |
| 0.1 | 4 | ラッピング、バフ研磨、ホーニング加工により洗練された表面を実現します。 メーカーは必須の設計要件がある場合にのみこれを使用します。 そのため、ゲージや計器類の作品においては最高の仕上がりとなっております。 |
| 0.05 0.025 | 2 1 | 最高級のバフ研磨、ホーニング、または超仕上げ加工により、最も洗練された表面仕上げが施されています。 したがって、細かくて敏感な精密ゲージブロックに最適です。 |
まとめ
今日の製造においては、正確な表面粗さを得るのはコストがかかり、困難である可能性があるため、表面仕上げ作業には、製造部品に望ましい仕上げを施すための最良の方法論が必要です。
表面仕上げは、特定の材料の表面硬化率を理解することから始まります。 心配ない。 RapidDirect は、高品質の表面仕上げサービスを最良の価格で提供するための最良の選択です。 当社の専門家チームは、厳格な表面仕上げ基準に関わる適切な方法を理解しています。
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