CNC թվային կառավարման սարքավորումներում, չնայած գրանիտի ֆիզիկական հատկությունները հիմք են հանդիսանում բարձր ճշգրտության մշակման համար, դրա բնորոշ թերությունները կարող են բազմաչափ ազդեցություն ունենալ մշակման ճշգրտության վրա, որոնք մասնավորապես դրսևորվում են հետևյալ կերպ.
1. Նյութի փխրունության պատճառով մշակման ընթացքում մակերեսային թերություններ
Գրանիտի փխրուն բնույթը (բարձր սեղմման ամրություն, բայց ցածր ծռման ամրություն, սովորաբար ծռման ամրությունը սեղմման ամրության միայն 1/10-ից 1/20-ն է) այն հակված է դարձնում մշակման ընթացքում եզրերի ճաքերի և մակերեսային միկրոճաքերի առաջացմանը։
Միկրոսկոպիկ արատները ազդում են ճշգրիտ փոխանցման վրա. Բարձր ճշգրտությամբ հղկում կամ ֆրեզավորում կատարելիս գործիքների շփման կետերում առաջացող փոքրիկ ճաքերը կարող են առաջացնել անկանոն մակերեսներ, ինչը հանգեցնում է հիմնական բաղադրիչների, ինչպիսիք են ուղեցույց ռելսերը և աշխատանքային սեղանները, ուղղության սխալների ընդլայնմանը (օրինակ՝ հարթությունը վատանում է իդեալական ±1μm/մ-ից մինչև ±3~5μm/մ): Այս մանրադիտակային արատները անմիջապես կփոխանցվեն մշակված մասերին, հատկապես ճշգրիտ օպտիկական բաղադրիչների և կիսահաղորդչային վաֆլի կրիչների մշակման սցենարներում, ինչը կարող է հանգեցնել աշխատանքային մասի մակերեսի կոպտության աճի (Ra արժեքը աճում է 0.1μm-ից մինչև ավելի քան 0.5μm), ազդելով օպտիկական աշխատանքի կամ սարքի ֆունկցիոնալության վրա:
Հանկարծակի կոտրման ռիսկ դինամիկ մշակման ժամանակ. Բարձր արագությամբ կտրման դեպքերում (օրինակ՝ 15,000 պտույտ/րոպե պտույտի արագության դեպքում) կամ 20 մ/րոպե պտույտի արագության դեպքում գրանիտային բաղադրիչները կարող են տեղային մասնատման ենթարկվել ակնթարթային հարվածային ուժերի պատճառով: Օրինակ, երբ ուղեկցող ռելսերի զույգը արագ փոխում է ուղղությունը, եզրերի ճաքերը կարող են հանգեցնել շարժման հետագծի շեղմանը տեսական հետագծից, ինչը կհանգեցնի դիրքավորման ճշգրտության հանկարծակի անկման (դիրքավորման սխալը մեծանում է ±2 մկմ-ից մինչև ավելի քան ±10 մկմ), և նույնիսկ կհանգեցնի գործիքի բախման և ջարդոնի:
Երկրորդ, դինամիկ ճշգրտության կորուստը, որը պայմանավորված է քաշի և կոշտության միջև եղած հակասությամբ։
Գրանիտի բարձր խտության հատկությունը (մոտավորապես 2.6-ից 3.0 գ/սմ³ խտությամբ) կարող է ճնշել տատանումները, բայց այն նաև բերում է հետևյալ խնդիրները՝
Իներցիոն ուժը սերվո շարժիչի արձագանքի լագ է առաջացնում. Ծանր գրանիտե շերտերի (օրինակ՝ տասնյակ տոննա կշռող մեծ կամրջային մեքենաների շերտեր) կողմից արագացման և դանդաղեցման ընթացքում առաջացող իներցիոն ուժը սերվո շարժիչին ստիպում է արտադրել ավելի մեծ պտտող մոմենտ, ինչը հանգեցնում է դիրքի օղակի հետևման սխալի աճի: Օրինակ՝ գծային շարժիչներով աշխատող բարձր արագության համակարգերում քաշի յուրաքանչյուր 10% աճի դեպքում դիրքավորման ճշգրտությունը կարող է նվազել 5%-ից մինչև 8%: Հատկապես նանոմասշտաբի մշակման սցենարներում այս լագը կարող է հանգեցնել ուրվագծի մշակման սխալների (օրինակ՝ կլորության սխալի աճը 50 նմ-ից մինչև 200 նմ շրջանաձև ինտերպոլյացիայի ժամանակ):
Անբավարար կոշտությունը առաջացնում է ցածր հաճախականության տատանումներ. չնայած գրանիտն ունի համեմատաբար բարձր ներքին մարում, դրա առաձգականության մոդուլը (մոտ 60-ից 120 ԳՊա) ավելի ցածր է, քան թուջինը: Երբ ենթարկվում են փոփոխական բեռների (օրինակ՝ կտրող ուժի տատանումներ բազմաառանցքային միացման մշակման ընթացքում), կարող է տեղի ունենալ միկրոդեֆորմացիայի կուտակում: Օրինակ՝ հինգառանցքային մեքենամշակման կենտրոնի ճոճվող գլխիկի բաղադրիչում գրանիտի հիմքի աննշան առաձգական դեֆորմացիան կարող է առաջացնել պտտման առանցքի անկյունային դիրքավորման ճշգրտության շեղում (օրինակ՝ ինդեքսավորման սխալի ընդլայնում ±5"-ից մինչև ±15"), ազդելով բարդ կոր մակերեսների մեքենամշակման ճշգրտության վրա:
Iii. Ջերմային կայունության և շրջակա միջավայրի նկատմամբ զգայունության սահմանափակումները
Չնայած գրանիտի ջերմային ընդարձակման գործակիցը (մոտավորապես 5-ից 9×10⁻⁶/℃) ավելի ցածր է, քան թուջինը, այն դեռևս կարող է սխալներ առաջացնել ճշգրիտ մշակման ժամանակ։
Ջերմաստիճանային գրադիենտները առաջացնում են կառուցվածքային դեֆորմացիա. Երբ սարքավորումները երկար ժամանակ անընդհատ աշխատում են, ջերմային աղբյուրները, ինչպիսիք են գլխավոր լիսեռի շարժիչը և ուղղորդող ռելսի յուղման համակարգը, կարող են ջերմաստիճանային գրադիենտներ առաջացնել գրանիտե բաղադրիչներում: Օրինակ, երբ աշխատանքային սեղանի վերին և ստորին մակերեսների միջև ջերմաստիճանի տարբերությունը 2℃ է, դա կարող է առաջացնել միջին ուռուցիկ կամ միջին գոգավոր դեֆորմացիա (շեղումը կարող է հասնել 10-ից 20 մկմ), ինչը հանգեցնում է աշխատանքային մասի ամրացման հարթության խափանմանը և ազդում է ֆրեզավորման կամ հղկման զուգահեռականության ճշգրտության վրա (օրինակ՝ հարթ թիթեղյա մասերի հաստության հանդուրժողականությունը գերազանցում է ±5 մկմ-ից մինչև ±20 մկմ):
Շրջակա միջավայրի խոնավությունը առաջացնում է աննշան ընդարձակում. Չնայած գրանիտի ջրի կլանման մակարդակը (0.1%-ից մինչև 0.5%) ցածր է, բարձր խոնավության միջավայրում երկար ժամանակ օգտագործելիս ջրի կլանման չնչին քանակը կարող է հանգեցնել ցանցի ընդարձակման, ինչն էլ իր հերթին առաջացնում է ուղղորդող ռելսերի զույգի համապատասխանության բացվածքի փոփոխություններ: Օրինակ, երբ խոնավությունը բարձրանում է 40% հարաբերական խոնավությունից մինչև 70% հարաբերական խոնավություն, գրանիտի ուղղորդող ռելսի գծային չափը կարող է մեծանալ 0.005-ից մինչև 0.01 մմ/մ, ինչը հանգեցնում է սահող ուղղորդող ռելսի շարժման հարթության նվազմանը և «սողալու» երևույթի առաջացմանը, որը ազդում է միկրոնային մակարդակի սնուցման ճշգրտության վրա:
Iv. Մշակման և հավաքման սխալների կուտակային հետևանքները
Գրանիտի մշակման դժվարությունը բարձր է (պահանջվում են հատուկ ադամանդե գործիքներ, իսկ մշակման արդյունավետությունը մետաղական նյութերի արդյունավետության ընդամենը 1/3-ից 1/2-ն է), ինչը կարող է հանգեցնել հավաքման գործընթացում ճշգրտության կորստի։
Մշակման սխալի փոխանցում զուգակցվող մակերեսների վրա. Եթե հիմնական մասերում, ինչպիսիք են ուղեցույց ռելսի տեղադրման մակերեսը և առաջատար պտուտակի հենարանային անցքերը, կան մշակման շեղումներ (օրինակ՝ հարթություն > 5μm, անցքերի միջև հեռավորության սխալ > 10μm), դա կհանգեցնի գծային ուղեցույց ռելսի աղավաղման տեղադրումից հետո, գնդիկավոր պտուտակի անհավասար նախնական բեռնման և, ի վերջո, շարժման ճշգրտության վատթարացման: Օրինակ, եռառանցքային միացման մշակման ժամանակ ուղեցույց ռելսի աղավաղման հետևանքով առաջացած ուղղահայացության սխալը կարող է խորանարդի անկյունագծային երկարության սխալը ±10μm-ից մեծացնել մինչև ±50μm:
Միացված կառուցվածքի միջերեսային ճեղքը. Մեծ սարքավորումների գրանիտե բաղադրիչները հաճախ կիրառում են միացման տեխնիկա (օրինակ՝ բազմաբաժինային շերտով միացում): Եթե միացման մակերեսի վրա կան աննշան անկյունային սխալներ (> 10") կամ մակերեսի կոպտություն > Ra0.8μm, հավաքումից հետո կարող են առաջանալ լարվածության կենտրոնացում կամ ճեղքեր: Երկարատև բեռի տակ դա կարող է հանգեցնել կառուցվածքային թուլացման և ճշգրտության շեղման (օրինակ՝ դիրքավորման ճշգրտության տարեկան 2-ից 5μm նվազում):
Ամփոփում և հաղթահարման ոգեշնչումներ
Գրանիտի թերությունները գաղտնի, կուտակային և շրջակա միջավայրի համար զգայուն ազդեցություն ունեն CNC սարքավորումների ճշգրտության վրա և պետք է համակարգված կերպով լուծվեն այնպիսի միջոցներով, ինչպիսիք են նյութի փոփոխությունը (օրինակ՝ խեժի ներծծումը՝ ամրությունը բարձրացնելու համար), կառուցվածքային օպտիմալացումը (օրինակ՝ մետաղ-գրանիտային կոմպոզիտային շրջանակները), ջերմային կառավարման տեխնոլոգիան (օրինակ՝ միկրոալիքային ջրային սառեցումը) և դինամիկ փոխհատուցումը (օրինակ՝ լազերային ինտերֆերոմետրով իրական ժամանակի տրամաչափումը): Նանոմասնիկ ճշգրիտ մշակման ոլորտում ավելի անհրաժեշտ է իրականացնել ամբողջական շղթայական վերահսկողություն՝ սկսած նյութի ընտրությունից, մշակման տեխնոլոգիայից մինչև ամբողջ մեքենայական համակարգը՝ գրանիտի կատարողականի առավելությունները լիովին օգտագործելու և դրա բնածին թերությունները խուսափելու համար:
Հրապարակման ժամանակը. Մայիսի 24-2025