Во опремата за нумеричко управување со CNC, иако гранитот стана важен материјал поради неговите уникатни својства, неговите вродени недостатоци можат да имаат и одредени влијанија врз перформансите на опремата, ефикасноста на обработката и трошоците за одржување. Следново е анализа на специфичните влијанија предизвикани од недостатоците на гранитот од повеќе димензии:
Прво, материјалот е многу кршлив и склонен кон кршење и оштетување.
Недостаток на јадрото: Гранитот е природен камен и во суштина е кршлив материјал со слаба цврстина на удар (вредноста на цврстина на удар е приближно 1-3J/cm², што е многу пониско од 20-100J/cm² кај металните материјали).
Влијание врз CNC опремата:
Ризици од инсталација и транспорт: За време на склопувањето или ракувањето со опремата, доколку е подложена на судир или пад, гранитните компоненти (како што се основите и водилките) се склони кон пукнатини или оштетувања на аглите, што доведува до нарушување на точноста. На пример, ако гранитната платформа на машина за мерење со три координати развие скриени пукнатини поради неправилно работење за време на инсталацијата, тоа може да доведе до постепено влошување на рамноста при долготрајна употреба, што ќе влијае на резултатите од мерењето.
Скриени опасности во процесот на обработка: Кога CNC опремата се соочува со ненадејно преоптоварување (како што е судир на алатот со обработуваниот дел), гранитните водилки или работните маси може да се скршат поради неможноста да се издржи моменталната сила на удар, предизвикувајќи опремата да се исклучи за одржување, па дури и да предизвика низа прецизни дефекти.
Второ, високата тешкотија при обработка го ограничува дизајнот на сложени структури.
Недостатоци на јадрото: Гранитот има висока тврдост (6-7 на Мосовата скала) и треба да се меле и обработува со специјални алатки како што се дијамантски брусилки, што резултира со ниска ефикасност на обработка (ефикасноста на мелење е само 1/5 до 1/3 од онаа на металните материјали), а трошоците за обработка на сложени закривени површини се високи.
Влијание врз CNC опремата:
Ограничувања во структурниот дизајн: За да се избегнат тешкотии во обработката, гранитните компоненти обично се дизајнираат во едноставни геометриски форми (како што се плочи, правоаголни водилки), што го отежнува постигнувањето на сложени внатрешни шуплини, лесни зацврстени плочи и други структури што можат да се постигнат со леење/сечење со метални материјали. Ова води до фактот дека тежината на гранитната основа е често преголема (10%-20% потешка од леаното железо за ист волумен), што може да го зголеми вкупното оптоварување на опремата и да влијае на перформансите на динамичкиот одговор при движење со голема брзина.
Високи трошоци за одржување и замена: Кога ќе се појави локално абење или оштетување на гранитните компоненти, тешко е да се поправат преку методи како што се заварување или сечење. Вообичаено, целата компонента треба да се замени, а новите компоненти треба повторно да се брусат и калибрираат за точност, што резултира со продолжено време на застој (една замена може да трае 2-3 недели) и значително зголемување на трошоците за одржување.
Iii. Неизвесност на природните текстури и внатрешните дефекти
Недостаток на јадрото: Како природен минерал, гранитот има неконтролирани внатрешни пукнатини, пори или минерални нечистотии, а униформноста на материјалот на различните вени варира во голема мера (флуктуацијата на густината може да достигне ±5%, флуктуацијата на модулот на еластичност ±8%).
Влијание врз CNC опремата:
Ризик од прецизна стабилност: Доколку површината за обработка на компонентата содржи внатрешни пукнатини, за време на долготрајна употреба, пукнатините може да се прошират поради стрес, предизвикувајќи локална деформација и влијаејќи на точноста на опремата. На пример, ако гранитните водилки на CNC машина за брусење имаат скриени отвори за воздух, тие постепено може да се срушат под високофреквентни вибрации, што резултира со прекумерна грешка во праволиниската положба на водилките.
Разлики во перформансите на сериите: Гранитните материјали од различни серии може да доживеат флуктуации во клучните индикатори како што се коефициентот на термичка експанзија и перформансите на амортизација поради разликите во минералниот состав, што влијае на конзистентноста на сериското производство по опрема. За автоматизирани производствени линии кои бараат интеракција на повеќе уреди, ваквите разлики може да доведат до зголемување на дисперзијата на точноста на обработката.
Четврто, тоа е тешко, што влијае на динамичките перформанси на опремата
Недостаток на јадрото: Гранитот има висока густина (2,6-3,0 g/cm³), а неговата тежина е приближно 1,2 пати поголема од онаа на леаното железо и 2,5 пати од онаа на алуминиумската легура под ист волумен.
Влијание врз CNC опремата:
Доцнење на одговорот на движењето: Во центрите за обработка со голема брзина или машините со пет оски, големата маса на гранитната основа ќе ја зголеми инерцијата на оптоварувањето на линеарниот мотор/оловна завртка, што резултира со доцнење на динамичкиот одговор за време на забрзувањето/забавувањето (што може да го зголеми времето на старт-стоп за 5% до 10%), што влијае на ефикасноста на обработката.
Зголемена потрошувачка на енергија: За управување со тешки гранитни компоненти се потребни помоќни серво мотори, што ја зголемува вкупната потрошувачка на енергија на опремата (реалните мерења покажуваат дека под исти работни услови, потрошувачката на енергија на опремата на база на гранит е 8%-12% поголема од онаа на опремата од леано железо). Долгорочната употреба ќе ги зголеми трошоците за производство.
Петто, способноста за отпор на термички шок е ограничена
Недостаток на јадрото: Иако гранитот има низок коефициент на топлинска експанзија, неговата топлинска спроводливост е слаба (со топлинска спроводливост од само 1,5-3,0 W/(m · K), приближно 1/10 од онаа на леаното железо), а ненадејните локални промени на температурата се склони кон генерирање на термички стрес.
Влијание врз CNC опремата:
Проблем со температурна разлика во областа на обработка: Ако течноста за сечење концентрирано еродира локална област на работната маса од гранит, може да предизвика температурен градиент (како што е температурна разлика од 5-10℃) помеѓу оваа област и околната област, што доведува до мала термичка деформација (количината на деформација може да достигне 1-3μm), што влијае на конзистентноста на точноста на прецизната обработка (како што е брусење на запчаници на ниво на микрон).
Долгорочен ризик од термички замор: Во работилнички средини со чести стартувања и исклучувања или големи температурни разлики помеѓу денот и ноќта, гранитните компоненти може да развијат микропукнатини поради повторено термичко ширење и контракција, постепено ослабувајќи ја цврстината на структурата.
Време на објавување: 24 мај 2025 година