I. Процесс производства гранитной поверочной линейки
Просеивание и резка сырья
Критерии выбора материала: следует выбирать высококачественный гранит плотностью ≥2,7 г/см³ и водопоглощением <0,1% (например, «Цзинань Зелёный» из Шаньдуна и «Чёрный Золотой Песок» из Индии). Частицы минералов должны быть однородными (кварцевые частицы размером ≤2 мм), без трещин и пор. Скрытые дефекты должны быть удалены с помощью рентгеновской дефектоскопии.
Черновая резка: Используйте алмазную дисковую пилу для резки заготовки на 5–10 мм больше размера готового изделия. Отклонение плоскостности поверхности реза должно быть в пределах ±0,5 мм.
2. Лечение старения
Естественное старение: выдержите сырой материал на открытом воздухе от 6 до 12 месяцев. Благодаря разнице дневных и ночных температур, а также изменению влажности, снимается более 90% внутреннего напряжения, что предотвращает деформацию на более поздней стадии.
Искусственное старение (опционально): некоторые производители используют печь с постоянной температурой (100–150 ℃) в течение 24 часов для ускорения снятия напряжения, что подходит для срочных заказов, но эффект несколько ниже, чем при естественном старении.
3. Грубое шлифование и обработка эталонной поверхности
Грубая шлифовка и формовка: используйте алмазный шлифовальный круг 200–400 для шлифования заготовки, удаления линий реза, исправления плоскостности от ±0,5 мм до ±0,1 мм/м (100 мкм/м) и определения контрольной поверхности.
Обработка нерабочей поверхности: Снимите фаску или покройте боковые и нижние поверхности (например, распылите антикоррозийную краску), чтобы предотвратить растрескивание кромок и расширение из-за впитывания влаги.
4. Прецизионное шлифование (основной процесс)
Скачок точности достигается за счет иерархического шлифования, которое делится на три этапа:
Грубая шлифовка: используйте абразивы зернистостью 400–800 (карбид кремния или алмазный микропорошок) в сочетании с гранитной шлифовальной платформой для коррекции плоскостности до ±10 мкм/м и шероховатости поверхности Ra≤0,8 мкм.
Прецизионное шлифование: благодаря переходу на абразивы зернистостью 1200–2000 и использованию электронного уровня (точность ±1 мкм/м) для контроля в режиме реального времени плоскостность улучшилась до ±3 мкм/м, а шероховатость поверхности Ra составила ≤0,4 мкм.
Сверхтонкая шлифовка (ключ к высокоточным изделиям): при использовании микропорошка класса W10-W5 (размер частиц 5-10 мкм) и химической полирующей жидкости, благодаря двойному воздействию «механическое шлифование + химическая коррозия», окончательная плоскостность может достигать ±1 мкм/м, а шероховатость поверхности Ra≤0,2 мкм.
5. Точное обнаружение и коррекция
Оборудование для обнаружения: лазерный интерферометр (точность ±0,1 мкм) и электронный уровень (разрешение 0,001 мм/м) используются для проведения полнодиапазонного определения плоскостности и прямолинейности, а также для построения карты распределения ошибок.
Коррекция в замкнутом цикле: на основании данных обнаружения выполняется локальная дополнительная шлифовка на участке с высокой погрешностью с помощью шлифовального станка с ЧПУ до тех пор, пока погрешность полного размера не будет контролироваться в целевом диапазоне.
6. Защита поверхности и упаковка
Защитная обработка: Нанесите на контрольную поверхность наноразмерное силикатное покрытие (толщиной 5–10 мкм), а на нерабочую поверхность нанесите слой антикоррозионного воска, чтобы предотвратить впитывание влаги или окисление при длительном использовании.
Прецизионная упаковка: упакован в ударопрочные деревянные ящики с осушителем. Во время транспортировки разница температур контролируется в пределах ±5°C, чтобы избежать снижения точности из-за вибрации.
II. Высочайший класс точности и отраслевые стандарты
Точность гранитной поверочной линейки определяется её основным показателем – погрешностью плоскостности. Согласно национальному стандарту (GB/T 4977-2018) и международному стандарту (ISO 2768-2), её классы точности и соответствующие параметры приведены ниже:
Лучшие лаборатории могут добиться максимальной точности:
Благодаря технологиям наношлифовки (таким как магнитореологическая полировка и ионно-лучевая модификация) плоскостность некоторых высококачественных изделий может быть доведена до ±0,5 мкм/м (т.е. погрешность на метр длины не превышает 0,5 мкм), приближаясь к эталонной плоскости оптического класса. Они используются в основном в высокоточных приложениях, таких как аэрокосмическая промышленность и метрологические институты.
III. Сравнение факторов, влияющих на точность
Резюме: Высокая точность гранитных поверочных линеек обусловлена комплексным контролем процесса: «высококачественное сырье + сверхдлительное старение + градуированная шлифовка + суровые условия». Именно процесс шлифования является основой прорыва в области точности. С развитием технологий нанопроизводства точность поверочных линеек постепенно приближается к субмикронному уровню, став незаменимым эталоном в области высокотехнологичного производства.
Время публикации: 19 мая 2025 г.