Пропустить переходы по меню

Материалы щупов

Компания Renishaw в своих щупах использует целый ряд материалов, каждый из которых наилучшим образом соответствует определенной измерительной задаче. Правильный выбор материала наконечника и стержня щупа является исключительно важным фактором.

Материал шарика

Синтетический рубин

Шарик из синтетического рубина

Рубин относится к материалам, имеющим самую высокую твердость, и является стандартом в отрасли и оптимальным материалом для изготовления шарика щупов, используемых для обширного ряда измерительных задач. Синтетический рубин представляет собой 99%-ную окись алюминия, кристаллы ("були") которого выращиваются при 2000°C с использованием метода Вернейля.

Затем були режутся и постепенно обрабатываются до достижения ими точной сферической формы. Рубиновые шарика имеют исключительно гладкую поверхность, большую прочность на сжатие и высокую стойкость к механической коррозии.

Рубин является самым лучшим материалом для шарика при решении большинства задач, однако существует два случая, в которых рекомендуется использовать шарики из других материалов.

Первый случай относится к сканированию по алюминию при тяжелом режиме работы. Из-за притяжения материалов может возникать явление, известное как адгезионный износ, при котором на шарике происходит нарастание алюминия, переходящего с измеряемой поверхности. В этих случаях лучшим материалом для изготовления шарика является нитрид кремния.

Второй случай относится к сканированию по чугуну при тяжелом режиме работы. Взаимодействие между двумя материалами может привести к "абразивному износу" поверхности рубинового шарика. Для таких задач рекомендуется использовать щупы со сферическими наконечниками из двуокиси циркония.

Нитрид кремния

Шарик из нитрида кремния

Многие свойства нитрида кремния сходны со свойствами рубина. Это очень твердый и износостойкий керамический материал, при обработке которого можно получать сферы высокой точности. Поверхность шарика может быть дополнительно отполирована.

Нитрид кремния не притягивает частицы алюминия, поэтому, в отличие от рубина, этот материал не подвержен адгезионному износу. Однако нитрид кремния имеет значительный абразивный износ при сканировании по стальным поверхностям, поэтому область его применения ограничивается, главным образом, алюминием.

Двуокись циркония

Шарик из двуокиси циркония

Двуокись циркония представляет собой исключительно прочный керамический материал, по твердости и износу мало уступающий рубину. Благодаря своим свойствам он идеально подходит для сканирования деталей из чугуна.

Материалы для стержней

Сталь

Сталь для стержня

Стержни, изготовленные из немагнитной нержавеющей стали, широко применяются для щупов с диаметрами шарика/наконечника 2 мм и более и длиной до 30 мм. В пределах этого диапазона цельные стальные стержни дают оптимальное соотношение жесткость/вес и обеспечивают при этом адекватный зазор между шариком и стержнем без снижения жесткости в месте соединения стержня и корпуса с резьбой.

Карбид вольфрама

Карбид вольфрама для стержня щупа

Стержни из карбида вольфрама оптимальны для достижения максимальной жесткости при малых диаметрах стержня, необходимых для шариков диаметром не более 1 мм, или же в случае больших длин стержня, вплоть до 50 мм. За пределами этого диапазона вес становится критическим, или же происходит потеря жесткости из-за отклонения в месте присоединения стержня к корпусу.

Керамика

Керамический стержень щупа

При длинах более 30 мм и диаметрах шариков более 3 мм керамические стержни обеспечивают жесткость, сравнимую со сталью, но при этом весят значительно меньше, чем такие же стержни из карбида вольфрама. Щупы с керамическим стержнем обеспечивают, кроме того, дополнительную защиту датчика от повреждения при столкновении с препятствием, поскольку при этом происходит разрушение стержня.

Углеродное волокно

Углеродное волокно для стержня щупа

Щупы со стержнями из углеродного волокна весят примерно на 20 % меньше, чем щупы со стержнями из карбида вольфрама, поэтому в случае длинных щупов часто используется углеродное волокно. Этот материал также обладает таким преимуществом, как стойкость к перепадам температуры, что особенно важно при работе с очень длинными щупами. В связи с этим данный материал пригоден для эксплуатации в условиях производства.

Алюминий

Алюминий для стержня щупа

Алюминий – очень легкий материал, поэтому он идеально подходит в качестве материала для удлинителей. Однако из-за присущего ему термического расширения использование алюминия допускается только в средах со стабильными параметрами и кондиционированием воздуха.

Титан

Титан для стержня щупа

Титан, по сравнению с алюминием, является стойким к перепадам температуры, обладает хорошей жесткостью на изгиб и имеет также малый вес. Эти характеристики делают титан очень подходящим для использования в качестве материала удлинителей большой длины.

Материалы для скачивания