多种常见三坐标测量机的结构材料

 随着三坐标测量机技术的发展，三坐标可以应用的行业越来越广，由于三坐标测量机的结构材料对其测量精度、性能会有很大影响,所以对结构材料要求也越来越高，常见的结构材料主要有以下一些：
  1、铸铁

    铸铁是应用较为普遍的一种材料,主要用于底座、滑动与滚动导轨、立柱、支架、床身等.它的优点是变形小、耐磨性好、易于加工、成本较低、线膨胀系数与多数被测件(钢件)接近,是早期三坐标测量机广泛使用的材料.但铸铁也有缺点:易受腐蚀,耐磨性低于花岗石,强度不高.目前铸铁主要用在划线机等测量机上.现在越来越多地被其它材料(如钢板焊件、花岗石)代替.但也有些公司认为铸铁是较为理想的基座材料,它的线膨胀系数与钢接近,在整个机器结构中只采用铁金属材料可避免复杂变形，铸件可经过较长时间的自然时效,有利于保持长期稳定性.

  2、钢

    钢主要用于外壳、支架等结构,有的测量机底座也采用钢.一般采用低碳钢,而且必须要进行热处理.钢的优点是刚性和强度好.缺点是容易变形,这是因为钢在加工之后,内部的残余应力释放导致变形.
    钢材料的又一优点是可用焊接件.与铸铁件相比较,焊接件有以下优点：
  （1）焊接构件经过充分地人工时效后可获得较高的稳定性.
  （2）能获得较高刚度,设计的灵活性比铸件要好,钢构件比铸铁轻.而且条件允许下，可以焊接出空腔甚至多腔结构的封闭型高强度薄壳零件.在这方面,铸件是难以达到的.
  （3）焊接件的尺寸可以得到很好的控制.成批生产条件下,靠夹具保证焊接件的尺寸;在单件或小批量生产时则靠工人的技术掌握.目前可以将误差控制在±1mm以内,因此在外形设计和加工余量上都可以得到控制.
     当然,焊接件质量的优劣在很大程度上依赖于配套设备的性能.如专用的夹具、弯板以及自动焊接设备等.

   3、花岗石

     花岗石比钢轻,比铝重,是目前应用较为普遍的一种材料.花岗岩的主要优点是变形小、稳定性好、不生锈,易于作平面加工,易于达到比铸铁更高的平面度,适合制作高精度的平台与导轨.目前许多三坐标测量机采用这种材料.花岗石可用于作工作台、角尺、立柱、横梁、导轨、支架、壳体等.由于花岗石的热膨胀系数小,很适合与气浮导轨配合.
   当然花岗石也存在不少缺点,主要是:虽然可以用粘贴的方法制成空心结构,但较麻烦;实心结构质量大,不易加工,特别是螺钉孔和光孔难以加工,不能将磁力表架吸附到其上,造价高于铸铁;花岗石材质较脆,粗加工时容易崩边;遇水会产生微量变形.使用中应注意防水防潮,禁止用混水的清洗剂擦拭花岗石表面,也应防止静压气体中的水分对导轨的影响.

   4、陶瓷

     陶瓷是近年来发展很快的材料.它是将陶瓷材料压制成形后烧结,再研磨而得.它的特点是多孔、质量轻(密度约为3g/cm3)、强度高、易加工、耐磨性好、不生锈,适于作Y轴和Z轴导轨.它的缺点是制作设备造价高、工艺要求也较高,而且毛胚制造复杂,所以使用这种材料的测量机不多.

   5、铝

     三坐标测量机主要是使用高强度铝合金.铝材料的优点是质量轻、强度高、变形小、导热性能好,并且能进行焊接,适合作测量机上的许多部件.应用高强度铝合金是目前的主要趋势.

   三坐标测量机结构材料的发展经历了由金属到陶瓷、花岗石,再由这些自然材料发展到铝合金，而且近年来,各国不断推出新型材料应用于三坐标测量机.随着对精度要求的不断提高,对材料性能要求也越来越高.可以看出,三坐标测量机的材料向着轻便、变形小、稳定性好、易加工的方向发展.

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