Dalam peralatan kawalan berangka CNC, walaupun sifat fizikal granit menyediakan asas untuk pemprosesan ketepatan tinggi, kelemahan yang wujud mungkin mempunyai kesan berbilang dimensi pada ketepatan pemprosesan, yang ditunjukkan secara khusus seperti berikut:
1. Kecacatan permukaan dalam pemprosesan yang disebabkan oleh kerapuhan bahan
Sifat rapuh granit (kekuatan mampatan tinggi tetapi kekuatan lenturan rendah, biasanya kekuatan lenturan hanya 1/10 hingga 1/20 daripada kekuatan mampatan) menyebabkan ia terdedah kepada masalah seperti rekahan tepi dan retakan mikro permukaan semasa pemprosesan.
Kecacatan mikroskopik menjejaskan pemindahan ketepatan: Apabila melakukan pengisaran atau pengilangan berketepatan tinggi, rekahan kecil pada titik sentuhan alat boleh membentuk permukaan yang tidak teratur, menyebabkan ralat kelurusan komponen utama seperti rel panduan dan meja kerja mengembang (contohnya, kerataan merosot daripada ±1μm/m kepada ±3~5μm/m yang ideal). Kecacatan mikroskopik ini akan dihantar terus ke bahagian yang diproses, terutamanya dalam senario pemprosesan seperti komponen optik ketepatan dan pembawa wafer semikonduktor, yang boleh membawa kepada peningkatan dalam kekasaran permukaan bahan kerja (nilai Ra meningkat daripada 0.1μm kepada lebih 0.5μm), menjejaskan prestasi optik atau kefungsian peranti.
Risiko patah secara tiba-tiba dalam pemprosesan dinamik: Dalam senario pemotongan berkelajuan tinggi (seperti kelajuan gelendong > 15,000 r/min) atau kadar suapan > 20m/min, komponen granit mungkin mengalami pemecahan tempatan akibat daya hentaman serta-merta. Sebagai contoh, apabila pasangan rel panduan menukar arah dengan cepat, keretakan tepi boleh menyebabkan trajektori gerakan menyimpang daripada laluan teori, mengakibatkan kejatuhan mendadak dalam ketepatan kedudukan (ralat kedudukan mengembang daripada ±2μm kepada lebih daripada ±10μm), malah membawa kepada perlanggaran dan pemotongan alat.
Kedua, kehilangan ketepatan dinamik yang disebabkan oleh percanggahan antara berat dan ketegaran
Sifat berketumpatan tinggi granit (dengan ketumpatan lebih kurang 2.6 hingga 3.0g/cm³) boleh menahan getaran, tetapi ia juga membawa masalah berikut:
Daya inersia menyebabkan lag tindak balas servo: Daya inersia yang dijana oleh katil granit berat (seperti katil mesin gantri besar yang boleh menimbang berpuluh-puluh tan) semasa pecutan dan nyahpecutan memaksa motor servo mengeluarkan tork yang lebih besar, mengakibatkan peningkatan dalam ralat pengesanan gelung kedudukan. Sebagai contoh, dalam sistem berkelajuan tinggi yang didorong oleh motor linear, untuk setiap peningkatan berat 10%, ketepatan kedudukan mungkin berkurangan sebanyak 5% hingga 8%. Terutamanya dalam senario pemprosesan skala nano, ketinggalan ini boleh membawa kepada ralat pemprosesan kontur (seperti ralat kebulatan meningkat daripada 50nm kepada 200nm semasa interpolasi bulat).
Ketegaran yang tidak mencukupi menyebabkan getaran frekuensi rendah: Walaupun granit mempunyai redaman semula jadi yang agak tinggi, modulus keanjalannya (kira-kira 60 hingga 120GPa) adalah lebih rendah daripada besi tuang. Apabila tertakluk kepada beban berselang-seli (seperti turun naik dalam daya pemotongan semasa pemprosesan pautan berbilang paksi), pengumpulan ubah bentuk mikro mungkin berlaku. Sebagai contoh, dalam komponen kepala ayun pusat pemesinan lima paksi, ubah bentuk keanjalan yang sedikit pada tapak granit boleh menyebabkan ketepatan kedudukan sudut paksi putaran hanyut (seperti ralat pengindeksan berkembang dari ±5" hingga ±15"), menjejaskan ketepatan pemesinan permukaan melengkung kompleks.
iii. Had Kestabilan Terma dan Kepekaan Persekitaran
Walaupun pekali pengembangan haba granit (kira-kira 5 hingga 9×10⁻⁶/℃) adalah lebih rendah daripada pekali besi tuang, ia masih boleh menyebabkan ralat dalam pemprosesan ketepatan:
Kecerunan suhu menyebabkan ubah bentuk struktur: Apabila peralatan beroperasi secara berterusan untuk masa yang lama, sumber haba seperti motor aci utama dan sistem pelinciran rel pemandu boleh menyebabkan kecerunan suhu dalam komponen granit. Sebagai contoh, apabila perbezaan suhu antara permukaan atas dan bawah meja kerja ialah 2 ℃, ia boleh menyebabkan ubah bentuk pertengahan cembung atau cekung pertengahan (pesongan boleh mencapai 10 hingga 20μm), yang membawa kepada kegagalan kerataan pengapit bahan kerja dan menjejaskan ketepatan keselarian pengilangan atau pengisaran (seperti toleransi ± 2μ plat rata).
Kelembapan persekitaran menyebabkan sedikit pengembangan: Walaupun kadar penyerapan air granit (0.1% hingga 0.5%) adalah rendah, apabila digunakan untuk jangka masa yang lama dalam persekitaran kelembapan tinggi, jumlah surih penyerapan air boleh membawa kepada pengembangan kekisi, yang seterusnya menyebabkan perubahan dalam kelegaan muat pasangan rel panduan. Sebagai contoh, apabila kelembapan meningkat daripada 40% RH kepada 70% RH, dimensi linear rel panduan granit boleh meningkat sebanyak 0.005 hingga 0.01mm/m, mengakibatkan penurunan dalam kelancaran pergerakan rel panduan gelongsor dan berlakunya fenomena "merangkak", yang menjejaskan kejituan tahap mikron.
iv. Kesan Terkumpul Kesilapan Pemprosesan dan Pemasangan
Kesukaran pemprosesan granit adalah tinggi (memerlukan alat berlian khas, dan kecekapan pemprosesan hanya 1/3 hingga 1/2 daripada bahan logam), yang boleh menyebabkan kehilangan ketepatan dalam proses pemasangan:
Pemprosesan ralat penghantaran permukaan mengawan: Jika terdapat penyimpangan pemprosesan (seperti kerataan > 5μm, ralat jarak lubang > 10μm) di bahagian utama seperti permukaan pemasangan rel panduan dan lubang sokongan skru plumbum, ia akan menyebabkan herotan rel panduan linear selepas pemasangan, pramuatan skru bola yang tidak sekata, dan akhirnya membawa kepada kemerosotan ketepatan gerakan. Sebagai contoh, semasa pemprosesan pautan tiga paksi, ralat menegak yang disebabkan oleh herotan rel panduan boleh mengembangkan ralat panjang pepenjuru kubus daripada ±10μm kepada ±50μm.
Jurang antara muka struktur yang disambung: Komponen granit peralatan besar sering menggunakan teknik penyambungan (seperti penyambungan katil berbilang bahagian). Jika terdapat ralat sudut kecil (> 10") atau kekasaran permukaan > Ra0.8μm pada permukaan penyambung, kepekatan tegasan atau jurang mungkin berlaku selepas pemasangan. Di bawah beban jangka panjang, ia mungkin membawa kepada kelonggaran struktur dan menyebabkan hanyut ketepatan (seperti penurunan 2 hingga 5μm dalam ketepatan kedudukan setiap tahun).
Ringkasan dan mengatasi inspirasi
Kelemahan granit mempunyai impak terselindung, terkumpul dan sensitif terhadap alam sekitar pada ketepatan peralatan CNC, dan perlu ditangani secara sistematik melalui cara seperti pengubahsuaian bahan (seperti impregnasi resin untuk meningkatkan keliatan), pengoptimuman struktur (seperti bingkai komposit logam-granit), teknologi kawalan haba (seperti dan penyejukan air dinamik saluran mikro), interferometer). Dalam bidang pemprosesan ketepatan skala nano, adalah lebih perlu untuk menjalankan kawalan rantai penuh daripada pemilihan bahan, teknologi pemprosesan kepada keseluruhan sistem mesin untuk memanfaatkan sepenuhnya kelebihan prestasi granit sambil mengelakkan kecacatan yang wujud.
Masa siaran: Mei-24-2025