表面粗さ計

表面粗さ計とは

表面粗さ計は、機械加工が表面に残す質感を測定します。図面は表面記号のそばに Ra の数値を置いてそれを要求し、計器はその指定を、記録でき議論もできる数値に変えます。走査は短く、メートルではなくミリメートルの単位で行います。仕上げは一般にプロセス全体の性質ではなくその部品固有の性質なので、試験体ではなく完成した部品で測定するのが通常です。

数値は表面と同じだけ設定にも依存します。触針式の計器は、カットオフがサンプリング長であるフィルタを掛け、粗さをその下にあるうねりと分離します。あるカットオフで計算した Ra は、同じ表面でも別のカットオフで計算した Ra とは同じ数値になりません。パラメータ一式も普遍的ではありません。同じ規格ファミリーでも版が違えば Rz の定義が違うため、規格を指定している図面が要求しているのはその版のパラメータであり、別の版のパラメータではありません。

したがって選定は、計器についてよりも、測定対象の形状についての問題になります。試験台に載せられる平面は単純です。穴の内面、溝、テーパ座、小半径の曲面は、ピックアップの選択を狭め、スキッド式の計器を完全に使えなくすることがあります。以下では、読みが意味を持つために事前に示す必要がある、ピックアップ、パラメータ、規格を順に扱います。

表面粗さ計の測定原理

計器はダイヤモンド針を一定速度で表面にわたって走査し、鉛直方向の変位を記録します。基準は、表面に接して動くスキッドでも、表面に接しない内部基準でもなります。スキッド式のピックアップは据えるのが速く、現場で通常の計器です。スキッドレス式は部品の公称形状を追従するため、曲面や途切れた面ではこちらが必要になります。スキッドでは部品の曲面そのものを結果に持ち込んでしまうためです。

記録されたプロファイルはフィルタに掛けられ、長波長のうねりが短波長の粗さと分離されます。分離を行うカットオフがサンプリング長です。計器はフィルタを掛けたプロファイルからパラメータを計算します。Ra は算術平均偏差、Rz はサンプリング長内の最大高さ、Rq は二乗平均平方根で、その先には間隔、傾き、材料曲線の各パラメータが並びます。計器によって提供する範囲が異なり、図面がいつもと違うパラメータを指定した途端に関わってきます。

限界は電子系ではなく幾何の問題です。針は、針先より狭い溝には入れず、針先より鋭い峰は追えません。微細な仕上げを忠実に読らせるあの針先半径が、最も傷みやすい部分でもあり、故障ではなく静かに劣化します。曲面ではスキッド式の計器が弧に沿って読み、柔らかい材料や粘性子の材料では、走査そのものが表面に痕を残します。これらが答えを左右する場所では、部品を計器に合わせるのではなく、計器を形状に合わせて選ばなければなりません。

構成の選択肢

仕様のほとんどは、精度等級ではなくこれらの判断で決まります。一つが次を制約するため、順番に決めていきます。

表面粗さ計の選び方

これらのうち未確定の項目が残っても、分かっている内容をお送りください。形状の説明をもとに見積りを作成し、不足が埋まったあとで詰め直すことができます。

近似する代替機種

表面粗さ計 のお問い合わせが、実際にはどのタイプにあたるのか、そして選定がどこで決まるのかをまとめています。

表面粗さ、硬度、膜厚は、図面で一緒に指定されることが最も多い 3 つの表面要求です。これらを分ける境界は、どこで測定するかではなく、何を測定しているかです。

問い合わせに含める内容

お問い合わせにこれらの内容が含まれていれば、最初の返信は質問集ではなく見積りになります。数値が不明な場合は、用途の説明をお送りいただければ、そこから必要な条件を確認します。

1. 測定する形状と、その幾何の略図、最小半径、幅、届き
2. 図面に書かれた通りの表面の指定。規格とその版も含めます
3. 目標の数値と、それを生じる見込みの工程
4. 材質と、走査が目に見える痕を残してよいか
5. 部品の寸法と、測定を機械上または試験台のどちらで行うか
6. ピックアップがスキッドレスでなければならないか、そして曲面や途切れた面が関わるか
7. 読みを記録して出力する必要があるか、そしてどの形式か
8. 現地で利用できる標準試験体または校正方式
9. 使用場所の環境条件。温度と振動も含めます
10. 数量、仕向港、希望納期