Технология измерения гранита – точность до микрона.
Гранит отвечает требованиям современной измерительной техники в машиностроении. Опыт производства измерительных и испытательных стендов и координатно-измерительных машин показал, что гранит обладает явными преимуществами перед традиционными материалами. Причина этого заключается в следующем.
Развитие измерительной техники в последние годы и десятилетия по-прежнему впечатляет. Вначале были достаточны простые методы измерения, такие как измерительные доски, измерительные стенды, испытательные стенды и т. д., но со временем требования к качеству продукции и надежности процесса постоянно повышались. Точность измерения определяется базовой геометрией используемого листа и погрешностью измерения соответствующего щупа. Однако задачи измерения становятся все более сложными и динамичными, а результаты должны быть более точными. Это предвещает наступление эры пространственной координатной метрологии.
Точность означает минимизацию предвзятости.
Трехмерная координатно-измерительная машина состоит из системы позиционирования, системы высокоточного измерения, датчиков переключения или измерения, системы обработки данных и программного обеспечения для измерений. Для достижения высокой точности измерений необходимо минимизировать отклонение измерений.
Погрешность измерения — это разница между значением, отображаемым измерительным прибором, и фактическим эталонным значением геометрической величины (калибровочным стандартом). Погрешность измерения длины E0 современных координатно-измерительных машин (КИМ) составляет 0,3+L/1000 мкм (где L — измеряемая длина). Конструкция измерительного прибора, щупа, стратегии измерения, обрабатываемой детали и пользователя оказывают существенное влияние на отклонение измерения длины. Механическая конструкция является наилучшим и наиболее устойчивым фактором влияния.
Применение гранита в метрологии является одним из важных факторов, влияющих на конструкцию измерительных машин. Гранит — превосходный материал для современных требований, поскольку он отвечает четырем условиям, обеспечивающим более точные результаты:
1. Высокая внутренняя стабильность
Гранит — это вулканическая порода, состоящая из трех основных компонентов: кварца, полевого шпата и слюды, образованная в результате кристаллизации расплавов горных пород в земной коре.
После тысяч лет «старения» гранит приобретает однородную текстуру и не испытывает внутренних напряжений. Например, возраст импал составляет около 1,4 миллиона лет.
Гранит обладает высокой твердостью: 6 по шкале Мооса и 10 по шкале твердости.
2. Высокая термостойкость
По сравнению с металлическими материалами, гранит имеет более низкий коэффициент теплового расширения (приблизительно 5 мкм/м*К) и более низкую абсолютную скорость расширения (например, у стали α = 12 мкм/м*К).
Низкая теплопроводность гранита (3 Вт/м*К) обеспечивает более медленную реакцию на колебания температуры по сравнению со сталью (42-50 Вт/м*К).
3. Очень хороший эффект снижения вибрации.
Благодаря однородной структуре гранит не имеет остаточных напряжений. Это снижает вибрацию.
4. Трехкоординатная направляющая с высокой точностью
Гранит, представляющий собой природный твердый камень, используется в качестве измерительной плиты и хорошо поддается обработке алмазными инструментами, что позволяет получать детали с высокой базовой точностью.
Благодаря ручной шлифовке точность направляющих рельсов может быть оптимизирована до микронного уровня.
В процессе шлифовки можно учитывать деформации детали, зависящие от нагрузки.
В результате получается сильно сжатая поверхность, что позволяет использовать направляющие на воздушных подшипниках. Направляющие на воздушных подшипниках отличаются высокой точностью благодаря высокому качеству поверхности и бесконтактному перемещению вала.
в заключение:
Присущая граниту стабильность, термостойкость, виброгашение и точность направляющей рейки — четыре основные характеристики, которые делают его идеальным материалом для координатно-измерительных машин (КИМ). Гранит все чаще используется в производстве измерительных и испытательных стендов, а также в КИМ для изготовления измерительных досок, измерительных столов и измерительного оборудования. Гранит также применяется в других отраслях промышленности, таких как станкостроение, лазерные станки и системы, микрообрабатывающие станки, печатные машины, оптические машины, автоматизация сборки, обработка полупроводников и т. д., в связи с растущими требованиями к точности машин и их компонентов.
Дата публикации: 18 января 2022 г.