簡潔な回答
一般的な表面ではRa 1.6 µmを標準とします そして、機能的な理由がある場合にのみ仕様を厳しくしてください。例えば、接触面、シール面、ベアリング面、外観仕上げ、または規制要件などです。Ra値を一段階下げるごとに、加工または仕上げコストは約2倍になります。これは、送り速度を大幅に落とすか、仕上げ加工（研削、研磨、電解研磨など）を追加するか、あるいはその両方を行う必要があるためです。
当社が目にする最も高価な表面仕上げの誤りは、全面的な仕上げ指示です。例えば、 Ra 0.4 ALL SURFACES 実際には2、3の表面しか必要としない部品に適用される場合です。12面加工のハウジングの場合、その指示は部品コストを2～3倍に増加させる可能性があります。厳しい仕上げは、必要な表面にのみ指定してください。
Raが実際に何を測定しているのか
Ra（算術平均粗さ）は、サンプリング長さにおいて、表面プロファイルの平均線からの絶対偏差の算術平均です。簡単に言えば、スタイラスが表面をなぞり、すべての山と谷をトレースする様子を想像してください。Raは、それらの偏差の平均高さです。これは、すべての表面テクスチャ情報を圧縮した単一の数値であり、比較には役立ちますが、ピークの高さや間隔に関する情報は隠されます。
単位： Raは通常、マイクロメートル（µm）またはマイクロインチ（µin）で報告され、1 µm = 39.37 µinです。.ほとんどのISOおよびメートル法の図面ではµmが使用されますが、多くの北米の図面では依然としてµinが使用されています。指示の単位を必ず確認してください。Ra 32 µinはRa 0.8 µmに相当しますが、Ra 32 µmは非常に粗い表面を意味します。
ISO N等級粗さクラス
| N等級 | Ra (µm) | Ra (µin) | 説明 |
|---|---|---|---|
| N1 | 0.025 | 1 | 光学 / 鏡面 — ラップ仕上げ |
| N2 | 0.05 | 2 | ラップ仕上げ、研磨仕上げ |
| N3 | 0.1 | 4 | ホーニング仕上げ、研磨仕上げ |
| N4 | 0.2 | 8 | 精密研削、ベアリング面 |
| N5 | 0.4 | 16 | 精密加工、精密シャフト |
| N6 | 0.8 | 32 | シール面、サニタリー面、接触面 |
| N7 | 1.6 | 63 | 一般的な機械加工 (標準) |
| N8 | 3.2 | 125 | 粗フライス加工、正面フライス仕上げ |
| N9 | 6.3 | 250 | 粗旋削加工、非重要部 |
| N10 | 12.5 | 500 | 砂型鋳造、火炎切断 |
| N11 | 25 | 1000 | 鍛造、粗仕上げ |
| N12 | 50 | 2000 | 粗鍛造、熱間圧延 |
機械加工プロセスで達成可能なRa
| プロセス | 経済的なRa | 最良のRa |
|---|---|---|
| 砂型鋳造 | 12.5–25 µm | 6.3 µm |
| インベストメント鋳造 | 3.2–6.3 µm | 1.6 µm |
| 粗フライス加工 | 3.2–6.3 µm | 3.2 µm |
| 仕上げフライス加工 | 1.6 µm | 0.8 µm |
| 旋削加工 (粗加工) | 3.2 µm | 1.6 µm |
| 旋削加工 (仕上げ加工) | 0.8 µm | 0.4 µm |
| 旋削加工 (ダイヤモンド工具、非鉄金属) | 0.4 µm | 0.1 µm |
| リーマ加工 | 1.6 µm | 0.8 µm |
| 円筒研削 | 0.4 µm | 0.2 µm |
| 平面研削 | 0.4 µm | 0.2 µm |
| ホーニング | 0.2 µm | 0.05 µm |
| ラッピング | 0.1 µm | 0.025 µm |
| 研磨／バフ研磨 | 0.2 µm | 0.05 µm |
RaとRz — どちらをいつ指定すべきか
Raは平均的な測定値です。Rzは、突き出たピークや深い谷といった極端な値を捉えます。実際のピーク高さが重要な機能面、例えばガスケットのシール面、シャフトの軸受面、ならし運転が想定される摺動面などでは、Rzがより情報量の多い仕様となります。
例：Ra 0.8 µmの2つの表面について。表面Aは3 µmのピークを持つ均一なテクスチャですが、表面Bはほとんど滑らかな領域ながら、時折12 µmのピークがあります。Raは同じでも、シール性能は大きく異なります。Rzはこれらを区別します（表面A：Rz ≈ 4 µm；表面B：Rz ≈ 18 µm）。ほとんどの一般的な機械加工ではRaで十分ですが、シール面、軸受面、摺動接触面にはRzも指定に含めてください。
表面仕上げのコスト内訳
粗い正面フライス仕上げ（Ra 3.2）から細かい仕上げフライス加工（Ra 1.6）へ移行する場合、通常、ツールパスが1つ追加され、サイクルタイムが10～20%増加します。コスト差はわずかであり、ほとんどの図面ではRa 1.6が一般的な標準として指定されています。
Ra 0.8 µmは通常、送り速度の低下、ステップオーバー量の縮小、新しい工具の使用を必要とします。サイクルタイムは30～50%増加します。Ra 0.4 µmは、多くの場合、2次加工を必要とします。これは、特定の工具戦略による仕上げパスか、2次的な研削／ホーニング工程のいずれかです。コストは通常50～100%増加します。
Ra 0.4 µmを下回る場合、ほぼ常に仕上げ加工（平面研削、ホーニング、ラッピング、または研磨）を追加します。シャフトの研削された軸受面は、サイズと形状に応じて部品あたり5～20ドルの追加コストが発生する可能性があります。複雑な形状で鏡面Ra 0.05まで手作業で研磨する場合、部品あたり30ドル以上の追加コストが発生する可能性があります。これらの仕上げは、機能上必要な場合にのみ指定してください。
測定と報告の方法
表面仕上げの指定があるすべての部品は、接触式触針粗さ計で測定されます。当社では、四半期ごとに校正されたミツトヨ製SJ-410を使用しています。デフォルトの測定条件は、カットオフ0.8mm、評価長さ4mm、ガウシアンフィルターです。結果は、指定された内容に応じてRa、Rz、場合によってはRmaxを示す初回品検査報告書に記載されます。
量産時には、10個に1個の部品（またはお客様のSPC計画で要求される場合）で仕上げを確認します。仕様外の部品は隔離され、プロセスは停止されます。再開する前に、工具の再認定または表面仕上げパラメータのリセットを行います。これは当社の ISO 9001:2015品質システム.