Технология измерения гранита – с точностью до микрона
Гранит отвечает требованиям современной измерительной техники в машиностроении.Опыт изготовления измерительных и испытательных стендов и координатно-измерительных машин показал, что гранит имеет явные преимущества перед традиционными материалами.Причина в следующем.
Развитие измерительных технологий в последние годы и десятилетия по-прежнему интересно и сегодня.Вначале было достаточно простых методов измерения, таких как измерительные доски, измерительные стенды, испытательные стенды и т. д., но со временем требования к качеству продукции и надежности процесса становились все выше и выше.Точность измерения определяется базовой геометрией используемого листа и неопределенностью измерения соответствующего датчика.Однако задачи измерений становятся все более сложными и динамичными, а результаты должны становиться более точными.Это знаменует собой зарождение метрологии пространственных координат.
Точность означает минимизацию предвзятости
Координатно-измерительная машина 3D состоит из системы позиционирования, системы измерения высокого разрешения, датчиков переключения или измерения, системы оценки и измерительного программного обеспечения.Для достижения высокой точности измерений погрешность измерений должна быть минимизирована.
Погрешность измерения — это разница между значением, отображаемым измерительным прибором, и фактическим эталонным значением геометрической величины (калибровочного эталона).Погрешность измерения длины Е0 современных координатно-измерительных машин (КИМ) составляет 0,3+L/1000 мкм (L – измеряемая длина).Конструкция измерительного устройства, щупа, стратегия измерения, заготовка и пользователь оказывают существенное влияние на отклонение измерения длины.Механическая конструкция является лучшим и наиболее устойчивым влияющим фактором.
Применение гранита в метрологии является одним из важных факторов, влияющих на конструкцию измерительных машин.Гранит является отличным материалом, отвечающим современным требованиям, поскольку он отвечает четырем требованиям, которые делают результаты более точными:
1. Высокая внутренняя стабильность
Гранит — вулканическая порода, состоящая из трех основных компонентов: кварца, полевого шпата и слюды, образовавшаяся в результате кристаллизации расплавов горных пород в земной коре.
После тысячелетнего «старения» гранит имеет однородную текстуру и отсутствие внутренних напряжений.Например, импалам около 1,4 миллиона лет.
Гранит имеет большую твердость: 6 по шкале Мооса и 10 по шкале твердости.
2. Устойчивость к высоким температурам
По сравнению с металлическими материалами гранит имеет более низкий коэффициент расширения (около 5 мкм/м*К) и более низкую абсолютную скорость расширения (например, сталь 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 высокой точности.
Гранит, изготовленный из природного твердого камня, используется в качестве измерительной пластины и хорошо обрабатывается алмазным инструментом, в результате чего получаются детали с высокой базовой точностью.
Путем ручной шлифовки можно оптимизировать точность направляющих до микронного уровня.
При шлифовании можно учитывать деформации детали, зависящие от нагрузки.
В результате получается сильно сжатая поверхность, что позволяет использовать направляющие с воздушными подшипниками.Направляющие с воздушными подшипниками отличаются высокой точностью благодаря высокому качеству поверхности и бесконтактному движению вала.
в заключение:
Собственная стабильность, термостойкость, гашение вибраций и точность направляющей — четыре основные характеристики, которые делают гранит идеальным материалом для ШМ.Гранит все чаще применяется при изготовлении измерительных и испытательных стендов, а также на КИМ для измерительных плат, измерительных столов и измерительного оборудования.Гранит также используется в других отраслях промышленности, таких как станки, лазерные машины и системы, микромашины, печатные машины, оптические машины, автоматизация сборки, обработка полупроводников и т. д., из-за растущих требований к точности машин и компонентов машин.
Время публикации: 18 января 2022 г.