Измервателна технология за гранит – с точност до микрона
Гранитът отговаря на изискванията на съвременната измервателна технология в машиностроенето. Опитът в производството на измервателни и тестови стендове и координатно-измервателни машини показва, че гранитът има ясни предимства пред традиционните материали. Причината е следната.
Развитието на измервателните технологии през последните години и десетилетия е вълнуващо и днес. В началото са били достатъчни прости методи за измерване, като измервателни дъски, измервателни стендове, тестови стендове и др., но с течение на времето изискванията за качество на продукта и надеждност на процеса стават все по-високи. Точността на измерването се определя от основната геометрия на използвания лист и неопределеността на измерване на съответната сонда. Измервателните задачи обаче стават все по-сложни и динамични и резултатите трябва да станат по-прецизни. Това предвещава зората на пространствената координатна метрология.
Точността означава минимизиране на отклоненията
3D координатно-измервателната машина се състои от система за позициониране, система за измерване с висока резолюция, превключващи или измервателни сензори, система за оценка и софтуер за измерване. За да се постигне висока точност на измерване, отклонението от измерването трябва да бъде сведено до минимум.
Грешката в измерването е разликата между стойността, показана от измервателния уред, и действителната референтна стойност на геометричната величина (калибровъчен стандарт). Грешката в измерването на дължината E0 на съвременните координатно-измервателни машини (CMM) е 0,3+L/1000µm (L е измерената дължина). Дизайнът на измервателното устройство, сондата, стратегията за измерване, детайлът и потребителят оказват значително влияние върху отклонението при измерване на дължината. Механичният дизайн е най-добрият и най-устойчив фактор на влияние.
Приложението на гранит в метрологията е един от важните фактори, влияещи върху проектирането на измервателни машини. Гранитът е отличен материал за съвременните изисквания, защото отговаря на четири изисквания, които правят резултатите по-точни:
1. Висока присъща стабилност
Гранитът е вулканична скала, съставена от три основни компонента: кварц, фелдшпат и слюда, образувана от кристализацията на скални стопилки в земната кора.
След хиляди години „стареене“, гранитът има равномерна текстура и няма вътрешно напрежение. Например, импалите са на около 1,4 милиона години.
Гранитът има голяма твърдост: 6 по скалата на Моос и 10 по скалата за твърдост.
2. Устойчивост на висока температура
В сравнение с металните материали, гранитът има по-нисък коефициент на разширение (приблизително 5µm/m*K) и по-ниска абсолютна скорост на разширение (напр. стомана α = 12µm/m*K).
Ниската топлопроводимост на гранита (3 W/m*K) осигурява бавна реакция на температурните колебания в сравнение със стоманата (42-50 W/m*K).
3. Много добър ефект на намаляване на вибрациите
Поради равномерната си структура, гранитът няма остатъчно напрежение. Това намалява вибрациите.
4. Трикоординатна направляваща релса с висока прецизност
Гранитът, изработен от естествен твърд камък, се използва като измервателна плоча и може да се обработва много добре с диамантени инструменти, което води до машинни части с висока основна прецизност.
Чрез ръчно шлифоване, точността на направляващите релси може да бъде оптимизирана до микронно ниво.
По време на шлифоване могат да се вземат предвид деформациите на детайлите, зависими от натоварването.
Това води до силно компресирана повърхност, което позволява използването на водачи с въздушни лагери. Водачите с въздушни лагери са с висока точност поради високото качество на повърхността и безконтактното движение на вала.
в заключение:
Присъщата стабилност, устойчивост на температури, затихване на вибрациите и прецизност на водещата релса са четирите основни характеристики, които правят гранита идеален материал за CMM (Center of Mill - измервателни машини с измервателни уреди). Гранитът се използва все по-често в производството на измервателни и тестови стендове, както и в CMM за измервателни табла, измервателни маси и измервателно оборудване. Гранитът се използва и в други индустрии, като например машинни инструменти, лазерни машини и системи, микрообработващи машини, печатни машини, оптични машини, автоматизация на сглобяването, обработка на полупроводници и др., поради нарастващите изисквания за прецизност на машините и машинните компоненти.
Време на публикуване: 18 януари 2022 г.