表面仕上げ記号: 知っておくべきことすべて

表面仕上げ記号は、エンジニアリングおよび製造において、部品または製品の必要な表面質感を伝えるための標準化された方法を提供します。この記事では、表面仕上げ記号の意味、使用法、さまざまな業界における重要性など、表面仕上げ記号について知っておくべきことをすべて掘り下げていきます。

表面仕上げとは何ですか?

表面仕上げとは、表面の質感や滑らかさを指し、表面テクスチャと互換的に使用されることもあります。機械部品の技術図面では、特に精密な取り付け、動き、密閉が求められる場合に、表面仕上げは重要な要素となります。米国機械学会 (ASME) は、技術図面用の表面テクスチャ記号を概説した Y14.36M や、表面仕上げの定義と測定方法を詳述した B46.1 などの規格で表面仕上げの仕様を定義しています。

機械加工と表面仕上げにおける重要な用語

契約期間	説明
表面のテクスチャ	部品の機能性と耐久性に影響を与える粗さや波状性などの特性。
除去加工	部品を成形し、希望の仕上がりを実現するために使用される切断、研削、フライス加工などの技術。
折り目方向	機械加工中に形成される折り目の方向は、表面品質と構造の完全性に影響します。

表面仕上げの記号とは何ですか?

表面仕上げ シンボルは、表面のテクスチャを指定するために技術図面で使用されるグラフィック表現です。これらは、説明する表面フィーチャに隣接して配置された 1 つまたは複数のシンボルで構成されます。

これらの記号は、世界中の工学図面の一貫性と明確性を確保するために、国際標準化機構 (ISO) や米国規格協会 (ANSI) などのさまざまな組織によって標準化されています。

表面仕上げを構成する3つの要素：粗さ、うねり、レイ

1.粗さ:

• 粗さとは、コンポーネントの理想的な表面プロファイルからの小規模な偏差を指します。これらの偏差は通常、部品の製造に使用される機械加工プロセスや、摩耗や腐食などのその他の要因によって発生します。
• 粗さは、Ra (算術平均粗さ)、Rz (粗さプロファイルの最大高さ)、Rt (粗さプロファイルの合計高さ) などのパラメータによって定量化されます。
• 特に Ra は、指定されたサンプリング長さ内の平均線からの表面高さの平均偏差を表す広く使用されているパラメーターです。

2.うねり：

• うねりは、粗さと比較して、より長い波長にわたって発生する、理想的な表面プロファイルからのより大きな偏差を指します。これらの偏差は、工具のビビリ、機械の振動、または固有の材料特性などの要因によって生じる可能性があります。
• 小さな不規則性を表す粗さとは異なり、うねりは表面上のより大きな起伏やパターンを含みます。
• うねりは、Wt (うねりの合計高さ) や Wc (うねりの周期波長) などのパラメータによって特徴付けられ、それぞれ波の振幅と周波数を定量化します。
• 粗さは部品の機能特性や性能に微視的なレベルで影響を与えますが、うねりは巨視的な特性や外観に影響を与える可能性があります。

3.レイ：

• レイとは、機械加工プロセスから生じる主な表面パターンまたはテクスチャの方向または配向を指します。これは、基準方向に対する工具マーク、粒子構造、またはその他の表面特徴の位置合わせを表します。
• 表面の状態は、摩擦、耐摩耗性、塗料の密着性などの機能特性に大きな影響を与える可能性があります。
• 一般的に使用されるレイ シンボルには、縦方向、横方向、等方性などの主要な表面テクスチャの方向を示す矢印や線が含まれます。

一般的な表面仕上げ記号とその意味

ここでは、一般的な表面仕上げ記号とその意味をいくつか示します。

表 1: 表面仕上げ記号とその意味

シンボル	意味と解説
	粗さパラメータの値やそれに関連する記述（例：表面仕上げ、局部熱処理状況など）を付加しない場合に、任意の方法で表面を求めることができることを示す、簡易コードマーキングのみを示す基本記号
	基本記号にダッシュを加えたものは、表面が材料を除去することによって得られたものであることを示します。例: 旋削、フライス加工、穴あけ、研削、切断、切削、研磨、腐食、放電加工、ガス切断など
	基本記号に小さな円を加えたものは、材料を除去せずに表面が得られたことを示します。例: 鋳造、鍛造、スタンピング変形、熱間圧延、冷間圧延、粉末冶金など。または供給元の状態を維持するための表面（前工程の状態を維持することを含む）
	上記 3 つのシンボルの長辺に水平線を追加して、関連するパラメータと説明をマークできます。
	上記の 3 つの記号のそれぞれに小さな円を追加すると、すべての表面が同じ表面仕上げ要件を持つことを示すことができます。
	機械加工中に刃物によって作成された折り目は、図に示された記号で示された表面と平行になります。
	機械加工中に刃物によって形成される折り目は、記号が表示されている図に示されている表面に対して垂直です。
	機械加工中に刃物によって作成された折り目は、記号が示されている図に描かれた表面上で斜めに交差します。
	機械加工中に刃物によって形成された折り目が複数回交差したり、方向が一定でなかったりします。
	機械加工中に刃物によって生成される折り目は、主に、シンボルが描かれている表面を中心とした同心円を作成します。
	機械加工中に刃物によって形成される折り目は、主に、シンボルが描かれている表面の中心から放射状に広がるパターンを作成します。

その他の表面仕上げ記号

Ra（マイクロメートル）	粗さ等級番号	仕上げマーク
50	N12	∇
25	N11
12.5	N10
6.3	N9	∇ ∇
3.2	N8
1.6	N7
0.8	N6	∇ ∇ ∇
0.4	N5
0.2	N4
0.1	N3	∇ ∇ ∇ ∇
0.05	N2
0.025	N1

表 2: 表面のラベル表示 仕上げ 高さパラメータ

Ra		ルズ、ライ
シンボル	意義	シンボル	意義
	いずれの方法でも得られる表面粗さのRaの上限は3.2μmです。		いずれの方法でも得られる表面粗さのRyの上限は3.2μmです。
	材料除去による表面仕上げのRaの上限は3.2μmです		材料除去なしで得られる表面仕上げのRzの上限は200μmです
	材料除去なしで得られる表面仕上げのRaの上限は3.2μmです		材料除去による表面仕上げはRzの上限3.2μm、下限1.6μmとなります。
	材料除去による表面仕上げのRaの上限は3.2μm、Raの下限は1.6μmです。		材料除去法による表面仕上げの上限はRa3.2μm、Rz12.5μmです。
	いずれの方法でも得られる最大表面粗さRaは3.2μm		いずれの方法でも得られる表面仕上げは最大Ry 3.2μmです。
	材料除去による最大表面仕上げRaは3.2μm		材料を除去せずに得られる表面仕上げは最大 Ry 200μm です
	材料除去なしで得られる表面仕上げの場合、Ra の最大値は 3.2μm		材料除去による表面仕上げのRz値の最大値と最小値は3.2μmと1.6μmです。
	材料除去による表面仕上げのRaの最大値は3.2μm、Raの最小値は1.6μmでした。		材料除去法による表面仕上げは最大Ra3.2μm、Ry12.5μm

注: 表面仕上げパラメータの全測定値の 16% 未満が指定値を超えることが許容される場合、表面仕上げパラメータの上限値または下限値を図面にマークする必要があります。

Nグレード

表面粗さは、それを表すのに使用される多数の規格や記号により、非常に複雑になることがあります。さまざまな規格間でこれらの記号が類似していることも、この複雑さを増す原因となることがよくあります。これを簡素化するために、N グレードでは、指定された粗さの値を「01」から「12」までのスケールに簡単に変換できます。

この簡素化により、平均プロファイル高さと最大プロファイル高さの区別など、異なる規格間のさまざまな詳細を考慮する必要がなくなります。WERK24 は、可能な限りこれらの値を計算して、表面粗さパラメータを N グレードに変換します。変換は次の表に従って実行されます。

学年	算術平均（AA）	中心線平均 (CLA)	Ra	Rt	Rz	Ry	二乗平均平方根 (RMS)	ピークから谷までの平均 (PVA)
01	0.25	0.0006	0.25	0.0006	0.05	0.05	0.1	6.3
0	0.5	0.012	0.5	0.05	0.05	0.05	0.1	0.05
1	1	0.025	1	0.25	0.1	0.1	1.1	0.1
2	2	0.05	2	0.5	0.2	0.2	2.2	0.2
3	4	0.1	4	0.8	0.4	0.4	4.4	0.4
4	8	0.2	8	1.6	0.8	0.8	8.8	0.8
5	16	0.4	16	2.5	1.6	1.6	17.6	1.6
6	32	0.8	32	4	3.2	3.2	32.5	3.2
7	63	1.6	63	6.3	6.3	6.3	64.3	6.3
8	125	3.2	125	12.5	16	12.5	127.5	12.5
9	250	6.3	250	25	25	25	275	25
10	500	12.5	500	50	50	50	550	50
11	1000	25	1000	100	100	100	1100	100
12	2000	50	2000	200	200	200	2200	200
13	4000	100	4000	400	400	400	400	400
14	8000	200	8000	800	800	800	800	800

表面仕上げが重要なのはなぜですか?

表面仕上げは、機械加工部品の性能、美観、耐久性において重要な役割を果たします。表面仕上げが不可欠な理由はいくつかあります。

1. 化する強力なツール群
2. 機能要件
3. 材料の互換性
4. 美学
5. コスト効率
6. 一貫性と再現性
7. 製造可能性
8. 表面の清浄度
9. 耐食性
10. 電気伝導性
11. 熱特性
12. 生体適合性
13. 企業コンプライアンス
14. 安全性
15. 環境影響

表面仕上げに影響を与える要因

表面仕上げ、つまり表面の質感の品質は、材料特性、機械加工プロセス、工具、環境条件にわたるさまざまな要因の影響を受けます。表面仕上げに影響を与える主な要因のいくつかを以下に示します。

1.材料特性

使用される材料の種類は、表面仕上げを決定する上で重要な役割を果たします。さまざまな材料には、硬度、延性、質感などの固有の特性があり、製造プロセスへの対応に影響を与えます。

2.製造工程

製品または部品の作成に使用される方法は、その表面仕上げに大きな影響を与えます。機械加工、研削、研磨、鋳造、鍛造などのプロセス 押し出す すべては表面の質感と品質に異なる影響を与えます。

3.切削工具および装置

製造プロセスで使用される切削工具や装置の品質と状態は、表面仕上げに影響を与える可能性があります。適切な形状を備えた鋭利な工具を使用すると、より滑らかな表面を生成できますが、鈍い工具や不適切な工具を使用すると、仕上げが粗くなる可能性があります。

4.切断パラメータ

切削速度、送り速度、切込み深さ、工具形状などのパラメータは、表面仕上げに大きな影響を与える可能性があります。特定の材料やプロセスに合わせてこれらのパラメータを最適化することは、望ましい表面品質を達成するために不可欠です。

5.ワークの安定性

機械加工やその他の製造作業中のワークピースの安定性は、一貫した表面仕上げを実現するために非常に重要です。振動や動きにより、表面の質感が不規則になる場合があります。

6.表面処理

ワークの洗浄などの前処理、 バリ取り、および前仕上げは、最終的な表面品質に影響を与える可能性があります。適切な表面処理により、仕上げプロセスに入る前に材料に汚染物質や欠陥がないことが保証されます。

表面粗さのおおよその換算表

/	アメリカシステム	アメリカシステム	メートル法	メートル法
粗さ等級番号	ラ (µin)	RMS (µin)	Ra (μm)	RMS (µm)
N12	2000	2200	50	55
N11	1000	1100	25	27.5
N10	500	550	12.5	13.75
N9	250	275	8.3	9.13
N8	125	137.5	3.2	3.52
N7	63	69.3	1.6	1.76
N6	32	35.2	0.8	0.88
N5	16	17.6	0.4	0.44
N4	8	8.8	0.2	0.22
N3	4	4.4	0.1	0.11
N2	2	2.2	0.05	0.055
N1	1	1.1	0.025	0.035

表面仕上げの測定方法

表面仕上げの測定にはいくつかの方法が一般的に使用されます。

1. 接触式粗さ計: これらの機器は、スタイラスまたはプローブを使用して表面を物理的にトレースし、高さの変化を測定します。結果は通常、Ra (平均粗さ)、Rz (プロファイルの最大高さ)、または Rt (プロファイルの合計高さ) で与えられます。
2. 非接触表面形状計: レーザーまたは光学式表面形状計は、表面に触れることなく表面仕上げを測定し、迅速かつ正確な結果を提供します。デリケートな素材や敏感な素材に適しています。
3. 表面粗さコンパレーター: これらの視覚補助は、さまざまな粗さレベルを持つサンプル表面のセットで構成されます。オペレーターはワークピースの表面をこれらの基準と比較し、粗さを視覚的に判断します。
4. 原子間力顕微鏡 (AFM): AFM は、ナノスケール レベルで表面特徴の非常に高解像度のイメージングを提供するため、研究開発用途に適しています。

粗さパラメータと計算はどのように決定されますか?

表面粗さパラメータとその計算は、機械加工された表面の品質を定量化し、特徴付ける上で重要な役割を果たします。以下に詳しい説明を示します。

粗さパラメータ

表面粗さパラメータは、表面の不規則性のさまざまな側面を説明し、機械加工された部品の質感と機能的パフォーマンスを評価するのに役立つ定量的な尺度を提供します。

Ra は、サンプル長さ内の平均線からの粗さプロファイル偏差の絶対値の算術平均を表します。次のように計算されます。

計算

これらのパラメータの計算には、プロファイロメータから取得した粗さプロファイル データの分析が含まれます。

• データを収集します： プロファイロメータを使用して、指定されたサンプリング長さ全体の表面プロファイルを測定します。
• フィルタリングとスムージング: 適切なフィルタリング技術を使用して、プロファイルから波状および平坦性の欠陥を除去し、粗さ特性を分離します。
• 計算パラメータ: Ra 平均線からの絶対偏差の算術平均を計算します。

表面仕上げの検査

表面仕上げの検査には、指定された要件または基準に照らして測定データを評価することが含まれます。主な考慮事項は次のとおりです。

1. 仕様への準拠: 測定された表面仕上げが、設計図面または業界標準に概説されている指定要件を満たしているかどうかを検証します。
2. 欠陥の検出: 表面検査には、表面の品質に影響を与える傷、穴、亀裂、凹凸などの欠陥の特定が含まれる場合があります。
3. 統計分析: 表面仕上げデータを統計的に分析して、一貫性を確保し、経時的な傾向を特定します。 Cp や Cpk などの工程能力指数は、製造プロセスのパフォーマンスを評価するのに役立ちます。
4. 目視検査: 数値測定に加えて、特に美的または外観上の要件について、表面仕上げの品質を評価するために目視検査が実行されることがよくあります。

規格と仕様

表面仕上げの測定と検査には、次のようないくつかの国際規格と仕様が適用されます。

• ISO 25178: 幾何製品仕様 (GPS) – 表面テクスチャー: 表面テクスチャー測定のパラメーター、濾過、および評価手順をカバーする包括的な規格。
• ANSI/ASME B46.1: 表面テクスチャー (表面粗さ、うねり、およびレイ): この規格は、表面テクスチャーパラメーターを指定および測定するためのガイドラインを提供します。
• ASTM E1444: 磁性粒子試験の標準慣行: この規格は表面仕上げ測定に特有のものではありませんが、磁性粒子を使用して表面および表面近くの傷を検出する手順の概要を示しています。

0.8 um 表面仕上げとは何ですか?

0.8 μm Ra の表面仕上げは高級品とみなされ、製造中に精密な制御が要求されるため、コストが高くなります。この仕上げは、応力集中の影響を受けるコンポーネントには不可欠です。また、動きが少なく、負荷が軽いベアリングにも適しています。

表面仕上げにおける RA と RZ とは何ですか?

RA と RZ は、表面粗さを表すために使用される重要なパラメータです。RA (平均粗さ) は、平均線からの表面プロファイルの平均偏差を測定し、表面テクスチャの一般的な指標を提供します。RZ (プロファイルの最大高さ) は、特定のサンプル長さ内での最高峰と最深谷間の垂直距離を測定します。RA は平均値を提供しますが、RZ は表面高さの最大変動の測定値を提供します。

1.6 表面仕上げとはどういう意味ですか?

1.6 μm Ra の表面仕上げは、カット マークがわずかに見える程度の比較的滑らかな表面を示します。この Ra 定格は、タイト フィットや、軽い負荷または低速で移動する部品に推奨されます。表面粗さを最小限に抑える必要がある用途に適していますが、高速回転部品や激しい振動にさらされるコンポーネントには適していません。

標準表面仕上げとは何ですか?

機械加工における標準的な表面仕上げは、一般的に Ra 0.8 ～ 3.2 µm (32 ～ 125 µin) の範囲です。この範囲は、製造コストと部品の性能のバランスが取れているため、幅広い用途に適しています。

厚さのUMとは何ですか?

「µ」記号は「マイクロ」を意味し、ギリシャ語アルファベットの 1 番目の文字です。これは XNUMX メートルの XNUMX 万分の XNUMX、または XNUMX ミリメートルの XNUMX 分の XNUMX を表します。包装業界では、この XNUMX µm という単位はプラスチックの厚さを指定するためによく使用され、非常に薄い層を正確に表すことができることを強調しています。

まとめ

これらの記号を理解することは、製造されたコンポーネントが性能、機能、および規制要件を確実に満たすために不可欠です。適切な測定技術を活用し、表面仕上げに影響を与える要因を考慮することで、メーカーは製品の一貫した正確な表面質感を実現し、それによって機能性、美観、全体的な品質を向上させることができます。

ボイ お客様に高品質を提供します 表面仕上げサービス 最も有利な価格で。から 陽極酸化、電気めっき、サンドブラストに 研磨では、お客様の多様なニーズにお応えするため、様々な表面処理オプションをご用意しております。

Q＆A