У галузі прецизійного виробництва та контролю якості трикоординатна вимірювальна машина є основним обладнанням для забезпечення точності продукції. Точність її вимірювальних даних безпосередньо впливає на якість продукції та оптимізацію виробничих процесів. Однак похибка термічної деформації, спричинена змінами температури під час роботи обладнання, завжди була складною проблемою, що переслідує галузь. Гранітна основа, з її видатними фізичними властивостями та структурними перевагами, стала ключем до усунення похибки термічної деформації трикоординатної вимірювальної машини.
Причини та небезпеки похибок теплової деформації в трикоординатних вимірювальних машинах
Під час роботи трикоординатної вимірювальної машини робота двигуна, тертя, що генерує тепло, та коливання температури навколишнього середовища можуть спричинити зміни температури обладнання. Основа вимірювальної машини, виготовлена з традиційних металевих матеріалів, має відносно високий коефіцієнт теплового розширення. Наприклад, коефіцієнт теплового розширення звичайної сталі становить приблизно 11×10⁻⁶/℃. Коли температура підвищується на 10℃, металева основа довжиною 1 метр видовжується на 110 мкм. Ця незначна деформація передається вимірювальному зонду через механічну конструкцію, що призводить до зміщення положення вимірювання та, зрештою, до помилок у даних вимірювання. Під час перевірки прецизійних деталей, таких як лопаті авіаційних двигунів та прецизійні форми, похибка 0,01 мм може призвести до невідповідності продукції. Похибки теплової деформації серйозно впливають на надійність вимірювання та ефективність виробництва.
Характерні переваги гранітних цоколів
Надзвичайно низький коефіцієнт теплового розширення, стабільне вимірювання
Граніт — це природна магматична порода, що утворилася в результаті геологічних процесів протягом сотень мільйонів років. Його коефіцієнт теплового розширення надзвичайно низький, зазвичай коливається в межах (4-8) × 10⁻⁶/℃, що становить лише від 1/3 до 1/2 від коефіцієнта теплового розширення металевих матеріалів. Це означає, що за однакових температур зміна розміру гранітної основи надзвичайно мала. При коливаннях температури навколишнього середовища гранітна основа може зберігати стабільну геометричну форму, забезпечуючи надійний орієнтир для системи координат вимірювальної машини, уникаючи відхилення положення вимірювального зонда, спричиненого деформацією основи, та зменшуючи вплив похибок теплової деформації на результати вимірювання від кореня.
Висока жорсткість та однорідна структура пригнічують передачу деформації
Граніт має тверду текстуру, щільну та однорідну внутрішню мінерально-кристалічну структуру, а його твердість може досягати 6-7 балів за шкалою Мооса. Ця висока жорсткість робить гранітну основу менш схильною до пружної деформації під дією ваги самої вимірювальної машини та зовнішніх сил під час процесу вимірювання. Навіть коли робота обладнання створює незначні вібрації або локальні нерівномірні сили, гранітна основа може ефективно пригнічувати передачу та поширення деформації завдяки своїм однорідним структурним характеристикам, запобігати передачі деформації від основи до вимірювального механізму, забезпечувати стабільний робочий стан вимірювального зонда та гарантувати точність даних вимірювання.
Природні демпфіруючі властивості, що поглинають вібрацію та тепло
Унікальна мікроструктура граніту забезпечує йому чудові характеристики демпфування. Коли вібрація, що генерується роботою вимірювальної машини, передається на гранітну основу, внутрішні мінеральні частинки та крихітні пори можуть перетворювати енергію вібрації на теплову енергію та споживати її, швидко зменшуючи амплітуду вібрації. Водночас, ця характеристика демпфування також допомагає поглинати тепло, що генерується роботою обладнання, уповільнювати швидкість накопичення та дифузії температури на основі та зменшувати ризик локальної теплової деформації, спричиненої нерівномірним розподілом температури. При безперервних тривалих вимірюваннях демпфування гранітної основи може значно зменшити виникнення похибок теплової деформації та підвищити стабільність вимірювань.
Практичний ефект застосування гранітної основи
Після того, як багато виробничих підприємств замінили металеву основу трикоординатної вимірювальної машини на гранітну, точність вимірювань значно покращилася. Після того, як одне підприємство з виробництва автозапчастин впровадило трикоординатну вимірювальну машину, оснащену гранітною основою, похибка вимірювання блоку двигуна зменшилася з початкових ±15 мкм до ±5 мкм. Значно покращилася повторюваність та відтворюваність даних вимірювань, підвищилася надійність контролю якості продукції, а також ефективно зменшився рівень помилок у оцінці продукції, спричинених похибками вимірювань. Це підвищило ефективність виробництва та конкурентоспроможність підприємств.
На завершення, гранітна основа, завдяки надзвичайно низькому коефіцієнту теплового розширення, високій жорсткості, однорідній структурі та чудовим характеристикам демпфування, усуває похибку теплової деформації трикоординатної вимірювальної машини з кількох вимірів, забезпечуючи стабільну та надійну базову опору для точного вимірювання, і стала незамінним ключовим компонентом сучасного високоточного вимірювального обладнання.
Час публікації: 19 травня 2025 р.