सीएनसी संख्यात्मक नियंत्रण उपकरणों की प्रसंस्करण सटीकता पर ग्रेनाइट के नुकसान का विशिष्ट प्रभाव क्या है?

सीएनसी संख्यात्मक नियंत्रण उपकरणों में, हालांकि ग्रेनाइट के भौतिक गुण उच्च परिशुद्धता प्रसंस्करण के लिए आधार प्रदान करते हैं, लेकिन इसकी अंतर्निहित कमियों के कारण प्रसंस्करण सटीकता पर बहुआयामी प्रभाव पड़ सकता है, जो विशेष रूप से निम्नानुसार प्रकट होते हैं:
1. सामग्री की भंगुरता के कारण प्रसंस्करण में सतही दोष
ग्रेनाइट की भंगुर प्रकृति (उच्च संपीड़न शक्ति लेकिन कम लचीली शक्ति, आमतौर पर लचीली शक्ति संपीड़न शक्ति का केवल 1/10 से 1/20 होती है) इसे प्रसंस्करण के दौरान किनारे की दरार और सतह की सूक्ष्म दरार जैसी समस्याओं के लिए प्रवण बनाती है।

सूक्ष्म दोष परिशुद्धता स्थानांतरण को प्रभावित करते हैं: उच्च-परिशुद्धता वाली ग्राइंडिंग या मिलिंग करते समय, उपकरण के संपर्क बिंदुओं पर छोटी दरारें अनियमित सतहें बना सकती हैं, जिससे गाइड रेल और वर्कटेबल जैसे प्रमुख घटकों की सीधीपन संबंधी त्रुटियाँ बढ़ सकती हैं (उदाहरण के लिए, समतलता आदर्श ±1μm/m से घटकर ±3~5μm/m हो जाती है)। ये सूक्ष्म दोष सीधे संसाधित भागों में, विशेष रूप से परिशुद्धता ऑप्टिकल घटकों और अर्धचालक वेफर वाहकों जैसे प्रसंस्करण परिदृश्यों में, संचारित हो जाएँगे, जिससे वर्कपीस की सतह खुरदरापन बढ़ सकता है (Ra मान 0.1μm से बढ़कर 0.5μm से अधिक हो जाता है), जिससे ऑप्टिकल प्रदर्शन या उपकरण की कार्यक्षमता प्रभावित होती है।
गतिशील प्रसंस्करण में अचानक फ्रैक्चर का जोखिम: उच्च गति वाले कटिंग (जैसे स्पिंडल गति > 15,000 r/min) या फीड दर > 20m/min के परिदृश्यों में, ग्रेनाइट घटकों में तात्कालिक प्रभाव बलों के कारण स्थानीय विखंडन हो सकता है। उदाहरण के लिए, जब गाइड रेल युग्म तेज़ी से दिशा बदलता है, तो किनारे में दरार के कारण गति का प्रक्षेप पथ सैद्धांतिक पथ से विचलित हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप स्थिति निर्धारण सटीकता में अचानक गिरावट आ सकती है (स्थिति निर्धारण त्रुटि ±2μm से बढ़कर ±10μm से अधिक हो जाती है), और यहाँ तक कि उपकरण टकराव और स्क्रैपिंग भी हो सकती है।
दूसरा, वजन और कठोरता के बीच विरोधाभास के कारण गतिशील सटीकता की हानि
ग्रेनाइट का उच्च घनत्व गुण (लगभग 2.6 से 3.0 ग्राम/सेमी³ घनत्व) कंपन को दबा सकता है, लेकिन यह निम्नलिखित समस्याएं भी लाता है:

जड़त्वीय बल सर्वो प्रतिक्रिया विलंब का कारण बनता है: भारी ग्रेनाइट बेड (जैसे कि बड़े गैन्ट्री मशीन बेड जिनका भार दसियों टन हो सकता है) द्वारा त्वरण और मंदन के दौरान उत्पन्न जड़त्वीय बल सर्वो मोटर को अधिक टॉर्क उत्पन्न करने के लिए बाध्य करता है, जिसके परिणामस्वरूप स्थिति लूप ट्रैकिंग त्रुटि में वृद्धि होती है। उदाहरण के लिए, रैखिक मोटरों द्वारा संचालित उच्च-गति प्रणालियों में, भार में प्रत्येक 10% वृद्धि के लिए, स्थिति निर्धारण सटीकता 5% से 8% तक कम हो सकती है। विशेष रूप से नैनोस्केल प्रसंस्करण परिदृश्यों में, यह विलंब समोच्च प्रसंस्करण त्रुटियों (जैसे वृत्ताकार प्रक्षेप के दौरान गोलाई त्रुटि का 50nm से 200nm तक बढ़ना) का कारण बन सकता है।
अपर्याप्त कठोरता निम्न-आवृत्ति कंपन का कारण बनती है: यद्यपि ग्रेनाइट में अपेक्षाकृत उच्च अंतर्निहित अवमंदन होता है, इसका प्रत्यास्थ मापांक (लगभग 60 से 120 GPa) कच्चे लोहे की तुलना में कम होता है। जब इसे प्रत्यावर्ती भार (जैसे बहु-अक्षीय लिंकेज प्रसंस्करण के दौरान कर्तन बल में उतार-चढ़ाव) के अधीन किया जाता है, तो सूक्ष्म-विरूपण संचय हो सकता है। उदाहरण के लिए, पाँच-अक्षीय मशीनिंग केंद्र के स्विंग हेड घटक में, ग्रेनाइट आधार का हल्का प्रत्यास्थ विरूपण घूर्णन अक्ष की कोणीय स्थिति सटीकता को प्रभावित कर सकता है (जैसे कि अनुक्रमण त्रुटि ±5" से ±15" तक बढ़ जाना), जिससे जटिल वक्र सतहों की मशीनिंग सटीकता प्रभावित होती है।
iii. तापीय स्थिरता और पर्यावरणीय संवेदनशीलता की सीमाएँ
यद्यपि ग्रेनाइट का तापीय प्रसार गुणांक (लगभग 5 से 9×10⁻⁶/℃) कच्चे लोहे की तुलना में कम है, फिर भी यह परिशुद्ध प्रसंस्करण में त्रुटियाँ पैदा कर सकता है:

तापमान प्रवणता संरचनात्मक विरूपण का कारण बनती है: जब उपकरण लंबे समय तक लगातार संचालित होता है, तो मुख्य शाफ्ट मोटर और गाइड रेल स्नेहन प्रणाली जैसे ऊष्मा स्रोत ग्रेनाइट घटकों में तापमान प्रवणता उत्पन्न कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, जब कार्य-तालिका की ऊपरी और निचली सतहों के बीच तापमान का अंतर 2°C होता है, तो यह मध्य-उत्तल या मध्य-अवतल विरूपण (विक्षेपण 10 से 20μm तक पहुँच सकता है) का कारण बन सकता है, जिससे वर्कपीस क्लैम्पिंग की समतलता विफल हो सकती है और मिलिंग या ग्राइंडिंग की समांतरता सटीकता प्रभावित हो सकती है (जैसे कि समतल प्लेट भागों की मोटाई सहिष्णुता ±5μm से ±20μm से अधिक)।
पर्यावरणीय आर्द्रता के कारण थोड़ा विस्तार होता है: हालाँकि ग्रेनाइट की जल अवशोषण दर (0.1% से 0.5%) कम होती है, लेकिन उच्च आर्द्रता वाले वातावरण में लंबे समय तक उपयोग किए जाने पर, जल अवशोषण की थोड़ी सी मात्रा जाली विस्तार का कारण बन सकती है, जिसके परिणामस्वरूप गाइड रेल जोड़ी के फिट क्लीयरेंस में परिवर्तन होता है। उदाहरण के लिए, जब आर्द्रता 40% सापेक्ष आर्द्रता से 70% सापेक्ष आर्द्रता तक बढ़ जाती है, तो ग्रेनाइट गाइड रेल का रैखिक आयाम 0.005 से 0.01 मिमी/मी तक बढ़ सकता है, जिसके परिणामस्वरूप स्लाइडिंग गाइड रेल की गति की चिकनाई में कमी आती है और एक "क्रॉलिंग" घटना होती है, जो माइक्रोन-स्तरीय फ़ीड सटीकता को प्रभावित करती है।
4. प्रसंस्करण और असेंबली त्रुटियों के संचयी प्रभाव
ग्रेनाइट की प्रसंस्करण कठिनाई अधिक है (विशेष हीरे के उपकरणों की आवश्यकता होती है, और प्रसंस्करण दक्षता धातु सामग्री की तुलना में केवल 1/3 से 1/2 होती है), जिसके कारण संयोजन प्रक्रिया में सटीकता की हानि हो सकती है:

मेटिंग सतहों का प्रसंस्करण त्रुटि संचरण: यदि गाइड रेल स्थापना सतह और लीड स्क्रू सपोर्ट होल जैसे प्रमुख भागों में प्रसंस्करण विचलन (जैसे समतलता > 5μm, छिद्र रिक्ति त्रुटि > 10μm) हैं, तो यह स्थापना के बाद रैखिक गाइड रेल के विरूपण, बॉल स्क्रू के असमान प्रीलोड और अंततः गति सटीकता में गिरावट का कारण बनेगा। उदाहरण के लिए, त्रि-अक्ष लिंकेज प्रसंस्करण के दौरान, गाइड रेल के विरूपण के कारण होने वाली ऊर्ध्वाधरता त्रुटि, क्यूब की विकर्ण लंबाई त्रुटि को ±10μm से ±50μm तक बढ़ा सकती है।
स्प्लिस्ड संरचना का इंटरफ़ेस गैप: बड़े उपकरणों के ग्रेनाइट घटकों में अक्सर स्प्लिसिंग तकनीक (जैसे मल्टी-सेक्शन बेड स्प्लिसिंग) अपनाई जाती है। यदि स्प्लिसिंग सतह पर मामूली कोणीय त्रुटियाँ (> 10") या सतही खुरदरापन > Ra0.8μm है, तो संयोजन के बाद तनाव सांद्रता या गैप हो सकते हैं। दीर्घकालिक भार के अंतर्गत, इससे संरचनात्मक शिथिलता हो सकती है और सटीकता में विचलन हो सकता है (जैसे कि प्रत्येक वर्ष स्थिति सटीकता में 2 से 5μm की कमी)।
सारांश और सामना करने की प्रेरणाएँ
ग्रेनाइट के नुकसान सीएनसी उपकरणों की सटीकता पर एक गुप्त, संचयी और पर्यावरणीय रूप से संवेदनशील प्रभाव डालते हैं, और इन्हें सामग्री संशोधन (जैसे कठोरता बढ़ाने के लिए रेज़िन संसेचन), संरचनात्मक अनुकूलन (जैसे धातु-ग्रेनाइट मिश्रित फ्रेम), तापीय नियंत्रण तकनीक (जैसे माइक्रोचैनल वाटर कूलिंग), और गतिशील क्षतिपूर्ति (जैसे लेज़र इंटरफेरोमीटर द्वारा रीयल-टाइम अंशांकन) जैसे तरीकों से व्यवस्थित रूप से संबोधित करने की आवश्यकता है। नैनोस्केल परिशुद्धता प्रसंस्करण के क्षेत्र में, ग्रेनाइट के अंतर्निहित दोषों से बचते हुए, इसके प्रदर्शन लाभों का पूरी तरह से लाभ उठाने के लिए सामग्री चयन, प्रसंस्करण तकनीक से लेकर संपूर्ण मशीन प्रणाली तक पूर्ण-श्रृंखला नियंत्रण करना और भी आवश्यक है।