1.표면 거칠기 관련규격 및 응용범위
가. 국제규격에 관계된 용어: ISO 4287/1
Surface Roughness-Terminology-Part 1
나. 관련규격 : ISO 1302
Technical Drawings Method of Indicating surface Texture on Drawings.
다. 한국 공업규격 KS B 0161 표면 거칠기 측정
KS B 0501 촉침식 표면 거칠기 측정기
B 0506 광파 간섭식 표면 거칠기 측정기
B 0507 비교 표면 거칠기 표준편
B 0610 표면 파상도
라. 적용범위
이 국제 규격은 표면 거칠기 파라미터의 수치가 다음 범위 내에서 기계가공 된
제품의 표면 거칠기에 적용한다.
0.008μm < Ra < 400μm
0.025μm < Rz 와 Ry < 1600μm
0.002mm < S 와 Sm < 12.5 mm
2.표면거칠기 측정
기하학적인 이상평면으로부터의 형상오차는 그 제품을 전체로 하여 기하학적으로
고찰했을 때 평면도, 진원도와 같이 거칠은 오차인 파상도, 표면 거칠기와 같은 미세한
오차로 구성되어 있다.
2-1. 표면 거칠기의 측정부분
1) 기구적인 기능 향상을 필요로 하는 부분
① 기계의 운동부분 : 베드, 피스톤, 축, 기어 등
② 측정의 기준이 되는 면 : 블록 게이지, 마이크로미터
③ 유밀 기밀을 요하는 부분 : 피스톤링, 밸브, 유압 실린더
④ 절단용 날부분 : Cutter, razor(면도날)
⑤ 전기적 접촉부분
⑥ 광학부분
2) 접착력을 요하는 부분
① 도장부분
② printing circuit(윤전기)
3) 내식성을 요하는 부분 : 보호피막, 도장부분
4) 외관 향상을 요하는 부분 : 광택
5) 시각적 선명도를 요하는 부분 : 활자, 인쇄용 종이
2-2. 표면 구조
1) 표면 거칠기(Surface Roughness)
가공된 표면에 작은 간격으로 나타나는 미세한 굴곡이며, 주로 공작과정에서 가공방법이나
다듬질 방식에 따라 모양과 크기가 다르게 나타난다.
2) 파상도(Waviness)
거칠기 간격보다 큰 간격으로 나타나는 표면의 굴곡을 말하며, 주원인은 연삭 숫돌의
불평형, 이송나사의 불균일, 기계의 고정부위 이완, 진동, 재료의 열처리 불균일 등 기계의
특성에 의해 형성된다.
3) 결(lay)
가공방식에 따라 다르게 나타나는 표면의 전체적인 무늬이며, 이 무늬의 방향은 촉침식
표면거칠기 측정기로 거칠기를 측정할 때 Stylus의 진행방향을 결정하는 요소가 된다.
특별한 지시가 없는 한 거칠기의 측정은 결에 대해 직각방향으로 한다.
4) 흠(flaw)
비교적 불규칙하게 공작물에 나타나는 결함으로, 긁힘(scratch)}, 갈라진 틈(crack),
기공(blow hole) 등이 이에 속한다.
2-3. 표면 거칠기의 정의 및 표시
표면 거칠기 표시법에는 ISO/R468에 따라 최대높이 거칠기(Ry), 중심선 평균 거칠기
(Ra), 십점 평균 거칠기(Rz), 단면 요철간격(Sm) 등이 있으며, 그 외에 제곱 평균 거칠
기(RMS) 등이 있으며 국제적으로는 Ra의 사용 빈도가 가장 높다. 표면 거칠기 값은
일반적으로 ㎛단위로 나타낸다.
KS에는 (Ry), (Ra), (Rz)의 3가지의 표시법을 규정하고 있다.
1) 최대높이 거칠기(Ry)
단면곡선에서 기준 길이만큼 채취하여 단면곡선의 중심선(기준선)과 평행하며 제일
높은 산과 제일 깊은 골에 접하는 두 평행선 사이의 거리로 나타내는 방법.
2) 중심선 평균 거칠기(Ra)
거칠기 곡선 중에서 중심선으로부터의 위쪽 부분의 면적과 아래쪽 부분의 면적의 합을
기준 길이(L)로 나눈 값으로 나타내는 방법
◈중심선 : 기준길이 내에서 평균 단면곡선과 평행한 직선을 그었을 때 이 직선과
단면곡선으로 둘러싸인 면적이 같게 되는 직선을 말한다.
3) 십 점 평균 거칠기 (Rz)
단면 곡선에서 기준 길이만큼 채취한 부분에서 중심선에 세로방향으로 측정한 가장 높은
곳으로부터 5번째까지의 봉우리의 표고 평균값과 가장 낮은 곳으로부터 5번째까지 골 밑
의 표고 평균값과의 차이로 나타내는 방법
◈ 베어링률 ( )
기준길이 내에 있는 단면곡선의 중심선에 평행하게 절단위치를 잡고 그 선이 거칠기 표면과
접촉하는 부분의 길이를 기준길이에 대한 비율로 나타내낸 것을 베어링률이라 한다.
이는 면과 면이 상대 운동할 때의 지탱면을 제시하는 것으로 이것은 마모로 나타나기 때문에
마모율, 접촉률이라 하며 마모의 결과를 모형화 하는데 쓰여 왔다.
그러나 베어링률이 마모를 모형화 하고는 있지만 다음과 같은 비현실적인 문제점 때문에
실제의 운전시험을 대신할 수는 없다.
① 길이의 단면이지 표면의 면적이 아니다.
② 파상도나 형상에 의한 차이는 무시 된다.
③ 실제로 하중이 주어지면 탄성변형을 일으킨다.
④ 각각의 표면양상이 마모에 역할을 하므로 실제로는 2개의 접촉면이 포함되어야 한다.
⑤ 기하학적인 개념에서 정점들을 통과하는 선에 의해 깨끗하게 깎인다.
◈ 베어링률 곡선 ( bearing ratio curve )
베어링률은 단독으로 사용되지 않고 전구간의 베어링률 곡선이 자주 쓰이며
마모의 성질 등을 예측할 수 있다.
(a)와 같이 베어링률이 볼록하면 접촉면적이 넓어서 마모가 잘 안 되는 형태이고
(c)와 같이 오목하면 상대적으로 마모가 빠르다.
