測針,是測量時接觸工件的測量部件,通常由測桿和測球組成。它的工作原理是通過與工件接觸,使測頭裝置產生位移,根據所產生的信號取得測量值,從而實現精準測量。
為了保證測量精度,在選擇測針時需要注意以下事項:
測針長度要盡量短
測針越長越容易彎曲,從而準確性越低。且測頭的位置準確性與測頭軸銷到測針測球的距離成反比。所以最短的測頭會有較高的準確性。
測球直徑要盡量大
使用大直徑的測球會增加測球與測桿之間的間隙,從而減少測桿與工件(柄)接觸的可能性。大直徑的測球也會減少工件表面加工對測量準確度的影響。
連接點要盡量少
測針與延長桿一起使用會增加彎曲的可能性,在任何程序中盡可能的少使用配件。
測針的類型和大小的選擇,主要取決于被測工件的特征,同時,其測針的測桿和測球的材質也非常的關鍵。
常見的測針測球的材質以紅寶石居多,其實還有氧化鋯、氮化硅等其他材質,此外,測桿的材質也不局限于鋼,還有鋁合金、陶瓷、碳纖維等等。這么多材質,應該如何選擇呢?
測球的材質
選型須考慮測量方法和工件的材質
紅寶石:適合絕大多數材質的工件
紅寶石,材質堅硬,表面尤其光滑,壓縮強度高,對機械擦拭具有優良的特性。而且,紅寶石的低比重,可使得測球的質量盡量地變小,有效消除了CMM移動或振動時由質量慣性引發的錯誤觸發現象。
在制造必須具備高耐磨性的球型碰觸點時,紅寶石被業界堪稱wan美的全能型材料,適用于絕大多數的材質工件測量。但在對鋁、鑄鐵工件掃描測量時會產生為粘附磨損,此時建議選用其他材質的測球。
氧化鋯:適合鑄鐵工件、粗糙表面
氧化鋯,是一種陶瓷復合材料。由氧化鋯制成的觸碰點具有特殊的表面性質,被認為是對粗糙表面(如鑄鐵制成的工件)進行高強度掃描的理想選擇。氧化鋯的硬度和耐磨性幾乎與紅寶石相同,適合鑄鐵工件的掃描測量。
氮化硅:適合鋁制、鋁合金制工件
氮化硅,是極其堅硬且超級耐磨的陶瓷材質,在已知測球材料中的表面粗糙度最小的材質。它的特殊優勢在于不會被鋁吸附,粘著磨損遠小于其他測球材質。
但需要注意的是,對鋼制表面的工件表面掃描時,其會出現明顯的磨損消耗,因此限制應用在鋁合金制的工件上。
測桿和基座的材質
為了抑制測針彎曲,測桿的剛性要盡可能的強。
鋼,是高強度精密測針的shou選材質,可確保以ji高的精度完成測量任務。該材質具有出色的材料強度,是制造測針或基準探測元件的標準材質。
陶瓷,因其材質輕且極其堅硬的特點,是測桿的理想材料,尤其是用于長測針。它的熱穩定性優良,即使在高溫下的膨脹傾向也非常低,適合在生產現場的環境下使用。
碳化鎢是由鎢和碳組成的化合物,硬度與金剛石相近,在環境穩定的測量實驗室下,由碳化鎢制成的抗彎測桿幾乎是所有標準應用的理想選擇。
碳纖維,與碳化鎢相比其質量更輕,且極其堅硬,適合用于長測針。在45攝氏度以下的溫度環境下,其通脹系數幾乎為零,在車間環境中可以“大顯身手”。
碳纖維管,在15至40℃的溫度下的膨脹系數幾乎為0。三豐主要采用碳纖維管制造優質的測針、連接件以及測頭加長桿。
鋁合金的材質輕且穩定,經常被用作測針加長桿,考慮其熱膨脹的因素,推薦在溫度穩定的測量室中使用。
鈦,具備ji高的剛性,堅硬穩定,且密度相對較低,重量極輕。三豐主要將該材料應用在測針的基座、連接件和加長桿。