Вимірювальна технологія для граніту – з точністю до мікрона
Граніт відповідає вимогам сучасної вимірювальної техніки в машинобудуванні. Досвід виробництва вимірювальних та випробувальних стендів і координатно-вимірювальних машин показав, що граніт має суттєві переваги над традиційними матеріалами. Причина полягає в наступному.
Розвиток вимірювальних технологій в останні роки та десятиліття залишається захопливим і сьогодні. Спочатку було достатньо простих методів вимірювання, таких як вимірювальні дошки, вимірювальні стенди, випробувальні стенди тощо, але з часом вимоги до якості продукції та надійності процесу ставали дедалі вищими. Точність вимірювання визначається основною геометрією використовуваного листа та невизначеністю вимірювання відповідного зонда. Однак вимірювальні завдання стають дедалі складнішими та динамічнішими, і результати повинні ставати точнішими. Це сповіщає про початок просторової координатної метрології.
Точність означає мінімізацію упередженості
3D-координатна вимірювальна машина складається із системи позиціонування, системи вимірювання високої роздільної здатності, датчиків комутації або вимірювання, системи оцінки та програмного забезпечення для вимірювання. Для досягнення високої точності вимірювання необхідно мінімізувати відхилення вимірювання.
Похибка вимірювання – це різниця між значенням, що відображається вимірювальним приладом, і фактичним опорним значенням геометричної величини (калібрувального стандарту). Похибка вимірювання довжини E0 сучасних координатно-вимірювальних машин (КВМ) становить 0,3+L/1000 мкм (L – виміряна довжина). Конструкція вимірювального пристрою, зонда, стратегії вимірювання, заготовки та користувача суттєво впливають на відхилення вимірювання довжини. Механічна конструкція є найкращим та найстійкішим фактором впливу.
Застосування граніту в метрології є одним із важливих факторів, що впливають на проектування вимірювальних машин. Граніт є чудовим матеріалом для сучасних вимог, оскільки він відповідає чотирьом вимогам, що роблять результати точнішими:
1. Висока притаманна стабільність
Граніт — це вулканічна порода, що складається з трьох основних компонентів: кварцу, польового шпату та слюди, що утворюється в результаті кристалізації розплавів гірських порід у земній корі.
Після тисяч років «старіння» граніт має однорідну текстуру та відсутність внутрішніх напружень. Наприклад, імпалам близько 1,4 мільйона років.
Граніт має велику твердість: 6 за шкалою Мооса та 10 за шкалою твердості.
2. Стійкість до високих температур
Порівняно з металевими матеріалами, граніт має нижчий коефіцієнт розширення (приблизно 5 мкм/м*K) та нижчий абсолютний коефіцієнт розширення (наприклад, сталь α = 12 мкм/м*K).
Низька теплопровідність граніту (3 Вт/м*K) забезпечує повільну реакцію на коливання температури порівняно зі сталлю (42-50 Вт/м*K).
3. Дуже хороший ефект зменшення вібрації
Завдяки однорідній структурі, граніт не має залишкових напружень. Це зменшує вібрацію.
4. Трикоординатна напрямна рейка з високою точністю
Граніт, виготовлений з природного твердого каменю, використовується як вимірювальна плита і дуже добре обробляється алмазними інструментами, що дозволяє створювати деталі машин з високою базовою точністю.
Завдяки ручному шліфуванню точність напрямних рейок можна оптимізувати до мікронного рівня.
Під час шліфування можна враховувати деформації деталі, що залежать від навантаження.
Це призводить до сильно стиснутої поверхні, що дозволяє використовувати напрямні з пневматичними підшипниками. Напрямні з пневматичними підшипниками є дуже точними завдяки високій якості поверхні та безконтактному руху вала.
на завершення:
Властива стабільність, термостійкість, гасіння вібрацій та точність напрямної рейки – це чотири основні характеристики, які роблять граніт ідеальним матеріалом для КВМ. Граніт все частіше використовується у виробництві вимірювальних та випробувальних стендів, а також на КВМ для вимірювальних дощок, вимірювальних столів та вимірювального обладнання. Граніт також використовується в інших галузях промисловості, таких як верстати, лазерні машини та системи, мікрообробні верстати, друкарські машини, оптичні машини, автоматизація складання, обробка напівпровідників тощо, через зростання вимог до точності машин та їх компонентів.
Час публікації: 18 січня 2022 р.