Precision Measurement Chapter 5 Surface Roughness 표면거칠기 료
표면거칠기기능및 향 표면거칠기의기능. Sliding ( 미끌림 ) Sealing ( 기밀 ) Force transmission ( 동력전달 ) Optical ( 광 ) Adhesion ( 촉) Flow ( 통전 ) 표면거칠기 제품에미치는 향요소 wear behavior ( 모 용 ) cleaning and sliding properties ( 세 및미끌림 성 ) lubricating capacity ( 윤활용량 ) fatigue strength ( 피 강도 ) susceptibility to corrosion ( 부 성 )
용산 분 광학항공자동차의학 전자공학기계공학정밀공학 플 스틱
표면거칠기의개요 1. 거칠기형상의종류 2. 거칠기형상의적 3. 거칠기형상의측정 4. 표면거칠기의종류 5. 표면거칠기의기준길이 6. 표면거칠기의측정방 및사 장비비교 초. 침 측정기의활
1. 거칠기형상의종류 1) 형상 (Form) : 공물의휨이나공 기계 안내면의변형에서발생 2) 파상도 (Waviness) : 표면의기복으 진동이나떨림또는재료경도의불균열성으 발생 3) 표면거칠기 (Roughness) : 공된표면에 은간 으 나타나는미세한굴곡
2. 거칠기형상의적 1) 결 (Lay) : 공방 에따라다르게나타나는표면의주된무늬방향을의미한다. 2) 흠 (Flaw) : 기, 긁힌 국과갈라진틈은표면거칠기값에 함 않는다. 3) 단면곡선 : 공 물 공방향에수 한단면으 절단했을때나타나는요철
3. 거칠기형상의측정 1) 거칠기곡선 파장 진 2) 측정길이 ( 침 ) 공방향에수 단면 절단단면곡선 단면곡선 거칠기곡선 - Filtering 의적 - Sampling 의적
4. 표면거칠기의종류 1) 최대높이거칠기 (Rmax) 3) 1 각점평균거칠기 (Rz) 2) 중심선평균거칠기 (Ra)
5. 표면거칠기의기준길이 최대높이의 위 ( μm Rmax) 과이 1 각점평균거칠기의 위 ( μm R Z ) 최대높이의 위 ( μm Rmax) 1 각점평균거칠기의 위 ( μm R Z ) 기준길이 (mm) - - 각. 촉 각. 촉 각.25 각. 촉 각. 촉 6.3 6.3 각. 촉 6.3 6.3 25 25 2.5 25 25 1 각각 1 각각 촉 1 각각 1 각각 4 각각 4 각각 25
6. 표면거칠기의측정방 및사 장비비교 감능적 ( 또는 ) 의한비교 침 광 간섭측정 원 현미경 비교 표준편을사 (Surface Roughness Scale) 계또는기 계를 진 침 측정기 (Surfascan-S2A) 3D Surface Profiling System(SIS-12 각각 ) Atomic Force Microscope(XE-1 각각 )
표면거칠기측정기
프 브구성및규격
프 브촉침 파손된 이아몬드촉침 향으 표면파손현상
측정 스템종류 1 개의스키드활용 스템은일반 인표면거칠기를측정 는데사용된. 기본타 2 개의스키드를활용 는 스템은주 판 면이나롤러같은 간굴 진면을측정 는데유용. 규격은 SEP 1940 을 용한 스키드 는 스템은표면거칠기뿐만아니라표면, 파상도등을측정할필요 있을때유용 Pt, Wt 등의파라미터분 능
프 브촉침 모된촉침의기 형상에 는산정상부분은둥그스름 며골의밑바 부는예리한형상이된. 파손이나 모된촉침을사용 측정값에 향을주며연질의측정물은표면에손상을일으킬수있.
거칠기측정 선
거칠기필터 λc 거칠기필터는표면단면 선을파상도단면 선과거칠기단면 선으 분리한 표면단면곡선 P λc/digital Gauss Rt 파상도단면곡선 W 거칠기단면곡선 R
필터효과
필터선택 Roughness Wave
프 브선택 일반 인표면형상을측정할경우촉침이 은 Stylus 에의해보 미세한골을측정할수 있기때문에, 히수 방향정보 부터계산되는파라미터 (Ra,Rmax,Rz 등 ) 를중 관리할때올바른규격의프 브의선택이중요.
노이즈필터 λc/λs 노이즈필터를이용 표면단면 선에 단파진동을제거할수있 λc/λs 노이즈제거전단면 선 노이즈제거후단면 선 컷오프값 a a 최대프 브반경 a a a a 최대샘플링길이 λ λ µ λ λ a µ µ 8 8 8 8 8
거칠기 선정의 요소 λc (=lr) lt (>ln) ln (5xlr) lr (=λc) Cut off ( 컷오프 ) 명칭 Traverse length ( 측정길이 ) Evaluation length ( 평 길이 ) single sampling length ( 기준길이 ) 필터의 용길이일반 으 이송길이의 1/6 설명 평 길이와 부분과끝부분까 포 한길이단면 선으 부터표면거칠기 선을 을수있음 전체측정길이에 부분과끝부분을제거한길이평 길이의표준값은일반 으 기준길이의 5 기준길이 (lr) 는컷오프값 (λc)) 과같. (λc) 기준길이 (lr) 는모든파라미터를분 는단일길이
Roughness Parameter 수 성분파라미터 수평성분파라미터 Ra RPc Rt RSm Rz Rmax Rmr
Pt, Wt, Rt 파라미터 Pt, Wt, Rt 명칭 Total height of the profile ( 단면 선의전체높이 ) 규격 DIN EN ISO 4287 정의 평 길이내에 최대단면 선산높이 (Zp) 최대단면 선골깊이 (Zv) P : 표면 P 단면 선에 최대높이 : 파상도 a 단면 선에 최대높이 표면거칠기 선제외 : 거칠기 단면 선에 최대높이며최대산높이 Z 와최 산깊이 Z 를더한값
R a 산술평균거칠기는거칠기 선에 그중심선의방향으 측정길이의부분을채취, 이채취부분의중심선을 X, 세 율의방향을 Y 으, 거칠기 선을 y=f(x) 표 을때, 음 에따라구해 는값을 이크 미터 ( μm ) 나타낸것을말한
Ra 파라미터 Ra 명칭 Arithmetic mean roughness value ( 산술평균거칠기 ) 규격 DIN EN ISO 4287 정의 기준길이내에 절대세 값 Z(x) 값의산술평균값
Ra 분 Ra 는표면구조에대한정보 음반드 른파라미터와병 사용 한.
R z 단면 선에 기준길이만큼채취한부분에 평균선에평 단면 선을 르 않는 선에 세 율의방향으 측정한 장높은곳으 부터 5 번째까 봉우리표 평균값과 장깊은곳으 부터 5 번째까 골밑의표 평균값과의차이
Rz 파라미터 Rz 명칭 Max. roughness profile height ( 단면 선의최대높이 ) 규격 DIN EN ISO 4287 정의 의기준길이내최대산높이 (Rp) 와최대골깊이 (Rv) 를 한높이의평균값
R max 최대높이는단면 선에 기준길이만큼채취한부분의평균선에평 한두 선으 채취한부분을끼울때, 이두 선의간격을단면 선의세 율방향으 측정 이값을 이크 미터 ( μm ) 표
Rz and Rmax cג Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 l n
Rmr (c) 파라미터 Rmr(c) 명칭 Roughness profile material ratio ( 거칠기단면 선의실체비 ) 규격 DIN EN ISO 4287 정의 Rmr 은평 길이상에 주어진절단선 C 깊이 (MI(C)) 를기준으 재질을포 한길이비율의 을퍼센 표 한값 실체비 선 (Abbott curve) 은절단선깊이에따른거칠기단면 선의실체비의변화 선 ( 깊이별부 길이율변화 )
실체비 (Bearing ratio) 선과제품 모의관계 평가길이 ln 평가길이 ln
Bearing ratio curves
실체비 선파라미터 Rk, Rpk, Rvk, Mr1, Mr2 등 선은실체비 선의중심 을구 기위 계산한. 이중심 은단면 선의측정 중 40% 를포 한. 할선은실체비 선에 실체비의크기 40 % 인 의의구간을설정 을때구간의양끝에해 는실체비 선의두 을연결 는 선이. 중심 은할선의기울기 최소 되는구간이.
중심거칠기파라미터정의 파라미터 Rk Rpk Rvk Mr1 Mr2 명칭 Core roughness ( 중심거칠기 ) Reduced peak height ( 제거된산높이 ) Reduced valley depth ( 제거된골깊이 ) Material ratio at both edges of the core roughness profile ( 실체비 ) 규격 DIN EN ISO 13565 A1 Peak area 산의면 A2 Valley area 골의면 Rpk* Rvk* peak height ( 산높이 ) Valley depth ( 골깊이 ) 정의 중심 에 벗어난돌출된산과깊은골을제외한거칠기단면 선 중심거칠기단면 선에 돌출된산의평균높이 중심거칠기단면 선에 제거된골의평균깊이 중심거칠기단면 선에 제거된부분을분리 는교선을결정 는 분율 Mr1 에 실체비절단선과최 단면 선산높이까 의길이 Mr2 에 실체비절단선과최 단면 선골깊이까 의길이
표면거칠기기호 DIN EN ISO 1302 a b c - f e d a = 평균거칠기파라미터, 규정값, 이송길이 b = production processes ( 공방법 ), surface treatment( 표면 리 ), coating c = reference length ( 컷오프값, 기준길이 ) d = valley direction ( 줄무늬방향의기호 ) e = processing addition ( 듬질 유 ) f = 거칠기파라미터 (e.g. Rz, Rt, Rmr(c))
표면거칠기기호예 DIN EN ISO 1302 6.3 ground Rz 4 Ra 0.6 최대거칠기허용값 Rz 4 μm 평균거칠기최대허용값 Ra 0.6 μm 공공정 : grinding ( 연 공정 ) Rz 8 Rmr (4) >50% 최대거칠기허용값 Rz 8 μm 기준면에 4 μm 깊이의절단선상재질비율 Rmr >50%
참 - 듬질기호의표 방법 듬질기호표면거칠기구분값정도 일체의 공이 는 연면 별히규정 않음 운 연면을그대 두 아주 거친곳만조 공 w a Z 공흔 이남을정도의 듬질 x a Z 공흔 이거의 는중 듬질 y a Z 공흔 이전혀 는상 듬질 z a 8 8Z 광택이나는 듬질
참 - 줄무늬방향의기호 기호의미설명도 기호의미설명도 공으 생긴앞줄의방향이기호를기 한그림의투 면에평 M 공으 생긴선이 방면으 교차또는무방향 M 공으 생긴앞줄의방향이기호를기 한그림의투 면에수 공으 생긴선이거의동심원 C 공으 생긴선이두방향으 교차 공으 생긴선이거의방사상 레이디 형 R
참 - 면의 기호사용예 기호의미 제거가공을허용하지않는면 100S 제거가공을하지않으며, Rmax 이 100[ μm ] 보다작은주조등의면 25 제거가공의필요여부를문제삼지않으며 Ra 가최대 25[ μm ] 인면 y 표면거칠기의범위에들어가는제거가공을하는면 ( 약 1.6a) 1.6a G Ra 가최대 1.6[ μm ] 인연삭가공을하는면
참 - 면의 기호사용예 기호의미 25 M λc 0.8 lc 0.8[mm] 에서 Ra 가최대 25[ μm ] 인밀링가공을하는면 0.8a G 0.8 lc 0.8[mm] 에서 Ra 가최대 0.8[ μm ] 인제거가공을하는면 6.3 1.6 Ra 가상한값 6.3[ μm ] 에서하한값 1.6[ μm ] 까지인제거가공을하는면 25S Rmax 가최대 25[ μm ] 인제거가공을하는면 100Z L = 2.5 기준길이 L = 2.5[mm] 에서 Rz 가최대 100[ μm ] 인제거가공을하는면