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材料的特性比較

天然花崗石及鑄鐵材料的特性比較

材料特性比較表
天然花崗石 鑄鐵
比重 3000kg/m3 6600~7400km/m3
抗壓縮強度 254MPa 50~120MPa
抗拉伸強度 10~40MPa
抗彎曲強度 37.5MPa 21~68MPa
泊松比 0.23~0.27u
熱膨脹係數 5.7×10-6 (9.2~11.8)10-6
硬度 HRc58(Hs79) HRc0~27.8(HB143~269)
共振動阻尼 0.003(橡膠是1) 0.001(橡膠是1)

*泊松比:在材料的比例極限內,由均勻分佈的縱向應力所引起的橫向應變與相對應的縱向應變之比值絕對值。 *(根據質量不滅定律,假設因物體受力,產生縱向變小,則橫向必然變大)

由材料特性比較表得知,故應用於機構構件的理由如下:

機構基礎平台 1. 由於花崗石的抗壓強度是鑄鐵的三倍,所以以花崗石為基礎平台耐壓強度高不易變形,能夠維持良好平面精度
2. 鑄鐵的比重是花崗石的二倍.相同體積,鑄鐵的重量是花崗石的兩倍,所以使用花崗石可以減輕重量
3. 花崗石的共振動阻尼係數是鑄鐵的三倍,所以使用於精密量測儀的基礎平台上。花崗石更不會因為機械的共振而影響精密量測的穩定性
機械主軸立柱 1. 主軸立柱的重心設計在支撐面的範圍內,所以主軸立柱沒有前傾的旋轉力量
2. 主軸立柱以花崗石為材料,所以不會因為前傾力量產生延展變形,而且沒有泊松比。加上重心設計技巧,故主軸立柱的垂直直角度可永遠保持
3. 花崗石擁有較低的膨脹係數,所以因為溫度的變化所產生的尺寸偏差均是鑄鐵的一半
4. 花崗石共振阻尼係數比鑄鐵高,所以使精密量測儀不會因共振而產生Vision與Touch Probe的異動,使三軸的精密度更為穩定
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