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標(biāo)題: 三坐標(biāo)測量機(jī)的結(jié)構(gòu)材料 [打印本頁]

作者: Robin-yu 時(shí)間: 2009-12-6 11:07
標(biāo)題: 三坐標(biāo)測量機(jī)的結(jié)構(gòu)材料
三坐標(biāo)測量機(jī)的結(jié)構(gòu)材料對其測量精度,、性能有很大影響，隨著各種新型材料的研究,、開發(fā)和應(yīng)用,，三坐標(biāo)測量機(jī)的結(jié)構(gòu)材料也越來越多，性能也越來越好,。常見的結(jié)構(gòu)材料主要有以下一些,。

一、　　鑄鐵
鑄鐵是應(yīng)用較為普遍的一種材料,，主要用于底座,、滑動與滾動導(dǎo)軌、立柱,、支架,、床身等。它的優(yōu)點(diǎn)是變形小,、耐磨性好,、易于加工、成本較低,、線膨脹系數(shù)與多數(shù)被測件（鋼件）接近，是早期三坐標(biāo)測量機(jī)廣泛使用的材料,。至今在有些測量機(jī)上仍主要用鑄鐵材料,。但鑄鐵也有缺點(diǎn)：易受腐蝕，耐磨性低于花崗石,，強(qiáng)度不高,。目前鑄鐵主要用在劃線機(jī)等測量機(jī)上。現(xiàn)在越來越多地為其它材料（如鋼板焊件,、花崗石）代替,。但也有些公司,，如瑞士的SIP公司認(rèn)為鑄鐵是較為理想的基座材料，它的線膨脹系數(shù)與鋼接近,，在整個機(jī)器結(jié)構(gòu)中只采用鐵金屬材料可避免復(fù)雜變形,；鑄件可經(jīng)過較長時(shí)間的自然時(shí)效，有利于保持長期穩(wěn)定性,。
二,、　　鋼
鋼主要用于外殼、支架等結(jié)構(gòu),，有的測量機(jī)底座也采用鋼,。一般采用低碳鋼，而且必須要進(jìn)行熱處理,。鋼的優(yōu)點(diǎn)是剛性和強(qiáng)度好,。它的缺點(diǎn)是容易變形，這是因?yàn)殇撛诩庸ぶ�,，�?nèi)部的殘余應(yīng)力釋放導(dǎo)致變形,。
鋼材料的又一優(yōu)點(diǎn)是可用焊接件。在80年代初期焊接件成功地應(yīng)用于測量機(jī)及機(jī)器人,。與鑄鐵件相比較,，焊接件有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、焊接構(gòu)件經(jīng)過充分地人工時(shí)效后可獲得較高的穩(wěn)定性,。
2,、能獲得較高剛度，設(shè)計(jì)的靈活性比鑄件要好,，鋼構(gòu)件比鑄鐵輕,。更為突出的是，在許可條件下,，可以焊接出空腔甚至多腔結(jié)構(gòu)的封閉型高強(qiáng)度薄殼零件,。在這方面，鑄件是難以達(dá)到的,。
3,、焊接件的尺寸可以得到很好的控制。成批生產(chǎn)條件下,，靠夾具保證焊接件的尺寸,；在單件或小批量生產(chǎn)時(shí)則靠工人的技術(shù)掌握。目前可以將誤差控制在±1mm以內(nèi),，因此在外形設(shè)計(jì)和加工余量上都可以得到控制,。
當(dāng)然，焊接件質(zhì)量的優(yōu)劣在很大程度上依賴于配套設(shè)備的性能。如專用的夾具,、彎板以及自動焊接設(shè)備等,。目前，采用這種構(gòu)件的廠家有中國航空精密研究所等,，其產(chǎn)品的代號為SZC-1065,、SZC-654及IOTA。國外也有許多制造商將焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)用到三坐標(biāo)測量機(jī)中,，如意大利DEA公司的BETA,，DELTA，LAMBDA,。

三,、　　花崗石
花崗石比鋼輕，比鋁重,，是目前應(yīng)用較為普遍的一種材料,。花崗巖的主要優(yōu)點(diǎn)是變形小,、穩(wěn)定性好,、不生銹，易于作平面加工,，易于達(dá)到比鑄鐵更高的平面度,，適合制作高精度的平臺與導(dǎo)軌。目前許多三坐標(biāo)測量機(jī)采用這種材料,。如Leitz和Zeiss三坐標(biāo)測量機(jī),，大部分采用花崗石材料。國內(nèi)具有代表性的有青島前哨公司的ZC系列全花崗石固定橋式高精度三坐標(biāo)測量機(jī),。它的基座,、工作臺、橋框,、各軸導(dǎo)軌,、Z軸等全用花崗巖制造�,；◢徥捎糜谧鞴ぷ髋_,、角尺、立柱,、橫梁,、導(dǎo)軌、支架,、殼體等。由于花崗石的熱膨脹系數(shù)小，很適合與氣浮導(dǎo)軌配合,。
花崗石也存在不少缺點(diǎn),，主要是：雖然可以用粘貼的方法制成空心結(jié)構(gòu)，但較麻煩,；實(shí)心結(jié)構(gòu)質(zhì)量大,，不易加工，特別是螺釘孔和光孔難以加工,，不能將磁力表架吸附到其上,，造價(jià)高于鑄鐵；花崗石材質(zhì)較脆,，粗加工時(shí)容易崩邊,；遇水會產(chǎn)生微量變形。使用中應(yīng)注意防水防潮,，禁止用混水的清洗劑擦拭花崗石表面,，也應(yīng)防止靜壓氣體中的水分對導(dǎo)軌的影響。
四,、　　陶瓷
陶瓷是近年來發(fā)展很快的材料,。它是將陶瓷材料壓制成形后燒結(jié)，再研磨而得,。它的特點(diǎn)是多孔,、質(zhì)量輕（密度約為3g/cm3 ）、強(qiáng)度高,、易加工,、耐磨性好、不生銹,，適于作Y軸和Z軸導(dǎo)軌,。陶瓷的缺點(diǎn)是制作設(shè)備造價(jià)高、工藝要求也較高,，而且毛胚制造復(fù)雜,，所以使用這種材料的測量機(jī)不多。目前德國Zeiss公司,、英國LK公司,、日本東京精密公司的一些三坐標(biāo)測量機(jī)采用陶瓷材料。
五,、　　鋁
三坐標(biāo)測量機(jī)主要是使用高強(qiáng)度鋁合金,。這是近幾年發(fā)展最快的新型材料。鋁材料的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量輕,、強(qiáng)度高,、變形小、導(dǎo)熱性能好，并且能進(jìn)行焊接,，適合作測量機(jī)上的許多部件,。應(yīng)用高強(qiáng)度鋁合金是目前的主要趨勢。
近年來,，各國不斷推出新型材料應(yīng)用于三坐標(biāo)測量機(jī),。美國推出的6000號鋁合金，各項(xiàng)性能都較好,。這種材料的最大特點(diǎn)是不易變形,，是理想的導(dǎo)軌材料。目前美國Brown&Sharp和德國Zeiss采用了這種材料,，因此橋框質(zhì)量減小,，變形也減小，適用于快速測量,。在德國Zeiss的產(chǎn)品UMC850中,，軸和軸的導(dǎo)軌采用了最新研制的合金材料CARAT（帶陶瓷涂層的抗時(shí)效鋁合金），由于其導(dǎo)熱系數(shù)大,、溫度梯度小,，所以不易產(chǎn)生復(fù)雜熱變形。為減小其伸縮變形,，在測量機(jī)外部加隔溫罩,，而且在導(dǎo)軌的右平板上下兩面裝有若干個溫度傳感器，在檢測出溫度變化后即由計(jì)算機(jī)對由于線膨脹而產(chǎn)生的熱變形進(jìn)行補(bǔ)償,。

總之,，三坐標(biāo)測量機(jī)結(jié)構(gòu)材料的發(fā)展經(jīng)歷了由金屬到陶瓷、花崗石,，再由這些自然材料發(fā)展到鋁合金的過程�,，F(xiàn)在，各種合成材料的研究也在深入進(jìn)行,，德國Zeiss,、英國LK及Tarus公司均開始采用碳素纖維作結(jié)構(gòu)件。隨著對精度要求的不斷提高,，對材料性能要求也越來越高,。可以看出,，三坐標(biāo)測量機(jī)的材料向著輕便,、變形小、易加工的方向發(fā)展,。

作者: finleyfeng 時(shí)間: 2009-12-6 19:39
路過頂一下

作者: yshline 時(shí)間: 2009-12-7 22:31
很基本的東西,。也頂一下,。

作者: 見習(xí)生小王 時(shí)間: 2009-12-8 11:55
常見的三坐標(biāo)測量機(jī)的結(jié)構(gòu)材料還是以金屬類為主。

作者: asdcp 時(shí)間: 2009-12-8 16:05
還會有更多新材料用上的

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