Í CNC tölulegum stýribúnaði, þó að eðliseiginleikar graníts veiti grunn að mikilli nákvæmni vinnslu, geta innbyggðir gallar þess haft fjölvíddaráhrif á nákvæmni vinnslunnar, sem birtast sérstaklega á eftirfarandi hátt:
1. Yfirborðsgalla í vinnslu af völdum brothættni efnisins
Brothætt eðli graníts (mikill þjöppunarstyrkur en lágur beygjustyrkur, venjulega er beygjustyrkurinn aðeins 1/10 til 1/20 af þjöppunarstyrknum) gerir það viðkvæmt fyrir vandamálum eins og sprungum á brúnum og örsprungum á yfirborði við vinnslu.
Smásjárgallar hafa áhrif á nákvæmni flutnings: Þegar mikil nákvæmni er slípað eða fræst geta smáar sprungur á snertipunktum verkfærisins myndað óreglulega fleti, sem veldur því að beinskekkjur lykilhluta eins og leiðarsteina og vinnuborða víkka út (til dæmis versnar flatnin úr hugsjóninni ±1μm/m í ±3~5μm/m). Þessir smásjárgallar berast beint til unninna hluta, sérstaklega í vinnslutilfellum eins og nákvæmum ljósleiðaraíhlutum og hálfleiðaraþráðaflutningsbúnaði, sem getur leitt til aukinnar yfirborðsgrófleika vinnustykkisins (Ra-gildi eykst úr 0,1μm í yfir 0,5μm), sem hefur áhrif á ljósfræðilega afköst eða virkni tækisins.
Hætta á skyndilegum brotum í kraftmikilli vinnslu: Í tilfellum þar sem skurður er á miklum hraða (eins og snúningshraði > 15.000 snúninga á mínútu) eða fóðrunarhraði > 20 m/mín. geta graníthlutar orðið fyrir staðbundinni sundrun vegna augnabliksáhrifa. Til dæmis, þegar stýribrautarparið breytir hratt um stefnu, getur sprunga í brúnum valdið því að hreyfiferillinn víkur frá fræðilegri leið, sem leiðir til skyndilegrar lækkunar á nákvæmni staðsetningar (staðsetningarvillan eykst úr ±2 μm í meira en ±10 μm) og jafnvel leitt til áreksturs og brots á verkfærum.
Í öðru lagi, tap á nákvæmni vegna mótsagnar milli þyngdar og stífleika
Háþéttleiki graníts (með þéttleika upp á um það bil 2,6 til 3,0 g/cm³) getur dregið úr titringi, en það hefur einnig í för með sér eftirfarandi vandamál:
Tregðukraftur veldur seinkun á servó-viðbrögðum: Tregðukrafturinn sem myndast af þungum granítlagi (eins og stórum gantry-véllagi sem geta vegið tugi tonna) við hröðun og hraðaminnkun neyðir servómótorinn til að framleiða meira tog, sem leiðir til aukinnar villu í staðsetningarlykkjunni. Til dæmis, í hraðkerfum sem knúin eru af línulegum mótorum, getur nákvæmni staðsetningarinnar minnkað um 5% til 8% fyrir hverja 10% aukningu á þyngd. Sérstaklega í nanóvinnslutilfellum getur þessi seinkun leitt til villna í útlínuvinnslu (eins og að hringlaga villan aukist úr 50 nm í 200 nm við hringlaga innsetningu).
Ófullnægjandi stífleiki veldur lágtíðni titringi: Þó að granít hafi tiltölulega mikla innbyggða dempun, er teygjanleikastuðull þess (um 60 til 120 GPa) lægri en í steypujárni. Þegar granít er orðið fyrir víxlálagi (eins og sveiflum í skurðkrafti við fjölása tengivinnslu) getur myndast örsmá aflögun. Til dæmis, í sveifluhaushluta fimmása vinnslustöðvar, getur lítilsháttar teygjanleg aflögun á granítgrunninum valdið því að nákvæmni hornstöðu snúningsássins færist til hliðar (eins og að vísitöluvillan aukist úr ±5" í ±15"), sem hefur áhrif á nákvæmni vinnslu flókinna bogadreginna yfirborða.
III. Takmarkanir á hitastöðugleika og umhverfisnæmi
Þó að varmaþenslustuðull graníts (u.þ.b. 5 til 9 × 10⁻⁶/℃) sé lægri en steypujárns, getur hann samt valdið villum í nákvæmnivinnslu:
Hitastigsbreytingar valda aflögun burðarvirkis: Þegar búnaðurinn er í gangi samfellt í langan tíma geta hitagjafar eins og aðalásmótorinn og smurkerfi stýrisbrautarinnar valdið hitastigsbreytingum í graníthlutunum. Til dæmis, þegar hitamunurinn á efri og neðri yfirborði vinnuborðsins er 2°C, getur það valdið miðlungs kúptum eða miðlungs íhvolfum aflögun (beygjan getur náð 10 til 20μm), sem leiðir til bilunar í flatnæmi klemmu vinnustykkisins og hefur áhrif á nákvæmni samsíða fræsingar eða slípunar (eins og þykktarþol flatra plötuhluta sem fer yfir ±5μm til ±20μm).
Rakastig umhverfisins veldur lítilli útþenslu: Þó að vatnsupptökuhraði graníts (0,1% til 0,5%) sé lágur, getur örlítil vatnsupptaka leitt til útþenslu grindarinnar þegar hún er notuð í langan tíma í umhverfi með miklum raka, sem aftur veldur breytingum á útfellingu leiðarstönganna. Til dæmis, þegar rakastigið hækkar úr 40% RH í 70% RH, getur línuleg vídd leiðarstöngarinnar aukist um 0,005 til 0,01 mm/m, sem leiðir til minnkaðrar sléttleika rennileiðarstöngarinnar og tilkomu „skriðs“ fyrirbæris, sem hefur áhrif á nákvæmni fóðrunar á míkrómetrastigi.
Iv. Uppsafnað áhrif vinnslu- og samsetningarvillna
Vinnsluerfiðleikar graníts eru miklir (þarfnast sérstakra demantverkfæra og vinnsluhagkvæmni er aðeins 1/3 til 1/2 af vinnsluhagkvæmni málmefna), sem getur leitt til minnkunar á nákvæmni í samsetningarferlinu:
Vinnsluvilla í flutningi á tengiflötum: Ef frávik eru í vinnslu (eins og flatnæmi > 5μm, bil á milli gata > 10μm) í lykilhlutum eins og uppsetningarfleti leiðarskrúfunnar og stuðningsgötum leiðarskrúfunnar, mun það valda aflögun á línulegu leiðarskrúfunni eftir uppsetningu, ójafnri forhleðslu á kúluskrúfunni og að lokum leiða til versnandi nákvæmni hreyfingar. Til dæmis, við þriggja ása tengingarvinnslu, getur lóðréttarvilla sem stafar af aflögun leiðarskrúfunnar aukið skálengdarvillu teningsins úr ±10μm í ±50μm.
Bil á milliviðmóti í skarðbyggingu: Graníthlutar í stórum búnaði nota oft skarðtækni (eins og fjölþætta rúmskarð). Ef minniháttar hornvillur (> 10") eða yfirborðsgrófleiki > Ra0,8μm eru á skarðbyggingaryfirborðinu getur myndast spennuþéttni eða bil eftir samsetningu. Við langtímaálag getur það leitt til slökunar á byggingu og nákvæmnibreytinga (eins og lækkun á staðsetningarnákvæmni um 2 til 5μm á ári).
Samantekt og innblástur til að takast á við
Ókostir graníts hafa leynd, uppsöfnuð og umhverfisvæn áhrif á nákvæmni CNC-búnaðar og þarf að taka kerfisbundið á þeim með aðferðum eins og efnisbreytingum (eins og með plastefnisgegndreypingu til að auka seiglu), burðarvirkisbestun (eins og málm-granít samsettum grindum), hitastýringartækni (eins og örrásarvatnskælingu) og kraftmikilli bætur (eins og rauntíma kvörðun með leysigeislamæli). Á sviði nákvæmrar vinnslu á nanóskala er enn nauðsynlegra að framkvæma heildarstýringu frá efnisvali og vinnslutækni til alls vélakerfisins til að nýta afköst graníts til fulls og forðast um leið eðlislæga galla þess.
Birtingartími: 24. maí 2025