У лічбавым праграмным кіраванні з ЧПУ, нягледзячы на тое, што граніт стаў важным матэрыялам дзякуючы сваім унікальным уласцівасцям, яго недахопы таксама могуць паўплываць на прадукцыйнасць абсталявання, эфектыўнасць апрацоўкі і выдаткі на абслугоўванне. Ніжэй прыведзены аналіз канкрэтных наступстваў недахопаў граніту з розных бакоў:
Па-першае, матэрыял вельмі далікатны і схільны да разбурэння і пашкоджанняў.
Асноўны недахоп: граніт — гэта натуральны камень і, па сутнасці, далікатны матэрыял з нізкай ударатрываласцю (значэнне ўдаратрываласці складае прыблізна 1-3 Дж/см², што значна ніжэй, чым 20-100 Дж/см² металічных матэрыялаў).
Уплыў на абсталяванне з ЧПУ:
Рызыкі пры ўсталёўцы і транспарціроўцы: падчас зборкі або апрацоўкі абсталявання, калі яно падвяргаецца ўдару або падзенню, гранітныя кампаненты (напрыклад, асновы і накіроўвалыя рэйкі) схільныя да расколін або сколаў на кутах, што прыводзіць да зніжэння дакладнасці. Напрыклад, калі на гранітнай платформе трохкаардынатнай вымяральнай машыны з'яўляюцца схаваныя расколіны з-за няправільнай эксплуатацыі падчас усталёўкі, гэта можа прывесці да паступовага пагаршэння роўнасці пры працяглым выкарыстанні, што паўплывае на вынікі вымярэнняў.
Схаваныя небяспекі ў працэсе апрацоўкі: калі абсталяванне з ЧПУ сутыкаецца з раптоўнай перагрузкай (напрыклад, інструмент сутыкаецца з апрацоўваемай дэталлю), гранітныя накіроўвалыя або працоўныя сталы могуць зламацца з-за няздольнасці вытрымаць імгненную сілу ўдару, што прывядзе да адключэння абсталявання для тэхнічнага абслугоўвання і нават да ланцуга дакладных збояў.
Па-другое, высокая складанасць апрацоўкі абмяжоўвае праектаванне складаных канструкцый.
Асноўныя недахопы: граніт мае высокую цвёрдасць (6-7 па шкале Мооса), яго трэба шліфаваць і апрацоўваць спецыяльнымі інструментамі, такімі як алмазныя шліфавальныя кругі, што прыводзіць да нізкай эфектыўнасці апрацоўкі (эфектыўнасць фрэзеравання складае толькі ад 1/5 да 1/3 ад эфектыўнасці металічных матэрыялаў), а кошт апрацоўкі складаных крывалінейных паверхняў высокі.
Уплыў на абсталяванне з ЧПУ:
Абмежаванні канструкцыйнага праектавання: каб пазбегнуць цяжкасцей з апрацоўкай, гранітныя кампаненты звычайна распрацоўваюцца ў простых геаметрычных формах (напрыклад, пліты, прастакутныя накіроўвалыя рэйкі), што ўскладняе стварэнне складаных унутраных паражнін, лёгкіх узмоцненых пліт і іншых канструкцый, якія можна выканаць шляхам ліцця/рэзкі з металічных матэрыялаў. Гэта прыводзіць да таго, што вага гранітнай асновы часта занадта вялікая (на 10%-20% цяжэйшая за чыгунную пры тым жа аб'ёме), што можа павялічыць агульную нагрузку на абсталяванне і паўплываць на дынамічныя характарыстыкі падчас руху на высокай хуткасці.
Высокія выдаткі на абслугоўванне і замену: пры лакальным зносе або пашкоджанні гранітных кампанентаў іх цяжка адрамантаваць такімі метадамі, як зварка або рэзка. Звычайна патрабуецца замяніць увесь кампанент, а новыя кампаненты — перашліфаваць і адкалібраваць для дакладнасці, што прыводзіць да працяглага прастою (адна замена можа заняць 2-3 тыдні) і значнага павелічэння выдаткаў на абслугоўванне.
III. Нявызначанасць натуральных тэкстур і ўнутраныя дэфекты
Асноўны недахоп: як прыродны мінерал, граніт мае некантралюемыя ўнутраныя расколіны, пары або мінеральныя прымешкі, а аднастайнасць матэрыялу розных жыл значна адрозніваецца (ваганні шчыльнасці могуць дасягаць ±5%, ваганні модуля пругкасці ±8%).
Уплыў на абсталяванне з ЧПУ:
Рызыка для дакладнасці і стабільнасці: калі ў зоне апрацоўкі дэталі ёсць унутраныя расколіны, то падчас працяглага выкарыстання расколіны могуць пашырыцца з-за напружання, выклікаючы лакальную дэфармацыю і ўплываючы на дакладнасць абсталявання. Напрыклад, калі гранітныя накіроўвалыя шліфавальнага станка з ЧПУ маюць схаваныя паветраныя адтуліны, яны могуць паступова разбурацца пад уздзеяннем высокачастотнай вібрацыі, што прывядзе да празмернай памылкі прамалінейнасці накіроўвалых.
Розніца ў прадукцыйнасці партый: Гранітныя матэрыялы з розных партый могуць адчуваць ваганні ключавых паказчыкаў, такіх як каэфіцыент цеплавога пашырэння і дэмпфіруючыя характарыстыкі, з-за адрозненняў у мінеральным складзе, што ўплывае на паслядоўнасць вытворчасці партый абсталяваннем. Для аўтаматызаваных вытворчых ліній, якія патрабуюць узаемадзеяння некалькіх прылад, такія адрозненні могуць прывесці да павелічэння роскіду дакладнасці апрацоўкі.
Па-чацвёртае, ён цяжкі, што ўплывае на дынамічныя характарыстыкі абсталявання
Асноўны недахоп: граніт мае высокую шчыльнасць (2,6-3,0 г/см³), а яго вага прыблізна ў 1,2 разы большая за вагу чыгуну і ў 2,5 разы большая за вагу алюмініевага сплаву пры тым жа аб'ёме.
Уплыў на абсталяванне з ЧПУ:
Затрымка рэакцыі руху: у высакахуткасных апрацоўчых цэнтрах або пяцівосевых станках вялікая маса гранітнай асновы павялічвае інэрцыю нагрузкі лінейнага рухавіка/хадавога шрубы, што прыводзіць да затрымкі дынамічнай рэакцыі падчас паскарэння/запаволення (што можа павялічыць час запуску-спынення на 5%-10%), што ўплывае на эфектыўнасць апрацоўкі.
Павелічэнне спажывання энергіі: для кіравання цяжкімі гранітнымі кампанентамі патрэбныя больш магутныя серварухавікі, што павялічвае агульнае спажыванне энергіі абсталяваннем (фактычныя вымярэнні паказваюць, што пры аднолькавых умовах працы спажыванне энергіі абсталяваннем з гранітнай асновы на 8–12 % вышэйшае, чым абсталяваннем з чыгуну). Доўгатэрміновае выкарыстанне павялічыць вытворчыя выдаткі.
Па-пятае, здольнасць супрацьстаяць цеплавому ўдару абмежаваная
Асноўны недахоп: нягледзячы на нізкі каэфіцыент цеплавога пашырэння граніту, яго цеплаправоднасць нізкая (цеплаправоднасць складае ўсяго 1,5-3,0 Вт/(м·К), што прыкладна ў 1/10 ад цеплаправоднасці чыгуну), і рэзкія лакальныя перапады тэмпературы схільныя да ўзнікнення цеплавых нагрузак.
Уплыў на абсталяванне з ЧПУ:
Праблема розніцы тэмператур у зоне апрацоўкі: калі апрацоўчая вадкасць канцэнтравана раз'ядае лакальную вобласць гранітнага працоўнага стала, гэта можа выклікаць градыент тэмператур (напрыклад, розніцу тэмператур 5-10℃) паміж гэтай зонай і навакольнай зонай, што прывядзе да нязначнай цеплавой дэфармацыі (велічыня дэфармацыі можа дасягаць 1-3 мкм), што ўплывае на дакладнасць і стабільнасць прэцызійнай апрацоўкі (напрыклад, шліфаванне зубчастых колаў на мікранным узроўні).
Рызыка доўгатэрміновай цеплавой стомленасці: у майстэрнях з частымі запускамі і выключэннямі або вялікімі перападамі тэмператур паміж днём і ноччу ў гранітных кампанентах могуць з'яўляцца мікратрэшчыны з-за паўторнага цеплавога пашырэння і сціскання, што паступова аслабляе калянасць канструкцыі.
Час публікацыі: 24 мая 2025 г.