표면거칠기 표시방법 (기계기술사, 기술고시, 변리사 시험 해설)

<국가직 7급 기계공작법 기출 내용 정리>

- 표면거칠기곡선은 측정점의 단면곡선으로부터 추출하여 구해진다.

- 최대표면거칠기 Rmax는 표면거칠기곡선의 최댓값과 최솟값의 차로 표시된다.

- 10점평균거칠기 Rz는 표면거칠기곡선의 상위 5개 값과 하위 5개 값을 이용하여 표시한다.

- 중심선평균거칠기 Ra는 표면거칠기곡선의 평균값으로 구해진다.

<2001 변리사 기계공작법 기출, 기계기술사 기출>

〔문 3〕기계 가공된 가공면의 표면 거칠기를 평가하고자 할 때, 촉침식 표면거칠기 측정기에서 검출된 파형을 기준으로, 표면거칠기 곡선의 분석절차를 설명하고, 여러 종류의 정량적 표시법을 4가지 이상 들어 그 정의방식과 표시특성을 설명하라. (25점)

([기계기술사 기출]10. 표면거칠기(Surface Roughness)의 표시방식의 종류를 설명하시오.)

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1. 파형 분석 절차

 1) 표면상태를 파악하기 위해서 선형 오차를 제거한다. (+컷오프 필터링)

 2) 보정한 검출 파형에 기준 데이터선을 파형 선 윗부분 합과 선의 아래 영역의 합이 동일한 곳에 위치시킨다.

 3) 파형의 정상부 간 거리로부터 파상도의 높이와 폭을 측정한다.

 4) 저주파 파상도 성분을 제거한다.

 5) 파상도보다 좁은 간격으로 나타나는 불규칙한 기복으로부터 표면거칠기를 구한다.

2. 표면거칠기의 정량적 표시법

1) 중심선 평균거칠기

- L: Cut-off 길이

- f(x): 거칠기 곡선의 중심선에 대한 산술평균 편차

 ㄱ. 가장 많이 사용한다.

 ㄴ. 이례적인 산, 골의 영향을 받지 않는다.

 ㄷ. 기준길이(또는 컷오프)가 주어져야 의미가 있다.

 ㄹ. 거칠기 모양에 대한 정보를 주지 않는다.

2) 10점 평균 거칠기

R_1 ... R_5 : 기준선에서 5번째까지 높은 산의 높이

R_6 ... R_10 : 기준선에서 5번째까지 낮은 골의 높이

 ㄱ. 1개의 기준길이에서만 사용하여 측정표면이 짧을 때 사용한다.

 ㄴ. 기준선은 단면곡선이 평균선에 평행하기만 하면 된다.

3) 최대높이거칠기 방식

Rmax = (가장 높은 산) - (가장 깊은 골)

 ㄱ. 매끈한 표면을 얻기 위해 제거해야 할 재료의 양을 나타낸다.

 ㄴ. 먼지나 티끌입자, 흠 긁힌자국 등에 직접적인 영향을 받는다.

<2014 행정고시 기술직 기계공작법 기출>

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1. 중심선 평균 거칠기 (Ra)

1) m (거칠기 곡선의 산술평균)

2) 중심선평균거칠기 Ra

L: Cut-off 길이

f(x): 거칠기 곡선의 중심선에 대한 산술평균 편차

2. 최대높이거칠기(Rmax)

<2014 행정고시 기술직 기계공작법 기출, 기계기술사 기출>

3) 현재 최대높이거칠기를 보다 좋게 개선하고자 한다면, 수치제어 프로그램에서의 이송속도와 공구 인선(nose) 반지름을 어떻게 바꾸어야 하는지 설명하시오.

([기계기술사 기출]2. 기계가공면의 거칠기 표시방법 3가지를 설명하고 선반가공에서 바이트를 사용할 경우 표면거칠기를 향상시키려면 어떻게 하면 되는가를 설명하시오.)

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1) 이송속도를 낮추면 최대높이 거칠기를 개선할 수 있다.

2) 절삭공구의 인선 반지름을 크게 바꾸면 최대높이거칠기를 개선할 수 있지만, 큰 반지름은 채터링을 유발하여 오히려 표면거칠기가 나빠질 수 있다.