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Feb 17, 2024

Mit Granit-Oberflächenplatten für Präzision sorgen

Granit ist aus verschiedenen Gründen das Material der Wahl für Maschinenbasen und Messkomponenten, einschließlich seiner Bearbeitbarkeit, Trägheit, ultimativen Ebenheit, thermischen Stabilität, Steifigkeit und Vibration

Granit ist aus verschiedenen Gründen das Material der Wahl für Maschinenbasen und Messkomponenten, einschließlich seiner Bearbeitbarkeit, Trägheit, ultimativen Ebenheit, thermischen Stabilität, Steifigkeit, Vibrations- und Rostbeständigkeit, langlebigen Eigenschaften, einfacher Reinigung und Mobilität. Es wird auch in vielen Größen zusammen mit einer Reihe von Zubehör angeboten.

Die folgende Einführung bietet Werkstätten hilfreiche Tipps zur Auswahl des richtigen Granitinspektionsprodukts für ihre Anforderungen.

Sowohl Produktionsstätten als auch Kalibrierlabore sind auf die Präzision von Oberflächen angewiesen. Oberflächenplatten sollten mindestens die Bundesspezifikation ASME B89.3.7 übertreffen. Um dauerhaft qualitativ hochwertige Produkte herzustellen, sollten Lieferanten von Oberflächenplatten ein strenges Schulungsprogramm absolviert haben und an jährlichen Eignungsprüfungen teilnehmen.

Ein mit der Oberflächenplatte geliefertes rückführbares NIST-Kalibrierungszertifikat ist ein wichtiger Qualitätsmaßstab. Und bei Bedarf sollte für alle Kalibrierungen, die in den Geltungsbereich von ISO/IEC 17025 fallen, ein A2LA-akkreditiertes Zertifikat ausgestellt werden.

Bevor Sie eine Planplatte in Besitz nehmen, besprechen Sie den Endkontrollprozess mit Ihrem Lieferanten. Es wird empfohlen, die Platten mit einem Autokollimator oder elektronischen Wasserwaagen und einem Repeat-O-Meter zu prüfen. Einige Anbieter bieten Oberflächenplatten an, die weit über das erforderliche Maß hinausgehen. Beispielsweise könnten schwarze und rosafarbene Platten so konstruiert sein, dass sie ein Ladegewicht von 100 Pfund tragen. pro Quadratfuß (PSF), geladen in der Mitte der Platte, was doppelt so viel ist wie von der Bundesspezifikation gefordert. Dies bedeutet, dass die vorgesehene Last in der Mitte der Platte platziert werden kann, ohne dass die Gesamtgenauigkeit um mehr als 50 Prozent beeinträchtigt wird.

Bei Planplatten sind Ebenheit und Wiederholbarkeit gleichermaßen wichtig. Die Ebenheit und Wiederholungsmessungen einiger der hochwertigsten Platten sind einseitig und nicht beidseitig. Der Begriff „einseitige Genauigkeit“ bedeutet, dass alle Punkte auf der Arbeitsfläche zwischen zwei parallelen Ebenen liegen und einen Abstand haben, der größer ist als der für jede Größe und Klasse angegebene Abstand. Der Begriff „bilaterale Genauigkeit“ bedeutet, dass die doppelte (± angegebene) Ebenheitsabweichung möglich ist. Es wird empfohlen, dass die in Kalibrierzertifikaten angegebenen Werte der Gesamtanzeigewert (TIR) ​​sind.

Sobald eine Platte in Produktion ist, ist es wichtig, regelmäßig zu überprüfen, ob sie richtig kalibriert ist. ASME B89.3.7 schreibt die richtigen Methoden zur Bestimmung der Gesamtebenheit einer Granitoberflächenplatte vor. In Abschnitt 4.5.9 heißt es: „Ein … System aus Diagonalen, Umfangs- und Mittellinien kann auf Platten, insbesondere auf kleinen, kalibriert werden, indem ein präzisionskalibriertes Lineal, einstellbare Stützen und ein geeignet montierter Indikator verwendet werden.“ „ Dies ist eine grundlegende Beschreibung des Planekators.

Ein Planekator-Bausatz besteht aus einem Granitlineal, einem Satz Stützen (eine mit fester Höhe und eine verstellbar), einem kalibrierten 0,000020 Zoll. Messuhr mit Anzeigeschlitten und Aufbewahrungskoffer. Das Haarlineal wird mit einem Korrekturband geliefert.

Berücksichtigen Sie bei der Auswahl eines Planekators die Größe der zu prüfenden Platte. Die gerade Kante sollte mindestens der gesamten Breite der Platte und mindestens 50 % der Länge der Platte entsprechen. Zum Beispiel ein 36-Zoll. Mit dem Planekator-Lineal können Sie jede Oberfläche bis zu einer Größe von 36 x 72 Zoll kalibrieren.

Mit einem Repeat-O-Meter kann die Arbeitsfläche der Platte visuell abgetastet werden. Der Bereich der Anzeigewerte darf die in Tabelle II von Abschnitt 3.3.3 in ASME B89.3.7 angegebenen Werte nicht überschreiten. Das Repeat-O-Meter erfüllt eine ähnliche Funktion, wenn ein Höhenmessgerät und ein Endmaß in einem Kalibrierungsprozess verwendet werden, es ist jedoch zuverlässiger und für diese Anwendung einfacher zu verwenden.

Sowohl Produktionsstätten als auch Kalibrierlabore sind auf die Präzision von Oberflächen angewiesen.

In kurzer Zeit können Sie die Wiederholungsmessgenauigkeit einer Richtplatte überprüfen, indem Sie das Repeat-O-Meter über die Arbeitsfläche bewegen und dabei den gesamten Anzeigebereich (FIR) notieren. Stellen Sie das Gerät in nur wenigen Minuten in der Mitte entlang einer Diagonale oder Mittellinie auf Null und zeichnen Sie dann die Messwerte im Abstand von 5 Zoll auf. Intervalle, um die Messwerte auf der Platte aufzuzeichnen. Die Differenz zwischen den größten Plus- und Minuswerten ist der maximal mögliche Messfehler auf der Platte.

Darüber hinaus tragen Kalibrierungs- und Zertifizierungsdienste für Richtplatten und Zubehör dazu bei, die Präzision aufrechtzuerhalten, indem deren Zustand zertifiziert und bei Bedarf eine Erneuerung der Oberfläche durchgeführt wird. Wenn Sie alte Granitprodukte haben, die sich in einem schlechten Zustand befinden, können einige Lieferanten alte Produkte schleifen und läppen, damit sie wie neu aussehen, und sie auf A2LA hinsichtlich Rechtwinkligkeit, Parallelität, Ebenheit und wiederholter Messung kalibrieren.

Die Kenntnis des verfügbaren Oberflächenplattenzubehörs wird Ihnen und Ihrem Lieferanten auch dabei helfen, das optimale Plattendesign zu erstellen. Hier sind einige Optionen:

Meisterplatz. Hauptwinkel sind ideal für die Prüfung der X-, Y- und Z-Achsen von Werkzeugmaschinen. Dieses Produkt ist sehr stabil und steif und bietet die ultimativen Rechtwinkligkeitsreferenzen. Master-Quadrate haben fünf bearbeitete Flächen (eine große Fläche und vier Kanten), die flach, quadratisch und parallel entweder der Laborqualität AA (0,000025 Zoll pro 6 Zoll) oder der Inspektionsklasse A (0,000050 Zoll pro 6 Zoll) entsprechen.

Meisterwinkel. Dreieckige Prüfwinkel eignen sich ideal zur Prüfung der X-, Y- und Z-Achsen von Maschinenbasen oder Teilen. Sie sind sehr steif und stabil und verfügen über zwei oder drei bearbeitete Flächen. Der zweiseitige Hauptwinkel hat zwei senkrechte Kanten, die flach und quadratisch ausgeführt sind. Der dreiseitige Hauptwinkel hat eine große dreieckige Fläche, die flach und rechtwinklig zu diesen beiden Kanten endet. Master-Winkel werden in Laborqualität AA (0,000025 Zoll pro 6 Zoll) oder Inspektionsqualität A (0,000050 Zoll pro 6 Zoll) geliefert.

Winkelplatte. Winkelplatten bieten eine bequeme und praktische Möglichkeit, Werkstücke in vertikaler Position zu spannen und zu halten. Aufgrund ihrer hervorragenden Oberfläche und Ebenheit sind sie sehr präzise und für die Verwendung mit Granitplatten geeignet. Die Winkelplatten sind wahlweise mit zwei oder vier bearbeiteten Flächen erhältlich. Die Unterseite der zweiseitigen Winkelplatte und die angrenzende quadratische Fläche sind flach und rechtwinklig zueinander ausgeführt. Die vierseitige Winkelplatte ähnelt der zweiseitigen, aber die beiden angrenzenden Seiten sind flach und rechtwinklig zu den anderen beiden Flächen und sind parallel zueinander. Die Laborqualität AA hat eine Toleranz von 0,000025 Zoll pro 6 Zoll und die Inspektionsklasse A hat eine Toleranz von 0,000050 Zoll pro 6 Zoll.

Eingesetzte Winkelplatte. Eingesetzte Winkelplatten ähneln den Standard-Winkelplatten, verfügen jedoch zusätzlich über an einer Seite eingesetzte Metallscheiben. Eingesetzte Winkelplatten verfügen außerdem über eine Hauptmessfläche für magnetische Spannzwecke und Gewindeeinsätze für Spannzwecke.

Gerade Kante. Gerade Kanten haben eine einzelne lange, schmale Fläche, die flach endet. Die Genauigkeit der Laborklasse AA beträgt 0,000025 Zoll pro 12 Zoll und die Genauigkeit der Inspektionsklasse A beträgt 0,000050 Zoll pro 12 Zoll. Hebelöcher sind bei Größen ab 48 Zoll vorhanden.

Parallelen. Diese Präzisionswerkzeuge können verwendet werden, um Werkstücke über die Oberfläche einer Platte anzuheben, um eine schnelle und einfache Inspektion von Werkstücken mit Schultern oder Stufen zu ermöglichen, und bieten viele andere Einsatzmöglichkeiten. Parallelen werden in passenden Paaren mit entweder zwei oder vier bearbeiteten Flächen geliefert. Bei zweiseitigen Parallelen sind die beiden schmalen Flächen flach und parallel ausgeführt. Bei vierseitigen Parallelen sind die breiten Flächen sowie die beiden schmalen Flächen flach und parallel ausgeführt. Parallelen sind in Laborqualität AA (0,000025 Zoll pro 12 Zoll) oder Inspektionsklasse A (0,000050 Zoll pro 12 Zoll) erhältlich.

V-Blöcke. V-Blöcke eignen sich ideal zum Stützen oder Halten zylindrischer Teile während der Fertigung oder Inspektion. Sie werden in passenden Paaren geliefert und haben fünf fertige Gesichter. V-Blöcke haben ein nominelles 90-Grad-V, zentriert und parallel zum Boden und zu zwei Seiten und rechtwinklig zu den Enden. V-Blöcke sind entweder in der Laborqualität AA (± 0,000050 Zoll pro 6 Zoll) oder in der Inspektionsklasse A (± 0,00010 Zoll pro 6 Zoll) erhältlich.

Für kundenspezifische Montageanwendungen mit Mehrwert sind möglicherweise Präzisionsstahlschienen, Encoder, Kugelumlaufspindeln und mehr erforderlich.

Tischkomparatoren. Der Tischkomparator ist ein hochpräzises Prüfgerät zur Prüfung von Rundheit, Durchmessern, Längen, Stufen, Ebenheit, Winkeln und Parallelität. Tischkomparatoren verfügen über einen Edelstahlpfosten und einen Anzeigehalter (Ösenmontage oder Schaftmontage).

Um genaue Messwerte zu gewährleisten, müssen Granitoberflächenplatten gemäß ASME B89.3.7 ordnungsgemäß an drei oder vier Punkten abgestützt werden. Die Standardarbeitshöhe für Ständer beträgt im Allgemeinen 36 Zoll. Es wird empfohlen, für alle Ständer mit Rollen Bodenverriegelungen zu verwenden. Für die Abstützung der Platte gibt es mehrere Möglichkeiten.

Stahlrohrplattenständer bestehen aus geschweißten Vierkantstahlrohren für außergewöhnliche Festigkeit und Haltbarkeit. Stahlquerträger sind an den richtigen Stützpunkten angebracht, um eine maximale Genauigkeit der Richtplatte zu gewährleisten. Die Schrankständer sind aus quadratischen Stahlrohren und dickem Stahl gefertigt, um eine lange Lebensdauer zu gewährleisten. Möglicherweise sind auch Schubladenständer erhältlich.

Außerdem ist bei Verwendung eines Block- und Keilsystems kein großer Stahlständer zur Unterstützung des Granitsockels erforderlich. Dieses System besteht aus drei Granitblöcken, die so geschnitten und geschliffen werden, dass die gewünschte Arbeitshöhe erreicht wird. Zwischen der Oberseite des Blocks und der Unterseite der Oberflächenplatte wird ein verstellbarer Keil platziert. Dieses System bietet maximale Unterstützung bei minimalen Kosten. Standardblöcke sind 12 x 12 Zoll groß, wobei die Höhe auf der Dicke der Oberflächenplatte basiert.

Für eine maximale Lebensdauer wird außerdem empfohlen, eine hochwertige Abdeckung zum Schutz der Oberflächenplatte zu verwenden, wenn diese nicht verwendet wird, und die Platte regelmäßig mit Granit-Oberflächenplattenreiniger zu reinigen. Wenn Sie die Präzisionsmessplatte sauber und in bestem Zustand halten, können Sie Ihre Kalibrierungsintervalle verlängern und sicherstellen, dass Ihre Messwerte genau sind.

Wenn die Anwendung eine Platte mit benutzerdefinierten Formen, Gewindeeinsätzen, Schlitzen oder anderen Bearbeitungen erfordert, sollten Sie Ihren Lieferanten sorgfältig und sorgfältig auswählen, um Sie durch den Anpassungsprozess zu führen. Identifizieren Sie einen Lieferanten mit Ingenieuren, die über das nötige Wissen verfügen, um Ihre Anforderungen an die Präzisionsbasis zu verstehen und den Wert ihrer Erfahrung einbringen können, um Designs sowohl hinsichtlich Leistung als auch Kosten zu optimieren.

Die Zusammenarbeit mit einem Lieferanten mit umfassenden und kundenspezifischen Fähigkeiten für Sockel und andere kundenspezifische Granitsysteme ist für eine Reihe von Branchen von entscheidender Bedeutung, darunter auch für Halbleiterunternehmen sowohl für die Waferproduktion als auch für die Waferinspektion. Lieferanten können Optionen anbieten, von kleinen Steinen mit Submikrongenauigkeiten über große Systeme, die eine Reinraummontage der Klasse 100 und Mehrwertmontage erfordern, bis hin zu kundenspezifischen Rahmen, Ständern und Vorrichtungen sowie Reinraumverpackungen. Darüber hinaus können kundenspezifische Granit-Inspektionssysteme KMG-Sockel, Kalibrierlabore, Flachbildschirminspektionen und Baugruppen für Präzisionsautomatisierungsanwendungen umfassen.

Ausgehend von einem neuen Konzept oder einem ausgereiften Design, einem kleinen Teil oder einer großen Baugruppe, einfachen Anforderungen oder komplexen Bedürfnissen können erfahrene Fachleute dabei helfen, ein qualitativ hochwertiges und effizientes Design zu liefern. Ein umfassendes Wissen über Materialien, Präzisionsbearbeitung und Montagemethoden in Kombination mit modernster Fabrikausrüstung tragen dazu bei, das beste Endprodukt zu erzielen. Neben der Verwendung von Granit für eine individuelle Oberfläche kann auch die Verwendung anderer Materialien von Vorteil sein. Poröse oder dichte Keramik, Kohlefasern und sogar Metalle können die besonderen Anforderungen an die Grundlage von Präzisionsbaugruppen erfüllen.

Neben der Zusammenarbeit bei der Konstruktion und dem Bau Ihres Maschinenfundaments bietet die Zusammenarbeit mit einem Lieferanten, der sich mit der wertschöpfenden Montage auskennt, Vorteile. Die nächste Montageebene umfasst das Hinzufügen von Lagerschienen, Encoderschienen, Spindelantrieben, Tischen und Vibrationsdämpfungsvorrichtungen. Die Durchführung dieser Montage im Werk des Zulieferers gewährleistet die Verantwortung für Genauigkeit und Leistung

Der Artikel wurde von The LS Starrett Co., 121 Crescent St., Athol, MA 01331, www.starrett.com/precision-granite bereitgestellt.