표면 거칠기 혹은 표면 조도 (surface roughness)

표면 거칠기 (조도)

개요

표면 거칠기를 나타내는 값으로 큰 값일 수록 거칠다. 

하나의 대표값으로 표현하는 방식은 주로 3가지로 

중심선 평균거칠기 (Ra), 

최대 높이 거칠기 (Rmax), 

10점 평균 거칠기 (Rz) 

등이 있다.

Ra

평균거칠기 (Ra)

Rmax

최대 높이 거칠기 (Rmax, Ry)

Rz

10점 평균 거칠기 (Rz)

* Ra. Rmax, Rz 등에 관한 좀 더 자세한 설명

http://www.olympus-ims.com/ko/knowledge/metrology/roughness/2d_parameter/

http://en.wikipedia.org/wiki/Surface_roughness

측정

기계 가공 이후에 요구되는 조도가 나왔는지 확인하고 성적서를 발행하기 위해서는 조도 측정을 해야 한다.

접촉식과 비접촉식이 있으며 접촉식의 경우는 아래와 같이 촉침이 표면을 따라 이동하면서 표면 거칠기를 측정한다.

측정 방법에 따른 분류

측정 범위에 따라 

선 거칠기 (프로파일 메서드)

면 거칠기 (면적 메서드)

측정기의 접촉여부에 따라

접촉식 

비접촉식

*측정에 관한 좀 더 자세한 설명

http://www.olympus-ims.com/ko/knowledge/metrology/roughness/

http://www.misumiusa.com/CategoryImages/Metric_2006_pdf/METRIC1837-1838.pdf

가공법에 따른 조도

보통 기계가공비는 조도의 3제곱에 반비례한다고 한다. 따라서 무조건 조도를 높이는 설계를 하는 것보다 적절한 조도로 설계하는 것이 경제적이다.

아래 표에서 알 수 있듯이 가공기계, 주조, 성형에 의한 가공보다는 연마에 의한 조도가 가장 우수하며 superfinishing이 가장 우수한 조도를 만든다 (그만큼 가공 비용이 높아진다)

Ra, Rmax, Rz, (구) 도면기호 의 관계

Ra	Rmax, Rz	(구)도면기호
0.012 a	0.05 s
0.025 a	0.1 s
0.05 a	0.2 s
0.1 a	0.4 s
0.2 a	0.8 s
0.4 a	1.6 s
0.8 a	3.2 s
1.6 a	6.3 s
3.2 a	12.5 s
6.3 a	25 s
12.5 a	50 s
25 a	100 s
50 a	200 s	–
100 a	400 s

도면 기호

a : Ra 값

b : 기계가공법

c' : 컷오프 값

c : 참고값

d : 그레인 방향

f: Ra 이외의 변수

g : 표면 기복

표면 무처리, 기계가공, 재료 가공 금지

Ra 상한값 1.6, Ra 범위 1.6~6.3

그레인 방향

JIS

http://www.misumiusa.com/CategoryImages/Metric_2006_pdf/METRIC1837-1838.pdf

BS EN ISO

http://www.roymech.co.uk/Useful_Tables/Surface_Texture/draw_surfin.html

http://user.engineering.uiowa.edu/~mie032/lectures/17-surface_roughness_and_machining_symbols_full.pdf

*ISO 스케일 (도면) 번호, Ra (um), RMS (uinch), Rt (um) 사이의 관계

http://www.ljstar.com/design/surface_charts.aspx

*재미삼아 해보는 조도 시뮬레이터

http://www.stevenabbott.co.uk/AbbottApps/SPE/index.html