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測針加長杆的材質分類及特性

來源: 瀏覽: 發佈日期:2021-07-16 15:07:40

   三座標測針加長杆通過延長測針到測頭的距離,增加了檢測深度。但使用測針加長杆會因剛性降低而降低測頭精度。電子測頭不會出現這種情況,因爲其觸發力極低使之對這種誤差的敏感性較低。

  與選擇測針組件一樣,選擇加長杆材料對測量也同樣重要。尤其在使用長加長杆時,您要特別注意材料的熱膨脹特性。

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  測針加長杆材質分類:

  (1)鋼

  採用非磁性不鏽鋼制造的測針杆廣泛用於測球/端部直徑爲2mm或2mm以上、*長爲30mm的測針。在此範圍內,鋼測針杆具備了*佳的剛性與重量比,測球、測杆及螺紋公差優異,從而保證測針具備*佳的剛性。

  (2)碳化鎢

  對於需要大剛度的小直徑杆或超長杆,使用碳化鎢杆是*好的選擇,小直徑杆是測球直徑爲1mm或更小的測針所需要的,而超長杆的長度可達50 mm。除此之外,由於杆與本體之間的接頭可能發生偏轉,因此重量可能成爲問題或者剛度降低。

  (3)陶瓷

  對於測球直徑大於3mm、長度超過30 mm的測針杆,陶瓷測針杆所具有的剛性優於鋼測針杆,但重量遠比碳化鎢輕。

  採用陶瓷杆的測頭因發生碰撞時測針杆會破碎,因此測針對測頭有額外的碰撞保護作用。

  (4)碳纖維(Renishaw GF)

  碳纖維的材料有許多級別。在任何情況下,RenishawGF在拉伸和扭曲的情況下都能提供*佳的剛度特性(這對於星形結構的測針很重要),而且重量極低。碳纖維是一種惰性材料,這種特性與特殊樹脂基體相結合,在大多數極惡劣的機牀環境下具有優異的防護作用。

  對於長度大於50 mm的測針杆來說,Renishaw GF是剛性*高同時質量又很輕的理想材料。它是高精度應變片式測頭的*佳測針杆材料,具有優異的減振性能和可忽略不計的熱膨脹係數。

  熱穩定加長杆的特殊特性

  連接部件的材質爲具有正熱膨脹係數的鈦,而加長杆管體的材質爲具有負熱膨脹係數的碳纖維。這兩種部件設計用於彼此匹配,因此在加熱時碳纖維縮小的量與鈦膨脹的量相同。

  結果是這些加長杆幾乎不膨脹,即使溫度變化達到15-40℃時也是如此。

  接觸掃描應用中需要讓硬質測球在各種表面材料上滑動以收集測量數據。在沒有任何潤滑的情況下,測針測球的形狀會因粘上表面材料或因磨損而改變。這就會造成測量數據的誤差。

  變化的程度取決於測球和表面材料的特性及接觸力、掃描距離以及接觸點在測球上的分佈情況。

  目前尚未發現單一測球材料可避免這種在一般常見加工表面所產生的現象。而紅寶石對於多數應用場合都是*佳測球材料,但有兩種情況下建議採用其他材料製成的測球。

  第一種情況是對鋁材進行高強度掃描的應用場合。因爲這些材料之間有吸引力,會發生一種稱爲“粘附磨損”的現象使被測件表面的鋁積聚在測球上。對於這種應用場合有一種更好的材料,就是氮化硅。

  第二種應用是在鑄鐵上進行高強度掃描的應用場合,如用紅寶石可能成爲問題,因兩種材料之間的相互作用會導致對紅寶石測球表面的磨損。對這種應用場合,建議採用氧化錯測球。

  氮化硅具有與紅寶石類似的特性。這是一種非常堅硬耐磨的陶瓷材料,可加工成精度很高的球體。

  也可拋光到極爲光滑的表面光潔度。氮化硅與鋁之間沒有吸附性,因此不存在紅寶石應用在類似場合所發生的粘附磨損現象。但氮化硅在鋼材表面掃描時卻具有很顯著的磨耗特性,因此其應用*好限制在鋁質工件上。

  氧化鋯是一種特別堅硬的陶瓷材料,其硬度和磨損特性均接近紅寶石。但其表面特性使這種材料成爲在鑄鐵工件上進行高強度掃描的理想材料。