Lai gan granīts ir kļuvis par svarīgu materiālu CNC ciparu vadības iekārtās, pateicoties tā unikālajām īpašībām, tā trūkumi var arī ietekmēt iekārtu veiktspēju, apstrādes efektivitāti un uzturēšanas izmaksas. Tālāk ir sniegta analīze par konkrēto ietekmi, ko rada granīta trūkumi vairākos aspektos:
Pirmkārt, materiāls ir ļoti trausls un pakļauts bojājumiem un lūzumiem.
Galvenais trūkums: Granīts ir dabīgs akmens un būtībā trausls materiāls ar sliktu triecienizturību (triecienizturības vērtība ir aptuveni 1–3 J/cm², kas ir daudz zemāka nekā metāliskiem materiāliem, kas ir 20–100 J/cm²).
Ietekme uz CNC iekārtām:
Uzstādīšanas un transportēšanas riski: Iekārtas montāžas vai apstrādes laikā, ja tā tiek pakļauta triecienam vai kritienam, granīta komponentiem (piemēram, pamatnēm un vadotnēm) ir tendence uz plaisām vai nošķeltiem stūriem, kas noved pie precizitātes zuduma. Piemēram, ja trīs koordinātu mērīšanas iekārtas granīta platformai nepareizas darbības dēļ uzstādīšanas laikā rodas slēptas plaisas, tas ilgstošas lietošanas laikā var izraisīt pakāpenisku līdzenuma pasliktināšanos, ietekmējot mērījumu rezultātus.
Apstrādes procesā pastāv slēptas briesmas: CNC iekārtu pēkšņas pārslodzes gadījumā (piemēram, instrumenta sadursmes ar sagatavi), granīta vadotnes vai darba galdi var salūzt, jo tie nespēj izturēt momentāno trieciena spēku, izraisot iekārtas apstāšanos apkopes veikšanai un pat precīzu kļūmju ķēdi.
Otrkārt, augstās apstrādes grūtības ierobežo sarežģītu konstrukciju projektēšanu.
Galvenie trūkumi: Granītam ir augsta cietība (6–7 pēc Mosa skalas), un tas ir jāsmalcina un jāapstrādā ar īpašiem instrumentiem, piemēram, dimanta slīpripām, kā rezultātā apstrādes efektivitāte ir zema (frēzēšanas efektivitāte ir tikai 1/5 līdz 1/3 no metāla materiālu efektivitātes), un sarežģītu izliektu virsmu apstrādes izmaksas ir augstas.
Ietekme uz CNC iekārtām:
Konstrukcijas dizaina ierobežojumi: Lai izvairītos no apstrādes grūtībām, granīta komponenti parasti tiek projektēti vienkāršās ģeometriskās formās (piemēram, plātnes, taisnstūrveida vadotnes), kas apgrūtina sarežģītu iekšējo dobumu, vieglu, stingrinātu plātņu un citu konstrukciju sasniegšanu, ko var panākt, liejot/griežot ar metāla materiāliem. Tas noved pie tā, ka granīta pamatnes svars bieži vien ir pārāk liels (par 10–20 % smagāks nekā čuguns tam pašam tilpumam), kas var palielināt iekārtas kopējo slodzi un ietekmēt dinamiskās reakcijas veiktspēju ātrgaitas kustības laikā.
Augstas apkopes un nomaiņas izmaksas: Ja granīta detaļām rodas lokāls nodilums vai bojājumi, tās ir grūti salabot, izmantojot tādas metodes kā metināšana vai griešana. Parasti ir jānomaina visa detaļa, un jaunās detaļas ir jāpārslīpē un jākalibrē precizitātes nodrošināšanai, kā rezultātā paildzinās dīkstāves laiks (viena nomaiņa var ilgt 2–3 nedēļas) un ievērojami palielinās apkopes izmaksas.
III. Dabisko tekstūru un iekšējo defektu nenoteiktība
Galvenais trūkums: Granītam kā dabīgam minerālam ir nekontrolējamas iekšējās plaisas, poras vai minerālu piemaisījumi, un dažādu dzīslu materiāla vienmērīgums ievērojami atšķiras (blīvuma svārstības var sasniegt ±5%, elastības moduļa svārstības ±8%).
Ietekme uz CNC iekārtām:
Precīzijas stabilitātes risks: Ja detaļas apstrādes zonā ilgstošas lietošanas laikā rodas iekšējas plaisas, sprieguma ietekmē plaisas var paplašināties, izraisot lokālu deformāciju un ietekmējot iekārtas precizitāti. Piemēram, ja CNC slīpmašīnas granīta vadotnēm ir slēpti gaisa caurumi, tās var pakāpeniski sabrukt augstfrekvences vibrācijas ietekmē, kā rezultātā vadotnēm rodas pārmērīga taisnvirziena kļūda.
Partiju veiktspējas atšķirības: Granīta materiāliem no dažādām partijām var būt svārstības galvenajos rādītājos, piemēram, termiskās izplešanās koeficientā un slāpēšanas veiktspējā, minerālu sastāva atšķirību dēļ, kas ietekmē partijas ražošanas konsekvenci ar iekārtām. Automatizētās ražošanas līnijās, kurām nepieciešama vairāku ierīču mijiedarbība, šādas atšķirības var izraisīt apstrādes precizitātes izkliedes palielināšanos.
Ceturtkārt, tas ir smags, kas ietekmē iekārtas dinamisko veiktspēju.
Galvenais trūkums: Granītam ir augsts blīvums (2,6–3,0 g/cm³), un tā svars ir aptuveni 1,2 reizes lielāks nekā čugunam un 2,5 reizes lielāks nekā alumīnija sakausējumam ar tādu pašu tilpumu.
Ietekme uz CNC iekārtām:
Kustības reakcijas aizture: Ātrgaitas apstrādes centros vai piecu asu mašīnās granīta pamatnes lielā masa palielinās lineārā motora/vada skrūves slodzes inerci, kā rezultātā paātrinājuma/palēninājuma laikā rodas dinamiska reakcijas aizture (kas var palielināt sākuma un beigu laiku par 5% līdz 10%), kas ietekmē apstrādes efektivitāti.
Palielināts enerģijas patēriņš: Smagu granīta komponentu piedziņai nepieciešami jaudīgāki servodzinēji, kas palielina iekārtu kopējo enerģijas patēriņu (faktiskie mērījumi liecina, ka vienādos darba apstākļos granīta bāzes iekārtu enerģijas patēriņš ir par 8–12 % lielāks nekā čuguna iekārtām). Ilgstoša lietošana palielinās ražošanas izmaksas.
Piektkārt, spēja pretoties termiskajam triecienam ir ierobežota
Galvenais trūkums: Lai gan granītam ir zems termiskās izplešanās koeficients, tā siltumvadītspēja ir slikta (ar siltumvadītspēju tikai 1,5–3,0 W/(m·K), aptuveni 1/10 no čuguna), un pēkšņas lokālas temperatūras izmaiņas var radīt termisko spriegumu.
Ietekme uz CNC iekārtām:
Temperatūras starpības problēma apstrādes zonā: ja griešanas šķidrums koncentrēti erodē granīta darba virsmas lokālo laukumu, tas var izraisīt temperatūras gradientu (piemēram, 5–10 ℃ temperatūras starpību) starp šo laukumu un apkārtējo laukumu, izraisot nelielu termisko deformāciju (deformācijas apjoms var sasniegt 1–3 μm), kas ietekmē precīzās apstrādes (piemēram, mikronu līmeņa zobratu slīpēšanas) precizitātes konsekvenci.
Ilgtermiņa termiskā noguruma risks: Darbnīcu vidē ar biežu iedarbināšanu un izslēgšanu vai lielām temperatūras atšķirībām starp dienu un nakti granīta detaļām atkārtotas termiskās izplešanās un saraušanās dēļ var veidoties mikroplaisas, pakāpeniski vājinot konstrukcijas stingrību.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 24. maijs