三坐標測量機的結(jié)構(gòu)材料

Robin-yu

三坐標測量機的結(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,，三坐標測量機的結(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、滑動與滾動導軌,、立柱,、支架、床身等,。它的優(yōu)點是變形小,、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，是早期三坐標測量機廣泛使用的材料,。至今在有些測量機上仍主要用鑄鐵材料,。但鑄鐵也有缺點：易受腐蝕，耐磨性低于花崗石,，強度不高,。目前鑄鐵主要用在劃線機等測量機上。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,，在整個機器結(jié)構(gòu)中只采用鐵金屬材料可避免復雜變形；鑄件可經(jīng)過較長時間的自然時效,，有利于保持長期穩(wěn)定性,。
二、　　鋼
2 P3 P5 O3 ]+ }. k' d4 D4 E鋼主要用于外殼,、支架等結(jié)構(gòu),，有的測量機底座也采用鋼。一般采用低碳鋼,，而且必須要進行熱處理,。鋼的優(yōu)點是剛性和強度好。它的缺點是容易變形,，這是因為鋼在加工之后,，內(nèi)部的殘余應(yīng)力釋放導致變形。
' b5 @( A2 D0 f  p* r. X( ?  j" A鋼材料的又一優(yōu)點是可用焊接件。在80年代初期焊接件成功地應(yīng)用于測量機及機器人,。與鑄鐵件相比較，焊接件有以下優(yōu)點：
1,、焊接構(gòu)件經(jīng)過充分地人工時效后可獲得較高的穩(wěn)定性,。
3 m7 {0 q. b  i2、能獲得較高剛度,，設(shè)計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)的封閉型高強度薄殼零件。在這方面,，鑄件是難以達到的,。
# t3 I# u" T6 o* p  t( }/ X. X3、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)計和加工余量上都可以得到控制。
當然,，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)用到三坐標測量機中，如意大利DEA公司的BETA,，DELTA,，LAMBDA。
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( c" ~) |% c$ i4 J3 @& z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,�,；◢弾r的主要優(yōu)點是變形小、穩(wěn)定性好、不生銹,，易于作平面加工,，易于達到比鑄鐵更高的平面度，適合制作高精度的平臺與導軌,。目前許多三坐標測量機采用這種材料,。如Leitz和Zeiss三坐標測量機，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測量機,。它的基座、工作臺,、橋框,、各軸導軌、Z軸等全用花崗巖制造,�,；◢徥�可用于作工作臺、角尺,、立柱,、橫梁、導軌,、支架,、殼體等。由于花崗石的熱膨脹系數(shù)小,，很適合與氣浮導軌配合,。
花崗石也存在不少缺點，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，造價高于鑄鐵,；花崗石材質(zhì)較脆,，粗加工時容易崩邊；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,。它的特點是多孔,、質(zhì)量輕（密度約為3g/cm3 ）、強度高,、易加工,、耐磨性好、不生銹,，適于作Y軸和Z軸導軌。陶瓷的缺點是制作設(shè)備造價高,、工藝要求也較高,，而且毛胚制造復雜，所以使用這種材料的測量機不多,。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測量機采用陶瓷材料,。
% a* E/ j/ Q' P" ~五,、　　鋁
三坐標測量機主要是使用高強度鋁合金。這是近幾年發(fā)展最快的新型材料,。鋁材料的優(yōu)點是質(zhì)量輕,、強度高、變形小,、導熱性能好,，并且能進行焊接，適合作測量機上的許多部件,。應(yīng)用高強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)用于三坐標測量機,。美國推出的6000號鋁合金,，各項性能都較好。這種材料的最大特點是不易變形,，是理想的導軌材料,。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,，軸和軸的導軌采用了最新研制的合金材料CARAT（帶陶瓷涂層的抗時效鋁合金）,，由于其導熱系數(shù)大,、溫度梯度小，所以不易產(chǎn)生復雜熱變形,。為減小其伸縮變形,，在測量機外部加隔溫罩，而且在導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算機對由于線膨脹而產(chǎn)生的熱變形進行補償,。
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    總之，三坐標測量機結(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。現(xiàn)在,，各種合成材料的研究也在深入進行,，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�,？梢钥闯�,，三坐標測量機的材料向著輕便、變形小,、易加工的方向發(fā)展,。

finleyfeng

路過 頂一下

yshline

很基本的東西。也頂一下,。

見習生小王

常見的三坐標測量機的結(jié)構(gòu)材料還是以金屬類為主,。

asdcp

還會有更多新材料用上的