三坐标检测之测针的选材指南_DMIS
测针,是测量时接触工件的测量部件,通常由测杆和测球组成。它的工作原理是通过与工件接触,使测头装置产生位移,根据所产生的信号取得测量值,实现精准测量。

测针的类型和大小的选择,主要取决于被测工件的特征,同时,测杆和测球的材质也非常的关键。

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那么,对于种类繁多的测球和测杆的材质该如何选择呢?

1.测球 材质

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红宝石

适用:绝大多数材质的工件

红宝石是业界中已知探测元件中最坚硬的材质,在制造必须具备高耐磨性的球型碰触点时,红宝石是业界堪称完美的全能型材料。
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红宝石的表面尤其光滑,压缩强度高,对机械擦拭具有优良的特性。而且,红宝石的低比重,可使得测球的质量尽量地变小,有效消除了CMM移动或振动时由质量惯性引发的错误触发现象。但是,对铝、铸铁工件扫描测量时会产生为粘附磨损,此时建议选用其他材质的测球。

氧化锆

适用:铸铁工件

由氧化锆(一种陶瓷复合材料)制成的触碰点具有特殊的表面性质,因此被认为是对粗糙表面(如铸铁制成的工件)进行高强度扫描的最佳选择。氧化锆的硬度和耐磨性几乎与红宝石相同,最适合铸铁工件的扫描测量。

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氮化硅

适用:铝制工件

氮化硅是极其坚硬且超级耐磨的陶瓷材质,在已知测球材料中的表面粗糙度最小。它的特殊优势在于不会被铝吸附,粘着磨损远小于其他测球材质。但是,对钢制表面的工件表面扫描时,会出现明显的磨损消耗,因此最好限制应用在铝合金制的工件上。
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2.基座和测杆 材质

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为了抑制测针弯曲,测杆的刚性需要尽可能地强

钢制

钢,高强度精密测针的首选材质,可确保以极高的精度完成测量任务。该材质具有出色的材料强度,是制造测针或基准探测元件的标准材质。

陶瓷

陶瓷,因其材质轻且极其坚硬的特点,是测杆的理想材料,尤其是长测针。它的热稳定性优良,即使在高温下的膨胀倾向也非常低,适合在生产现场的环境下使用。

碳化钨

碳化钨是由钨和碳组成的化合物,硬度与金刚石相近,在环境稳定的测量实验室下,由碳化钨制成的抗弯测杆几乎是所有标准应用的理想选择。

碳纤维

与碳化钨相比,碳纤维的质量更轻,且极其坚硬,适合用于长测针。在45摄氏度以下的温度环境下,其通胀系数几乎为零,在车间环境中可以“大显身手”。

碳纤维管

在15至40摄氏度的温度下,碳纤维管的通胀系数几乎为零。采用碳纤维管,用于制造优质的测针、连接件以及测头加长杆。

铝合金

铝合金的材质轻且稳定,经常被用作测针加长杆,考虑其热膨胀的因素,推荐在温度稳定的测量室中使用。

钛,具备极高的刚性,坚硬稳定,且密度相对较低,重量极轻。主要将该材料应用在测针的基座、连接件和加长杆。

为了保证测量精度,测针在选择时需要注意以下事项:

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1.测针长度要尽量短。

2.测球直径要尽量大。

3.连接点要尽量少。