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表面粗さはRaの数値だけで判断しない
Raが同じでも、表面の山谷や機能は異なります。粗さ記号の各指示と測定条件を読み、加工方法と検査方法をそろえます。
01粗さ記号の読み方
まず表面性状記号の形を見ます。基本記号だけなら除去加工の要否は指定しません。横線が付けば除去加工を要求し、丸が付けば除去加工を禁止します。数値と加工方法の注記も合わせて読みます。
| 位置 | 内容 | 例 |
|---|---|---|
| a（左） | 粗さパラメータ・上下限・数値 | Ra 1.6、Rz 6.3 |
| b（横棒の上） | 加工方法 | 研削、旋削、放電加工 |
| c（横棒の上・右） | 基準長さ／カットオフ | 0.8 |
| d（チェックの内側） | 筋目方向記号 | =、⊥、X、M、C、R |
| e（横棒の下） | 取り代 | 0.5 |
表題欄の近くにある 1 つが、図面全体を支配する
表題欄付近の一般的な表面性状指示は、個別指示のない面にも適用されることがあります。各面の例外と合わせて読み、検査対象から抜けないようにします。
02RaとRzの違い
Raは、平均線からの凹凸の絶対値を平均した値です。表面全体の傾向は示せますが、機能に影響する一本の深い傷や谷が平均に埋もれることがあります。
Rzは測定した輪郭の高さ方向の変化を表し、大きな山や谷にRaより敏感です。シール面や疲労が問題となる面では、二つを同じ指標として扱わず、指定された値を確認します。
| パラメータ | 定義 | 管理に向くもの |
|---|---|---|
| Ra | 輪郭のずれの絶対値の算術平均 | 加工全体の安定性、一般的なはめあい面 |
| Rz | 最大山高さ＋最大谷深さ | シール面、疲労に敏感な面、単一欠陥 |
| Rmax / Rz1max | 各基準長さの Rz のうち最大のもの | 絶対に許容できない極値 |
| Rsm | 輪郭要素の平均間隔 | 筋目の周期、塗装の密着性 |
| Rmr(c) | ある高さでの負荷長さ率 | 支持面、しゅう動はめあい |
| Rsk | スキューネス（山寄りか谷寄りか） | 油膜の保持能力 |
03線と面のパラメータ
触針式粗さ計は面上の一本の線を測ります。加工目に方向性がある場合、目に沿って測るか横切って測るかで結果が変わります。
面で測る方法では一本の線ではなく領域を評価します。ISO 25178のSパラメータにはSa、Szなどがあり、接触、潤滑、塗膜の機能に合わせて指標を選びます。
04測定値が変わる理由
測定器は生の輪郭をそのまま粗さ値として出しません。フィルタで短い周期の粗さと、より長い周期のうねりや形状を分けます。設定も測定条件の一部です。
| 名称 | 記号 | はたらき |
|---|---|---|
| λs フィルタ | λs | それより短い成分（ノイズ、触針半径による偽信号）を除く |
| λc カットオフ | λc | 粗さとうねりの境目。もっとも重要な設定 |
| λf フィルタ | λf | うねりと形状偏差を分ける |
カットオフや評価長さが違えば、同じ面でもRaが変わることがあります。限界値に近い判定では、供給側と受入側で測定条件と適用規格をそろえます。
接触式と非接触式
- 触針式輪郭計。技術が成熟し、トレーサビリティがあり、安価です。制約は触針半径（通常 2 または 5 μm）でそれより狭い谷に入れないことと、軟質面や被膜面を傷つけることです。
- 共焦点／白色干渉／レーザ顕微鏡。非接触で面測定ができ、垂直分解能はサブナノメートルに達します。高反射面や傾斜の急な面では値が乱れます。
- 原子間力顕微鏡（AFM）。分解能は最も高いですが測定範囲が極端に狭く、速度も遅いため、量産現場よりも研究用途です。