多種常見三坐標(biāo)測量機(jī)的結(jié)構(gòu)材料

 隨著三坐標(biāo)測量機(jī)技術(shù)的發(fā)展，三坐標(biāo)可以應(yīng)用的行業(yè)越來越廣，由于三坐標(biāo)測量機(jī)的結(jié)構(gòu)材料對其測量精度、性能會有很大影響,所以對結(jié)構(gòu)材料要求也越來越高，常見的結(jié)構(gòu)材料主要有以下一些：
    1、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.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)在越來越多地被其它材料(如鋼板焊件、花崗石)代替.但也有些公司認(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.

    2、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.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.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.
    （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.而且條件允許下，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.如的夾具、彎板以及自動焊接設(shè)備等.

     3、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.花崗石可用于作工作臺、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.
     當(dāng)然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(dǎo)軌的影響.

     4、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(qiáng)度高、易加工、耐磨性好、不生銹,適于作Y軸和Z軸導(dǎo)軌.它的缺點是制作設(shè)備造價高、工藝要求也較高,而且毛胚制造復(fù)雜,所以使用這種材料的測量機(jī)不多.

     5、鋁

     三坐標(biāo)測量機(jī)主要是使用高強(qiáng)度鋁合金.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.

     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，而且近年來,各國不斷推出新型材料應(yīng)用于三坐標(biāo)測量機(jī).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、穩(wěn)定性好、易加工的方向發(fā)展.