CNC сандық басқару жабдығында граниттің физикалық қасиеттері жоғары дәлдіктегі өңдеуге негіз болғанымен, оның тән кемшіліктері өңдеу дәлдігіне көп өлшемді әсер етуі мүмкін, олар келесідей көрінеді:
1. Материалдың сынғыштығынан туындаған өңдеудегі беттік ақаулар
Граниттің сынғыш табиғаты (сығуға беріктігі жоғары, бірақ иілу беріктігі төмен, әдетте иілу беріктігі сығымдау беріктігінің 1/10-нан 1/20-ге дейін ғана) оны өңдеу кезінде жиектердегі крекинг пен беттік микрожарықтар сияқты мәселелерге бейім етеді.
Микроскопиялық ақаулар дәлдіктің берілуіне әсер етеді: Жоғары дәлдіктегі тегістеу немесе фрезерлеу кезінде құралдың жанасу нүктелеріндегі ұсақ жарықтар дұрыс емес беттерді қалыптастыруы мүмкін, бұл бағыттаушы рельстер мен жұмыс үстелдері сияқты негізгі құрамдастардың түзу қателерінің кеңеюіне әкеледі (мысалы, тегістік идеалды ±1мкм/м-ден ±3~5μm-ге дейін нашарлайды). Бұл микроскопиялық ақаулар, әсіресе дәл оптикалық құрамдас бөліктер және жартылай өткізгіш пластиналар тасымалдағыштары сияқты өңдеу сценарийлерінде тікелей өңделген бөліктерге беріледі, бұл дайындаманың бетінің кедір-бұдырының ұлғаюына әкелуі мүмкін (Ra мәні 0,1 мкм-ден 0,5 мкм-ге дейін артады), оптикалық өнімділікке немесе құрылғының жұмысына әсер етеді.
Динамикалық өңдеу кезінде кенет сыну қаупі: жоғары жылдамдықтағы кесу сценарийлерінде (мысалы, шпиндельдің жылдамдығы > 15 000 айн/мин) немесе беру жылдамдығы > 20 м/мин, гранит құрамдас бөліктері лезде әсер ету күштерінен жергілікті фрагментацияға ұшырауы мүмкін. Мысалы, бағыттаушы рельс жұбы бағытты жылдам өзгерткен кезде, жиектің жарылуы қозғалыс траекториясының теориялық жолдан ауытқуына әкелуі мүмкін, бұл позициялау дәлдігінің кенет төмендеуіне (орналасу қатесі ±2мкм-ден ±10мкм-ге дейін кеңейеді) және тіпті құралдың соқтығысуы мен сынуына әкелуі мүмкін.
Екіншіден, салмақ пен қаттылық арасындағы қайшылықтан туындаған динамикалық дәлдіктің жоғалуы
Граниттің жоғары тығыздық қасиеті (тығыздығы шамамен 2,6-3,0 г/см³) дірілді басуы мүмкін, бірақ ол келесі мәселелерді де тудырады:
Инерциялық күш серво-жауап кідірісін тудырады: Ауыр гранит төсеніштері (мысалы, салмағы ондаған тонна болатын үлкен порталдық машина төсектері) тудыратын инерциялық күш сервоқозғалтқышты үлкен моментті шығаруға мәжбүр етеді, нәтижесінде позиция циклын қадағалау қателігі артады. Мысалы, сызықты қозғалтқыштармен қозғалатын жоғары жылдамдықты жүйелерде салмақтың әрбір 10%-ға ұлғаюы үшін позициялау дәлдігі 5%-дан 8%-ға дейін төмендеуі мүмкін. Әсіресе наноөлшемді өңдеу сценарийлерінде бұл кешігу контурды өңдеу қателеріне әкелуі мүмкін (мысалы, дөңгелек интерполяция кезінде дөңгелектік қатесі 50 нм-ден 200 нм-ге дейін артады).
Жеткіліксіз қаттылық төмен жиілікті дірілді тудырады: граниттің салыстырмалы түрде жоғары демпферлік қасиеті бар болса да, оның серпімділік модулі (шамамен 60-тан 120ГПа) шойынға қарағанда төмен. Ауыспалы жүктемелерге ұшыраған кезде (мысалы, көп осьті байланыстарды өңдеу кезінде кесу күшінің ауытқуы) микродеформация жинақталуы мүмкін. Мысалы, бес осьті өңдеу орталығының бұрылмалы бастиектің құрамдас бөлігінде гранит негізінің шамалы серпімді деформациясы айналу осінің бұрыштық орналасу дәлдігінің ауытқуын тудыруы мүмкін (мысалы, ±5"-тен ±15"-ке дейін кеңейту индекстеу қатесі), күрделі қисық беттерді өңдеу дәлдігіне әсер етеді.
III. Термиялық тұрақтылық пен қоршаған ортаға сезімталдықтың шектеулері
Граниттің термиялық кеңею коэффициенті (шамамен 5-тен 9×10⁻⁶/℃) шойынға қарағанда төмен болса да, ол әлі де дәл өңдеу кезінде қателер тудыруы мүмкін:
Температура градиенттері құрылымдық деформацияны тудырады: Жабдық ұзақ уақыт бойы үздіксіз жұмыс істегенде, негізгі білік қозғалтқышы және бағыттаушы рельсті майлау жүйесі сияқты жылу көздері гранит компоненттерінде температура градиенттерін тудыруы мүмкін. Мысалы, жұмыс үстелінің үстіңгі және астыңғы беттері арасындағы температура айырмашылығы 2℃ болғанда, ол ортаңғы дөңес немесе ортаңғы ойыс деформациясын тудыруы мүмкін (ауысуы 10-дан 20 мкм жетуі мүмкін), дайындаманың қысқыш тегістігінің бұзылуына әкеліп соғады және фрезерлеудің параллельдік дәлдігіне әсер етеді ±20мкм).
Қоршаған ортаның ылғалдылығы шамалы кеңеюді тудырады: граниттің суды сіңіру жылдамдығы (0,1% -дан 0,5%) төмен болғанымен, ылғалдылығы жоғары ортада ұзақ уақыт пайдаланылғанда, су сіңірудің аз мөлшері тордың кеңеюіне әкелуі мүмкін, бұл өз кезегінде бағыттаушы рельс жұбының жарамдылық саңылауының өзгеруіне әкеледі. Мысалы, ылғалдылық 40% RH-тан 70% RH дейін көтерілгенде, гранитті бағыттаушы рельстің сызықтық өлшемі 0,005-тен 0,01 мм/м-ге дейін ұлғаюы мүмкін, бұл сырғымалы бағыттаушы рельс қозғалысының тегістігінің төмендеуіне және микрожарақтардың берілуіне әсер ететін «тырмалау» құбылысының пайда болуына әкеледі.
Iv. Өңдеу және құрастыру қателерінің жиынтық әсерлері
Гранитті өңдеудің қиындығы жоғары (арнайы алмазды құралдарды қажет етеді, ал өңдеу тиімділігі металл материалдардың 1/3-1/2 бөлігін ғана құрайды), бұл құрастыру процесінде дәлдіктің жоғалуына әкелуі мүмкін:
Түйісетін беттерді өңдеу қателігінің берілуі: бағыттаушы рельсті орнату беті және қорғасын бұрандасының тірек тесіктері сияқты негізгі бөліктерде өңдеуден ауытқулар болса (мысалы, тегістік > 5 мкм, саңылаулар арасындағы қателік > 10 мкм), бұл орнатудан кейін сызықтық бағыттаушы рельстің бұрмалануына, шарикті бұранданың біркелкі алдын ала жүктелуіне және сайып келгенде, қозғалыстың нашарлауына әкеледі. Мысалы, үш осьті байланыстыруды өңдеу кезінде бағыттаушы рельстің бұрмалануынан туындаған тіктік қатесі текшенің диагональды ұзындығы қателігін ±10мкм-ден ±50мкм дейін кеңейтуі мүмкін.
Қосылған құрылымның интерфейстік саңылауы: Үлкен жабдықтың гранит құрамдас бөліктері көбінесе біріктіру әдістерін қолданады (мысалы, көп секциялы төсеніштерді біріктіру). Қосылу бетінде кішкене бұрыштық қателер (> 10") немесе бетінің кедір-бұдырлығы > Ra0,8μm болса, құрастырудан кейін кернеу концентрациясы немесе бос орындар пайда болуы мүмкін. Ұзақ мерзімді жүктеме кезінде бұл құрылымның босаңсуына және дәлдіктің ауытқуына әкелуі мүмкін (мысалы, жыл сайын орналасу дәлдігінің 2-ден 5 мкм-ге төмендеуі).
Түйіндеме және шабытпен күресу
Граниттің кемшіліктері CNC жабдығының дәлдігіне жасырын, жинақталған және қоршаған ортаға сезімтал әсер етеді және материалды модификациялау (қаттылықты арттыру үшін шайырды сіңдіру сияқты), құрылымды оңтайландыру (металл-гранит композиттік жақтаулар сияқты), жылуды басқару (микроканалдар) (судың динамикалық бақылауы және композициясы) сияқты әдістер арқылы жүйелі түрде шешілуі керек. лазерлік интерферометрмен нақты уақыттағы калибрлеу ретінде). Наноөлшемді дәлдікпен өңдеу саласында граниттің өзіне тән кемшіліктерін болдырмай, өнімділік артықшылықтарын толығымен пайдалану үшін материалды таңдаудан, өңдеу технологиясынан бастап бүкіл машина жүйесіне дейін толық тізбекті бақылауды жүргізу қажет.
Хабарлама уақыты: 24 мамыр 2025 ж