CNC რიცხვითი მართვის მოწყობილობებში, მიუხედავად იმისა, რომ გრანიტის ფიზიკური თვისებები მაღალი სიზუსტის დამუშავების საფუძველს იძლევა, მის თანდაყოლილ ნაკლოვანებებს შეიძლება მრავალგანზომილებიანი გავლენა ჰქონდეს დამუშავების სიზუსტეზე, რაც კონკრეტულად შემდეგნაირად ვლინდება:
1. მასალის სიმყიფით გამოწვეული დამუშავების ზედაპირული დეფექტები
გრანიტის მყიფე ბუნება (მაღალი შეკუმშვის სიმტკიცე, მაგრამ დაბალი მოხრის სიმტკიცე, როგორც წესი, მოხრის სიმტკიცე შეკუმშვის სიმტკიცის მხოლოდ 1/10-დან 1/20-მდეა) მას დამუშავების დროს ისეთი პრობლემებისადმი მიდრეკილს ხდის, როგორიცაა კიდის ბზარები და ზედაპირის მიკრობზარები.
მიკროსკოპული დეფექტები გავლენას ახდენს ზუსტ გადაცემაზე: მაღალი სიზუსტის დაფქვის ან ფრეზირების დროს, ხელსაწყოს შეხების წერტილებში მცირე ბზარებმა შეიძლება წარმოქმნას არათანაბარი ზედაპირები, რაც იწვევს ძირითადი კომპონენტების, როგორიცაა სახელმძღვანელო რელსები და სამუშაო მაგიდები, სისწორის შეცდომების გაფართოებას (მაგალითად, სიბრტყე უარესდება იდეალური ±1μm/m-დან ±3~5μm/m-მდე). ეს მიკროსკოპული დეფექტები პირდაპირ გადაეცემა დამუშავებულ ნაწილებს, განსაკუთრებით დამუშავების სცენარებში, როგორიცაა ზუსტი ოპტიკური კომპონენტები და ნახევარგამტარული ვაფლის მატარებლები, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს სამუშაო ნაწილის ზედაპირის უხეშობის ზრდა (Ra მნიშვნელობა იზრდება 0.1μm-დან 0.5μm-ზე მეტამდე), რაც გავლენას ახდენს ოპტიკურ მუშაობაზე ან მოწყობილობის ფუნქციონირებაზე.
დინამიური დამუშავების დროს უეცარი მოტეხილობის რისკი: მაღალსიჩქარიანი ჭრის (მაგალითად, ღერძის ბრუნვის სიჩქარე > 15,000 ბრ/წთ) ან მიწოდების სიჩქარე > 20 მ/წთ, გრანიტის კომპონენტებმა შეიძლება განიცადონ ადგილობრივი ფრაგმენტაცია მყისიერი დარტყმითი ძალების გამო. მაგალითად, როდესაც გამტარი რელსების წყვილი სწრაფად იცვლის მიმართულებას, კიდის ბზარმა შეიძლება გამოიწვიოს მოძრაობის ტრაექტორიის გადახრა თეორიული ტრაექტორიიდან, რაც გამოიწვევს პოზიციონირების სიზუსტის უეცარ ვარდნას (პოზიციონირების შეცდომა იზრდება ±2μm-დან ±10μm-ზე მეტამდე) და ხელსაწყოს შეჯახებას და ჯართად დაშლასაც კი.
მეორეც, დინამიური სიზუსტის დაკარგვა, რაც გამოწვეულია წონასა და სიმყარეს შორის წინააღმდეგობით.
გრანიტის მაღალი სიმკვრივის თვისებას (დაახლოებით 2.6-დან 3.0 გ/სმ³-მდე სიმკვრივე) შეუძლია ვიბრაციის დათრგუნვა, მაგრამ ასევე იწვევს შემდეგ პრობლემებს:
ინერციული ძალა იწვევს სერვოძრავის რეაგირების შეფერხებას: მძიმე გრანიტის ფენების (მაგალითად, დიდი განტრის აპარატების ფენები, რომელთა წონა შეიძლება ათობით ტონას აღწევდეს) მიერ წარმოქმნილი ინერციული ძალა აჩქარებისა და შენელების დროს აიძულებს სერვოძრავას გამოამუშაოს უფრო დიდი ბრუნვის მომენტი, რაც იწვევს პოზიციის მარყუჟის თვალთვალის შეცდომის ზრდას. მაგალითად, ხაზოვანი ძრავებით მართულ მაღალსიჩქარიან სისტემებში, წონის ყოველ 10%-იან ზრდაზე, პოზიციონირების სიზუსტე შეიძლება შემცირდეს 5%-დან 8%-მდე. განსაკუთრებით ნანომასშტაბიანი დამუშავების სცენარებში, ამ შეფერხებამ შეიძლება გამოიწვიოს კონტურის დამუშავების შეცდომები (მაგალითად, მომრგვალების შეცდომის ზრდა 50 ნმ-დან 200 ნმ-მდე წრიული ინტერპოლაციის დროს).
არასაკმარისი სიმტკიცე იწვევს დაბალი სიხშირის ვიბრაციას: მიუხედავად იმისა, რომ გრანიტს აქვს შედარებით მაღალი თანდაყოლილი დემპფერაცია, მისი ელასტიურობის მოდული (დაახლოებით 60-დან 120 გპა-მდე) უფრო დაბალია, ვიდრე თუჯის. ცვლადი დატვირთვების დროს (მაგალითად, მრავალღერძიანი შეერთების დამუშავების დროს ჭრის ძალის რყევები), შეიძლება მოხდეს მიკროდეფორმაციის დაგროვება. მაგალითად, ხუთღერძიანი დამუშავების ცენტრის მოძრავი თავის კომპონენტში, გრანიტის ფუძის მცირე ელასტიურმა დეფორმაციამ შეიძლება გამოიწვიოს ბრუნვის ღერძის კუთხური პოზიციონირების სიზუსტის რხევა (მაგალითად, ინდექსირების შეცდომის გაფართოება ±5"-დან ±15"-მდე), რაც გავლენას ახდენს რთული მრუდი ზედაპირების დამუშავების სიზუსტეზე.
III. თერმული სტაბილურობისა და გარემოსდაცვითი მგრძნობელობის შეზღუდვები
მიუხედავად იმისა, რომ გრანიტის თერმული გაფართოების კოეფიციენტი (დაახლოებით 5-დან 9×10⁻⁶/℃-მდე) უფრო დაბალია, ვიდრე თუჯის, მან მაინც შეიძლება გამოიწვიოს შეცდომები ზუსტი დამუშავებისას:
ტემპერატურის გრადიენტები იწვევს სტრუქტურულ დეფორმაციას: როდესაც აღჭურვილობა უწყვეტად მუშაობს დიდი ხნის განმავლობაში, სითბოს წყაროები, როგორიცაა მთავარი ლილვის ძრავა და გამტარი რელსის შეზეთვის სისტემა, შეიძლება გამოიწვიოს ტემპერატურის გრადიენტები გრანიტის კომპონენტებში. მაგალითად, როდესაც სამუშაო მაგიდის ზედა და ქვედა ზედაპირებს შორის ტემპერატურის სხვაობა 2℃-ია, ამან შეიძლება გამოიწვიოს საშუალოდ ამოზნექილი ან საშუალოდ ჩაზნექილი დეფორმაცია (გადახრამ შეიძლება მიაღწიოს 10-დან 20μm-მდე), რაც გამოიწვევს სამუშაო ნაწილის დამაგრების სიბრტყის დარღვევას და გავლენას მოახდენს ფრეზირების ან დაფქვის პარალელიზმის სიზუსტეზე (მაგალითად, ბრტყელი ფირფიტის ნაწილების სისქის ტოლერანტობა, რომელიც აღემატება ±5μm-დან ±20μm-მდე).
გარემოს ტენიანობა იწვევს მცირე გაფართოებას: მიუხედავად იმისა, რომ გრანიტის წყლის შთანთქმის მაჩვენებელი (0.1%-დან 0.5%-მდე) დაბალია, მაღალი ტენიანობის გარემოში ხანგრძლივი გამოყენებისას, წყლის შთანთქმის მცირე რაოდენობამ შეიძლება გამოიწვიოს ბადისებრი გისოსების გაფართოება, რაც თავის მხრივ იწვევს გამტარი რელსების წყვილის მორგების კლირენსის ცვლილებებს. მაგალითად, როდესაც ტენიანობა 40%-დან 70%-მდე იზრდება, გრანიტის გამტარი რელსის ხაზოვანი ზომა შეიძლება გაიზარდოს 0.005-დან 0.01 მმ/მ-მდე, რაც იწვევს მოცურების გამტარი რელსის მოძრაობის სიგლუვის შემცირებას და „ცოცვის“ ფენომენის გაჩენას, რაც გავლენას ახდენს მიკრონის დონის მიწოდების სიზუსტეზე.
IV. დამუშავებისა და აწყობის შეცდომების კუმულაციური ეფექტები
გრანიტის დამუშავების სირთულე მაღალია (საჭიროა სპეციალური ალმასის ხელსაწყოები, ხოლო დამუშავების ეფექტურობა ლითონის მასალების მხოლოდ 1/3-დან 1/2-მდეა), რამაც შეიძლება გამოიწვიოს სიზუსტის დაკარგვა აწყობის პროცესში:
შეხამების ზედაპირების დამუშავების შეცდომის გადაცემა: თუ ძირითად ნაწილებში, როგორიცაა გამტარი რელსის დამონტაჟების ზედაპირი და წამყვანი ხრახნის საყრდენი ხვრელები, დამუშავებისას გადახრებია (მაგალითად, სიბრტყე > 5μm, ნახვრეტებს შორის დაშორების შეცდომა > 10μm), ეს გამოიწვევს ხაზოვანი გამტარი რელსის დამახინჯებას დამონტაჟების შემდეგ, ბურთულიანი ხრახნის არათანაბარ წინასწარ დატვირთვას და საბოლოოდ მოძრაობის სიზუსტის გაუარესებას. მაგალითად, სამღერძიანი შეერთების დამუშავების დროს, გამტარი რელსის დამახინჯებით გამოწვეულმა ვერტიკალურობის შეცდომამ შეიძლება გაზარდოს კუბის დიაგონალური სიგრძის შეცდომა ±10μm-დან ±50μm-მდე.
შეერთებული სტრუქტურის ინტერფეისული ნაპრალი: დიდი აღჭურვილობის გრანიტის კომპონენტები ხშირად იყენებენ შეერთების ტექნიკას (მაგალითად, მრავალსექციური ფენის შეერთება). თუ შეერთების ზედაპირზე არის მცირე კუთხური შეცდომები (> 10") ან ზედაპირის უხეშობა > Ra0.8μm, აწყობის შემდეგ შეიძლება წარმოიშვას დაძაბულობის კონცენტრაცია ან ნაპრალი. ხანგრძლივი დატვირთვის ქვეშ, ამან შეიძლება გამოიწვიოს სტრუქტურული დუნდულები და სიზუსტის რხევა (მაგალითად, პოზიციონირების სიზუსტის 2-დან 5μm-მდე შემცირება ყოველწლიურად).
შეჯამება და გამკლავების შთაგონება
გრანიტის ნაკლოვანებებს ფარული, კუმულაციური და გარემოსდაცვითი გავლენა აქვს CNC აღჭურვილობის სიზუსტეზე და მათ სისტემატურად მოგვარება სჭირდებათ ისეთი საშუალებებით, როგორიცაა მასალის მოდიფიკაცია (მაგალითად, ფისის გაჟღენთვა სიმტკიცის გასაუმჯობესებლად), სტრუქტურული ოპტიმიზაცია (მაგალითად, ლითონ-გრანიტის კომპოზიტური ჩარჩოები), თერმული კონტროლის ტექნოლოგია (მაგალითად, მიკროარხის წყლით გაგრილება) და დინამიური კომპენსაცია (მაგალითად, რეალურ დროში კალიბრაცია ლაზერული ინტერფერომეტრით). ნანომასშტაბიანი ზუსტი დამუშავების სფეროში კიდევ უფრო აუცილებელია სრული ჯაჭვური კონტროლის ჩატარება მასალის შერჩევიდან, დამუშავების ტექნოლოგიიდან მთელ მანქანათა სისტემამდე, რათა სრულად იქნას გამოყენებული გრანიტის მუშაობის უპირატესობები და თავიდან იქნას აცილებული მისი თანდაყოლილი დეფექტები.
გამოქვეყნების დრო: 2025 წლის 24 მაისი