측정에서 표면조도(Roughness)와 평면도(Waviness 또는 Flatness)

측정에서 표면조도(Roughness)와 평면도(Waviness 또는 Flatness)

 

 

 

 

1. 개요

 

기계 부품의 다듬면은 기계 가공 정밀도가 높아질수록 더욱 중요한 요소가 된다. 다듬질면의 정밀도는 평면도, 진직도, 원통도, 진원도, 구면도 등의 형상 정밀도와 표면 거칠기(표면조도), 표면파형 등의 표면 정밀도로 나눌 수 있다

 

 

 

 

2. 표면 조도( Surface Roughness)

 

  1) KS 에서 표면 조도라 함은 작은 간격으로 나타나는 표면의 요철 부분으로 거칠다, 매끄럽다 하는 감각의 기본이다. 

     기계의 미끄럼면, 측정기의 접촉면, 내식을 필요로 하는 표면, 반복 하중을 받는 스프링, 정밀 가공 표면 등은

     표면 조도에 큰 영향을 받으므로 주의할 필요가 있다.

 

  2) 표면 거칠기 측정 방법

     ① 광절단식 표면 거칠기 측정

         피측정물의 표면에 수직 방향으로 좁은 틈새로 나온 빛을 투사하여 표면을 절단하고 그 반대

         방향에서 현미경이나 투영기에 확대 관찰이나 사진을 찍어 측정 최대 1000배 까지 확대 가능

         하며 거친 표면 측정에 사용한다.

     ② 비교용 표준편과 비교 측정

         비교용 표준편과 가공된 표면을 비교하여 측정하는 방법으로 육안 검사와 손톱에 의한 검사,

         빛, 광택에 의한 검사가 있다.

     ③ 현미 간섭식 표면 측정법

         빛의 표면 요철에 대한 간섭무늬 발생 상태로 측정하는 방법으로 비교적 미세한 측정에 사용

     ④ 촉침식 측정기

         촉침을 정면에서 긁었을 때 촉침의 상하 이동량에 의하여 전기 증폭 장치에 의한 표면 거칠기를 측정한다.

 

  3) 표면 거칠기의 표시방법

      표면 거칠기의 표시는 기계 표면에서 임의대로 채취한 각 부분에 최대 높이(Rmax),

      10점 평균 거칠기 (Rz), 중심선 평균 거칠기(Ra)의 각각 산술 평균치로 나타낸다.

     ① 최대 높이(Rmax)

        최대 높이는 단면곡선에서 기준 길이만큼 채취한 부분의 평균선에 평행한 두 직선으로 채취부분을 끼울 때

        두 직선의 간격을 단면 곡선의 세로 비율 방향으로 측정 하여 이값을 마이크로미터(μm)로 표시한 것

     ② 10점 평균 거칠기( Rz)

         10점 평균 거칠기는 단면 곡선에서 기준 길이 만큼 채취한 부분에 있어서 평균선에 평행 또는

         단면선을 가로 지르지 않은 직선에서 세로 배율의 방향으로 측정한 가장 높은 곳에서 5번째

          까지 봉우리의 표고 평균점에서 가장 깊은 곳으로 부터 5번 째까지의 골밑 표고의 평균값과의

           차이를 마이크로 미터(μm)로 표시한 것

 

            Rz= (R1+R3+R5+R7+R9)-(R2+R4+R6+R8+R10) / 5

 

③ 중심선 평균 거칠기(Ra)

    중심선 평균 거칠기는 거칠기 곡선에서 그 중심선 방향으로 측정 길이 L의 부분을 채취하고

    이 채취 부분의 중심축을 X, 세로 비율의 방향을 Y, 거칠기 곡선을 y=f(x)로 표시 하였을 때

    다음 식에 따라 구해지는 값을 마이크로 미터(μm)로 표시한 것

 

     Ra =

 

 

 

 

3. 평면도(Flatness)

 

    정반이나 선반의 안내면 같은 평면이 기히학적 평면과 어느 정도 차이가 나는지를 나타낸다.

 

  1) 측정방법

     ① 광선 정반 ( Optical Flat)

        ▷ 광선 정반은 비교적 작은 부분의 평면도를 측정 검사 하는데 사용하며 천연 수정 또는 광학

            유리로 만들어저 있다.

        ▷지름 30-60mm 두께 11-15mm 원판이며 그 양면은 매우 정확한 평행 평면으로 되어 있다

        ▷광선 정반을 측정면위에 올려놓고 표면에 백색 빛 또는 단색 빛을 투사하면 이빛에 의하여

           나타나는 간섭무늬로 평면도를 측정한다. 무늬줄이 등거리 평행선 일 때 평면임을 나타낸다.

        ▷무늬줄 1개당 빛의 파장 / 2 의 평면도의 차이가 있다

        ▷동심원을 가진 무늬는 높거나 낮은 곳이다

     ② 오토 콜리메타 (Auto Collimeter)

        ▷평행 광선을 내는 장치와 반사경으로 되어 있으며 일정한 거리에서의 반사경의 기울기는

            평면도와 직진도를 조사한다.

        ▷ 비교적 큰 평면을 측정한다.