В области высокоточной обработки и контроля качества трехкоординатная измерительная машина является ключевым оборудованием для обеспечения точности продукции. Точность ее измерительных данных напрямую влияет на качество продукции и оптимизацию производственных процессов. Однако погрешность, вызванная термической деформацией из-за изменений температуры во время работы оборудования, всегда была сложной проблемой, преследующей отрасль. Гранитное основание, благодаря своим выдающимся физическим свойствам и структурным преимуществам, стало ключом к устранению погрешности, вызванной термической деформацией трехкоординатной измерительной машины.
Причины и опасности ошибок, связанных с термической деформацией в трехкоординатных измерительных машинах.
При работе трехкоординатной измерительной машины работа двигателя, трение, генерирующее тепло, и колебания температуры окружающей среды могут вызывать изменения температуры оборудования. Основание измерительной машины, изготовленное из традиционных металлических материалов, имеет относительно высокий коэффициент теплового расширения. Например, коэффициент теплового расширения обычной стали составляет приблизительно 11×10⁻⁶/℃. При повышении температуры на 10℃ металлическое основание длиной 1 метр удлиняется на 110 мкм. Эта небольшая деформация передается на измерительный щуп через механическую конструкцию, вызывая смещение положения измерения и, в конечном итоге, приводя к ошибкам в данных измерения. При контроле прецизионных деталей, таких как лопатки авиационных двигателей и прецизионные пресс-формы, погрешность в 0,01 мм может привести к несоответствию продукции. Ошибки, вызванные тепловой деформацией, серьезно влияют на надежность измерения и эффективность производства.
Характерные преимущества гранитных оснований
Сверхнизкий коэффициент теплового расширения, стабильный эталон измерения.
Гранит — это природная магматическая порода, образовавшаяся в результате геологических процессов на протяжении сотен миллионов лет. Его коэффициент теплового расширения чрезвычайно низок, обычно составляя (4-8) ×10⁻⁶/℃, что всего лишь в 3-2 раза меньше, чем у металлических материалов. Это означает, что при одинаковых колебаниях температуры изменение размеров гранитного основания крайне мало. При колебаниях температуры окружающей среды гранитное основание сохраняет стабильную геометрическую форму, обеспечивая надежную опору для системы координат измерительного прибора, предотвращая отклонение положения измерительного щупа, вызванное деформацией основания, и уменьшая влияние ошибок, связанных с термической деформацией, на результаты измерений.
Высокая жесткость и однородная структура подавляют передачу деформаций.
Гранит обладает твердой текстурой, плотной и однородной внутренней кристаллической структурой, а его твердость может достигать 6-7 по шкале Мооса. Эта высокая жесткость делает гранитное основание менее подверженным упругой деформации под воздействием веса измерительного оборудования и внешних сил в процессе измерения. Даже при возникновении небольших вибраций или локальных неравномерных нагрузок во время работы оборудования гранитное основание эффективно подавляет передачу и распространение деформации благодаря своим однородным структурным характеристикам, предотвращает передачу деформации от основания к измерительному механизму, обеспечивает стабильное рабочее состояние измерительного щупа и гарантирует точность данных измерений.
Естественные демпфирующие свойства, поглощение вибраций и тепла.
Уникальная микроструктура гранита наделяет его превосходными демпфирующими свойствами. Когда вибрация, возникающая при работе измерительного оборудования, передается на гранитное основание, внутренние минеральные частицы и мельчайшие поры преобразуют энергию вибрации в тепловую энергию и поглощают ее, быстро затухая амплитуду вибрации. В то же время, эта демпфирующая характеристика помогает поглощать тепло, выделяемое при работе оборудования, замедляет скорость накопления и распространения температуры на основании и снижает риск локальной термической деформации, вызванной неравномерным распределением температуры. При длительных непрерывных измерениях демпфирующие свойства гранитного основания могут значительно уменьшить вероятность возникновения ошибок, связанных с термической деформацией, и повысить стабильность измерений.
Практическое применение гранитного основания.
После того, как многие производственные предприятия заменили металлическое основание трехкоординатной измерительной машины на гранитное, точность измерений значительно повысилась. После того, как одно из предприятий по производству автозапчастей внедрило трехкоординатную измерительную машину с гранитным основанием, погрешность измерения блока двигателя снизилась с первоначальных ±15 мкм до ±5 мкм. Значительно улучшились повторяемость и воспроизводимость данных измерений, повысилась надежность контроля качества продукции, а также эффективно снизился процент ошибок в оценке продукции, вызванных погрешностями измерений. Это повысило эффективность производства и конкурентоспособность предприятий.
В заключение, гранитное основание, благодаря чрезвычайно низкому коэффициенту теплового расширения, высокой жесткости, однородной структуре и превосходным демпфирующим свойствам, устраняет погрешность, связанную с термической деформацией трехкоординатной измерительной машины в нескольких измерениях, обеспечивая стабильную и надежную опору для точных измерений, и стало незаменимым ключевым компонентом современного высокоточного измерительного оборудования.
Дата публикации: 19 мая 2025 г.