大理石工作台的优点及设计时的注意事项
1、大理石工作台的优点
(1)稳定性好。经过亿万年的天然时效,组织稳定,几乎不会变形,能长期保持稳定的精度。在使用5~6年后仍然不会失去精度。
(2)加工简便,易获得高精度。通过研磨、抛光很容易得到很高的精度和表面粗糙度,不象金属件需要复杂的翻砂、锻造或热处理工艺,也不象陶瓷件需要压制成形、烧结等工艺。因而加工设备简单,加工周期短,成品率高,加工成本低。以1200mm×800mm的平板为例,00级大理石平台从毛坯到成品仅用半个月时间就可达到加工精度,平面度可达2.5μm。
(3)导热系数和热膨胀系数小,对温度不敏感。热传导率仅为一般金属的1/47,即使在没有恒温的环境下也能保持较高精度。在室内温度缓慢变化的条件下,产生的变形为钢的1/10,为铸铁的1/3。这个特性是天然花岗石受到青睐的重要原因,因为在高精密测量、加工设备中,温度引起的变形导致精度降低所占的比重尤为严重,而温度控制要求越高,采用的设备就越庞大,技术也越复杂,一是占地大,二是成本高,而花岗石对温度不敏感,对温度要求不苛刻,故在一般的温度条件下就可达到较高精度。
(4)不生锈、耐酸碱、耐磨性好,使用寿命长,保养简便。不生锈、不需油封、也不需涂任何防锈油脂,能抗一般酸、碱性气体和溶液的浸蚀,适于作电化学加工设备的工作台。大理石工作台在表面干净的条件下,耐磨性为常用铸铁件的10倍。表面被划伤或碰撞后,不产生毛刺,不变形,故不影响精度。同时较小部分可用特种胶突起粘接,然后再通过研磨达到精度。这种简便修复工艺可减小较后工序的报废,对于缩短加工周期,提高成品率,降低生产成本和延长使用寿命有重要意义。
(5)吸振性能好。内阻尼系数比钢大15倍。振动是精密机械和超精密加工中的要害因素。内阻尼系数越大,在外力作用下引起的振动就越小。
(6)不导电,磁绝缘性能好,无磁化问题。不会和金属产生粘和或磁化。无离散电容和电感的存在,不会对检测和控制信号产生干扰。适于作微细电火花加工的工作台。
(7)价格便宜。同样规格尺寸和精度的金属工、量具,其价格要高得多。例如作为直角测量基准的花岗石方尺,其精度可比同规格的金属方尺高一倍以上,而其价格却仅为金属的1/2左右。而且由于使用寿命长,不需要每年刮研,可节约大量的维修费用。
(8)刚度重量比大。因而自重引起的变形小,宜作横梁。结构致密、质地均匀,且属于脆性材料,不易产生弹性变形和塑性变形,能在重负荷下保持高精度;
(9)表面光滑无滞涩感,摩擦系数小。宜做导轨和轴承,特别是气浮导轨和空气轴承。
(10)可预埋、镶嵌金属件,便于联结、配合、装配。
(11)花岗石质感细腻柔和,色彩均匀,色泽庄重典雅又不失明快,再加上便于修饰加工,容易达到美学效果。
它的主要缺点为脆性大,不能抗过大的冲击和碰撞。但它的应用场合多为精密和超精密机械,故它的缺点表现得并不突出。
2、设计大理石量具时的注意事项
在设计大理石量具之前,先弄清楚下列问题:
(1)实际需要的承载能力以及载荷性质。
(2)直轨上是否需要螺钉,能否用凹槽代替。
(3)表面粗糙度和平面度。一旦需要或指定000级或高的平面度,注意在较终环境中的湿度和温度梯度会影响花岗石的平面度。
(4)大理石量具基础件的支撑方式,用钢架还是用隔振系统。
(5)在图中,标明支撑点位置(三点支撑对于确保均载是较好的,四点或多点支撑需要平衡用的空气支撑系统或其他平衡调节机构)。
(6)是否有空气轴承表面。
(7)使用环境情况:温度及其变化、湿度、振动、灰尘等。
(8)需要多大尺寸的镶件,孔的位置精度如何,镶件传递多大的扭矩。
(9)花岗石侧面是否可见。
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