三坐標(biāo)測量機(jī)熱特性分析及改善對策
- 2008-9-9 15:14:25
- 來源:中國金屬加工網(wǎng)
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關(guān) 鍵 詞:三坐標(biāo),測量機(jī),熱特性
文獻(xiàn)摘要: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。
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: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)過較長時間的自然時效,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)點是剛性和強(qiáng)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(dǎo)致變形。 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(jī)及機(jī)器人。與鑄鐵件相比較,焊接件有以下地優(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。 2、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(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(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、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,各項性能都較好。這種材料的最大特點是不易變形,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?梢钥闯觯鴺(biāo)測量機(jī)的材料向著輕便、變形小、易加工的方向發(fā)展。
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