表面粗さの基礎知識

表面粗さとは表面の凹凸を測定したもの！

加工後の工作物の表面は必ずと言えるほど、凹凸があります。表面粗さとは、この工作物の表面の粗さを様々な基準で表しているものです。

表面粗さの基準となる凸凹には2つの見方があります。1つは「うねり」と呼ばれるもので、加工後の工作物全体が大きな波のようにうねっていないか、という観点です。2つ目は「筋目方向」で、加工後の工作物表面についた筋の方向のことを指し、この「うねり」と「筋目方向」から表面粗さが測定されます。

図面に使われる表面粗さの単位の種類

表面粗さの単位には、Ra, Rz, Rmaxの大きく3種類あり、一般的にはRaを使用し、真空装置などの一切漏れが許されないようなものに対してはRzを用います。以下3つに対して順番にご紹介いたします。

Ra (算術平均粗さ) (単位：μm)

工作物の断面図曲線のことを粗さ曲線と呼びます。ここから、キズと見なされるような大きな凹凸部分を避けて基準長さLだけ抜き取ります。
このグラフの平均値m（つまり真ん中）からのズレの面積をLで割ったもの、もっと簡単にいうと「粗さ曲線の中央m（工作物の表面）から平均でどれだけデコボコしているか」、がRaの値です。

Rz　(十点平均粗さ) (単位：μm)

先ほどもでてきた粗さ曲線の山頂部と谷底部をとります。山頂の高さの高い順に5番目、谷底の低い順に5番目までの値をとり、高い方5つの中央mからのずれの平均とと低い方5つの中央mからのずれの平均を出します。その二つを足し合わせたものがRz(十点平均粗さ)です。

Rz　(最大高さ) (単位：μm)

さきほどからなんども登場している粗さ曲線から、おおきなキズを避けて基準長さLだけ抜き出した時に、一番高い部分と一番低い部分の高さの差がRz(最大高さ)です。

旧JIS規格と新JIS規格って何が違うの？

2001年に現在使われているJIS記号に変更されています。しかしまだまだ混同されたり、旧JIS記号を使われている場面もあります。
まず、現在のJIS記号になるまでには二回の変更がありました。

以下は三角記号と新JIS記号の「Ra (算術平均粗さ)」「Rz (十点平均粗さ)」「Rmax (最大高さ)」の3点との比較表です。

旧JIS記号	表面粗さの区分値			基準長さL(ｍｍ)
三角記号	Rmax	Rz	Ra
▽▽▽▽	0.05S～0.8S	0.05S～0.8S		0.25
▽▽▽	1.6S～6.3S	1.6S～6.3S		0.8
▽▽	12.5S～25S	12.5S～25S		2.5
▽	50S～100S	50S～100S		8
～	特に規定なし

加工方法

上記の図面記号の加工方法部分に表せるのが以下の記号です。行いたい切削の方法により記号が異なります。

加工方法	記号	参考
外丸削り	L	Lathe Turning
面削り	LFC	Facing
中ぐり	B	Boring
平削り	P	Planing
フライス削り	M	Milling
平フライス削り	MP	Plain Milling
リーマ仕上げ	DR	Reaming