加工面の凹凸は、工具の選択、工具の送りや速度、機械の形状、環境条件などの加工プロセスによって生じます。 この凹凸は、工具ビットや砥石によって表面に加工された高い部分と低い部分から構成される。 これらの山や谷を測定することで、表面の状態や時には性能を知ることができる。 表面を測定し、その結果を分析する方法は100以上ありますが、工具によって作られた跡、つまり表面の質感を測定する最も一般的な方法が粗さ測定です。

生産に関わるさまざまな関係者が、粗さ測定に異なる方法を用いることは珍しいことではありません。 このコラムでは、数多くある粗さ測定の方法のうち2つだけについて、これら2つの方法間の変換方法、および複数の粗さ測定を必然的に使用することによって生じる問題の回避方法についてお話します。

北米では、表面粗さのパラメータとして最も一般的なのは平均粗さ(Ra)です。 Raは、サンプリング長内の表面全体について、山と谷の間の平均長さと平均線からの偏差を測定するアルゴリズムによって計算されます。 Raは粗さプロファイルのすべての山と谷を平均化し、極端な点が最終結果に大きな影響を与えないように、少数の外れた点を中和する。 これは、表面のテクスチャを監視し、複数の表面の測定の一貫性を確保するためのシンプルで効果的な方法です。

ヨーロッパでは、粗さのためのより一般的なパラメータは平均粗さ深さ（Rz）です。 Rzは、5つのサンプリング長内の最も高いピークから最も低い谷までの垂直距離を測定し、これらの距離を平均することによって計算されます。 Rzは最も高い5つの山と最も深い5つの谷のみを平均化するため、極端な値は最終的な値に大きな影響を与える。 Rzの計算方法は長い間変わっていませんが、Rzという記号は変わっていません。

今日のグローバル経済では、機械加工された部品が世界中で作られ、出荷されている。 その結果、製造および品質管理エンジニアは、印刷要件と現地施設の表面ゲージでの測定が一致しない場合、部品を受け入れるかどうかの判断を迫られることがよくあります。 品質管理エンジニアの中には、もし部品が利用可能なパラメータを使用してチェックされ合格すれば、その部品は他のチェックも通過すると考える人もいるかもしれません。 このような場合、エンジニアは異なるパラメータの間に一定の相関、または比率が存在すると仮定しています。

いくつかの仮定を受け入れるしかない場合、混乱を解消して Ra を Rz に、または Rz を Ra に変換するのに役立つ経験則が存在します。 メーカーがRzパラメータを指定して受け入れ、顧客がRaパラメータを使用する場合、Rz対Raの比率範囲=4対1～7対1を使用すると、安全な変換となります。 しかし、メーカーがRaを合格基準として使用し、顧客がRzで評価する場合、変換比率は7対1よりはるかに高くなり、20対1になることもある。 部品のプロファイルの実際の形状が、これらの比率に大きな影響を与えることを覚えておいてください。

プロジェクトの開始時にコミュニケーションをとることで、ほとんどのサプライズを回避することができます。 プリント上のパラメータが何を意味するのか、また生産に関わるさまざまな関係者がどのように表面の質感をチェックする計画なのかを正確に理解することによって、おおよその、そして時には疑わしい比較を回避することができます。 生産に携わる人々が測定パラメータについて合意するための最良の方法は、メーカーと顧客の両方の施設に有能な評価装置を設置し、同じ方法で同じチェックを行うことです。