滑らかな表面仕上げの説明: Ra、Rz、チャート、およびコスト削減仕様のヒント

測定可能な ラ 値を指定せずに「滑らかな表面仕上げ」を指定することは、日常的な製造ジョブをやり直しに変える最も簡単な方法の 1 つです。先月、200個のステンレス鋼の政令がまさにその理由で拒否されました。すべての曲げ角度は 0.5 度以内で測定され、すべての穴の位置は正しく、すべてのパネルは平坦度のコールアウトと一致しました。問題は表面でした。曲げ半径にダイマーク、バックゲージクランプが引きずった傷、および片面にかすかなローラー跡がありました。図面には「滑らかな表面仕上げ」と書かれていましたが、これは製造現場と検査員にとって意味が異なります。この記事では、滑らかな表面仕上げとは実際には何を意味するのか、その測定方法、成形装置が影響を与える場所、および必要のない精度を犠牲にすることなく滑らかな表面仕上げを指定する方法について説明します。

滑らかな表面仕上げとは実際には何を意味しますか?

表面仕上げは単一の数値ではありません。工学用語では、表面テクスチャには次の 3 つの要素があります。

• 粗さ — 切削工具、研削砥石、または成形型によって残された、密集した微細な凹凸。
• うねり — 機械の振動、工具のたわみ、または不均一な材料の厚さによって引き起こされる、より粗くて間隔の広いうねり。
• レイ — 機械加工や圧延による目に見える線など、表面パターンの主な方向。

最も引用されるパラメータは次のとおりです。 Ra 、平均線からのプロファイルの算術平均偏差。一般的な機械加工における滑らかな表面仕上げは、通常、0.4 ～ 1.6 μm Ra (16 ～ 63 μインチ、1 μm は 39.37 μインチに相当) の範囲内になります。 Ra が 0.4 μm 未満の場合は、研削、ホーニング、またはラッピングが必要です。 Ra が 3.2 μm を超えると、表面は目に見えて粗く感じられます。

Rz 、サンプリング長にわたる山から谷までの平均高さは、Ra で平均化される孤立した山と谷を捕捉するため、Ra とともに報告されます。表面には Ra が低くても、疲労寿命を短縮する鋭いノッチが含まれる場合があります。これが、耐荷重部品にとって Rz が重要となる理由です。

実際の部品ではなぜ表面仕上げが重要なのか

仕上げは部品の見た目だけを意味するものではありません。パーツの動作が変わります。

• 摩擦と摩耗: より滑らかな滑り面により接触荷重が均等に分散され、摩耗粒子の放出が少なくなるため、寿命が長くなります。
• シーリング: ガスケットと O リングは Ra 0.8 μm 付近の表面に適切に固定されています。 Ra が 3.2 μm では、微小漏れ経路が著しく増加します。
• 疲労強度: あらゆる傷は応力の集中です。 0.4 μm Ra の研削面は、繰り返し荷重下で 3.2 μm Ra の旋削面よりもはるかに多くの荷重サイクルに耐えます。
• コーティング密着性： ペイントと粉体塗装には小さなアンカープロファイルが必要です。非常に滑らかな表面はコーティングの剥離を引き起こす可能性があるため、ほとんどのコーターは最低の Ra を追求するのではなく、表面プロファイルを制御します。
• 外観: 目に見えるステンレス鋼、アルミニウム、およびコーティングされたパネルは、表面の品質によって判断されます。これが、ほとんどの「滑らかな仕上げ」に関する論争の始まりです。

一般的なプロセスの典型的な Ra 値

滑らかな表面仕上げを状況に合わせて説明するために、以下の表に、標準的な製造プロセスの桁違いの Ra 範囲を示します。実際の結果は、材料、工具、クーラント、機械の状態によって異なります。

Ra は 3 桁以上にわたるため、同じ比較を対数目盛りで行うと読みやすくなります。

コイル供給冷間圧延鋼、ステンレス鋼、またはアルミニウム シートの場合、面仕上げは工場によって設定され、通常は 0.5 ～ 1.5 μm Ra の範囲になります。成形プロセスでは、仕上げを改善するのではなく、その仕上げを維持します。これは、機械加工とは異なる課題です。

表面仕上げの測定方法

製造現場の標準機器はスタイラス表面形状計です。先端半径 2 ～ 10 µm のダイヤモンド スタイラスが一定の速度で表面を移動し、その垂直運動がプロファイルに変換され、そこから Ra、Rz、および関連パラメータが計算されます。

見落とされがちな詳細の 1 つは、カットオフ長です。粗さは長いうねりをフィルタリングした後に計算され、フィルタのカットオフは注目するフィーチャの間隔と一致する必要があります。一般的な加工では、0.8 mm が一般的なデフォルトです。細かいラップ仕上げの表面の場合、0.25 mm。粗い溶接または火炎切断面の場合、2.5 mm。カットオフが間違っている場合、レポート上の Ra 値は、あなたが考えている効果を説明していません。

1. フィーチャのサイズに適したカットオフ長を選択します。
2. 撚り方向に対して垂直に測定します。
3. 必要な評価長さにわたって Ra と Rz を記録します。
4. 図面公差だけでなく、プロセス能力と値を比較してください。

作業現場での迅速なチェックでは、オペレータが正しいカットオフとスケールに対して使用する限り、校正済みコンパレータ試験片 (0.8、1.6、3.2、6.3 µm Ra) が最も実用的な方法であり続けます。

板金成形装置と表面仕上げ

プレスブレーキ、シャー、プレートロールでは表面仕上げは改善されません。彼らはそれを保存するか、損傷することしかできません。ほとんどの製造工場では、表面の苦情はこれら 3 台の機械のいずれかに遡ります。

ベンディングマシン

プレス ブレーキでは、シートの目に見える面がパンチとダイの間で押し付けられます。工具の傷、ステンレスのカジリ、金型の跡が、お客様の目に見える場所に現れます。アン 電気油圧サーボ CNC 板金曲げ機 手動油圧バルブよりも一貫してラムの速度と位置を制御するため、曲げ時のワークの滑りや工具圧力のピークが軽減されます。よりゆっくりと、より制御されたクランプにより、オペレータは保護フィルムやポリウレタン ツールを破れずに使用できるため、仕上げ面をきれいに保つことができます。工具が磨耗していたり​​、機械に再現性がなかったりすると、すべての部品に同じ欠陥が発生します。曲げ線欠陥の詳細については、ガイドを参照してください。 金属を曲げるとなぜ亀裂が入るのか .

電気油圧サーボ CNC 油圧板金曲げ機メーカー Nantong Pacific CNC Machine Tool Co., Ltd. は、中国のカスタム we67k シリーズ電気油圧サーボ CNC 油圧板金曲げ機です。 製品を見る→

シャーリングマシン

シャーリングにより、上部のロールオーバー、中央の光沢のあるゾーン、下部のバリといった特徴的なエッジが残ります。ブレードのクリアランスが主な変数です。クリアランスが大きすぎると、バリが大きくなり、エッジが破れたように見えます。クリアランスが小さすぎると、ブレードがすぐに摩耗し、刃先が潰れてしまいます。あ CNC油圧ギロチンシャーリングマシン 油圧式のホールドダウンと調整可能なブレードギャップにより、きれいで小さなバリが生成されます。つまり、部品がプレスブレーキに到達する前のバリ取りが少なくなります。

油圧ギロチンシャーリング切断機のサプライヤー、会社 Nantong Pacific CNC Machine Tool Co., Ltd.は、中国のカスタム油圧ギロチン剪断切断機サプライヤーおよび油圧ギロチン... 製品を見る→

プレートローリングマシン

圧延機はロール表面を直接プレートに転写します。ロール面上の切りくず、ピット、または溶接スパッタはすべてのワークピースに痕跡を残し、不均一な油圧によってプレートが滑り、予備曲げ中に擦り傷が発生します。あ 3 ローラーユニバーサル油圧圧延機 バランスのとれた圧力により、プレートの動きを均一に保ち、プレート端のピンチマークを最小限に抑えます。

3 ローラー万能油圧圧延機のサプライヤー、会社 Nantong Pacific CNC Machine Tool Co., Ltd.は、中国のカスタム W11s シリーズ 3 ローラー ユニバーサル油圧圧延機のサプライヤーおよび会社です。 製品を見る→

全体として適切な機器の選択とメンテナンス、つまりあらゆる種類の機器 板金成形装置 曲げ、せん断、丸めることは、「滑らかな表面仕上げ」が不合格になるのを防ぐ最も確実な方法です。機械の状態は機械の種類と同じくらい重要です。研削されたツーリング表面、きれいなロール、正しく調整されたブレード クリアランスが実際に部品に接触するものです。

コストを膨らませずに表面仕上げを指定する

図面上で最も高価な 4 つの単語は「滑らかな表面仕上げ」です。これは、設計者、機械工、検査員にとってこれらの意味が異なるためです。 Ra の向上には必ず代償が伴います。 Ra が 3.2 μm から 1.6 μm になると、追加の仕上げパスが必要になる場合があります。 Ra を 1.6 μm から 0.4 μm に上げるには、多くの場合、研削またはホーニングに加えて、セットアップ、検査、サイクル タイムが追加されます。この関係は非線形です。

• 部品全体ではなく、機能面のみに仕上げを指定します。
• 推奨される標準値: 0.2、0.4、0.8、1.6、3.2、6.3、12.5 µm Ra を使用します。カスタム値はカスタム設定を強制します。
• 重要な場合には、必要なレイ方向を明記してください。滑り面を横切る研削痕は、わずかに高い Ra よりも悪化する可能性があります。
• 外観が実際の要件である場合は、それを測定可能な用語で記述します。「ダイマーク、傷、ローラー痕跡がないこと」は、成形プロセスでは生成できない Ra 値を要求することなくチェックできます。

表面仕上げに関するよくある質問