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

सीएनसी संख्यात्मक नियंत्रण उपकरण में, हालांकि ग्रेनाइट के भौतिक गुण उच्च परिशुद्धता प्रसंस्करण के लिए आधार प्रदान करते हैं, लेकिन इसकी अंतर्निहित कमियां प्रसंस्करण सटीकता पर बहुआयामी प्रभाव डाल सकती हैं, जो विशेष रूप से निम्नानुसार प्रकट होती हैं:
1. सामग्री की भंगुरता के कारण प्रसंस्करण में सतही दोष
ग्रेनाइट की भंगुर प्रकृति (उच्च संपीड़न शक्ति लेकिन कम लचीलापन, आमतौर पर लचीलापन, संपीड़न शक्ति का केवल 1/10 से 1/20 होता है) के कारण प्रसंस्करण के दौरान किनारों में दरार और सतह पर सूक्ष्म दरारें जैसी समस्याएं होने की संभावना बनी रहती है।

सूक्ष्म दोष परिशुद्धता हस्तांतरण को प्रभावित करते हैं: उच्च परिशुद्धता पीसने या मिलिंग करते समय, उपकरण संपर्क बिंदुओं पर छोटी दरारें अनियमित सतहें बना सकती हैं, जिससे गाइड रेल और वर्कटेबल जैसे प्रमुख घटकों की सीधीपन त्रुटियाँ बढ़ सकती हैं (उदाहरण के लिए, समतलता आदर्श ±1μm/m से ±3~5μm/m तक बिगड़ जाती है)। ये सूक्ष्म दोष सीधे संसाधित भागों में संचारित होंगे, विशेष रूप से परिशुद्धता ऑप्टिकल घटकों और अर्धचालक वेफर वाहक जैसे प्रसंस्करण परिदृश्यों में, जिससे वर्कपीस की सतह खुरदरापन में वृद्धि हो सकती है (Ra मान 0.1μm से 0.5μm से अधिक हो जाता है), ऑप्टिकल प्रदर्शन या डिवाइस की कार्यक्षमता को प्रभावित करता है।
गतिशील प्रसंस्करण में अचानक फ्रैक्चर का जोखिम: उच्च गति वाली कटिंग (जैसे कि स्पिंडल स्पीड > 15,000 आर/मिनट) या फीड रेट > 20 मीटर/मिनट के परिदृश्यों में, ग्रेनाइट घटकों में तात्कालिक प्रभाव बलों के कारण स्थानीय विखंडन का अनुभव हो सकता है। उदाहरण के लिए, जब गाइड रेल जोड़ी तेजी से दिशा बदलती है, तो किनारे की दरार के कारण गति प्रक्षेपवक्र सैद्धांतिक पथ से विचलित हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप स्थिति सटीकता में अचानक गिरावट आती है (स्थिति त्रुटि ±2μm से ±10μm से अधिक तक फैल जाती है), और यहां तक ​​कि उपकरण टकराव और स्क्रैपिंग की ओर भी ले जाती 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 में देरी का कारण बनता है: त्वरण और मंदी के दौरान भारी ग्रेनाइट बेड (जैसे कि बड़े गैंट्री मशीन बेड जो दसियों टन वजन कर सकते हैं) द्वारा उत्पन्न जड़त्वीय बल सर्वो मोटर को अधिक टॉर्क आउटपुट करने के लिए मजबूर करता है, जिसके परिणामस्वरूप स्थिति लूप ट्रैकिंग त्रुटि में वृद्धि होती है। उदाहरण के लिए, रैखिक मोटरों द्वारा संचालित उच्च गति प्रणालियों में, वजन में हर 10% की वृद्धि के लिए, स्थिति सटीकता 5% से 8% तक कम हो सकती है। विशेष रूप से नैनोस्केल प्रसंस्करण परिदृश्यों में, यह देरी समोच्च प्रसंस्करण त्रुटियों (जैसे कि गोलाकार प्रक्षेप के दौरान 50nm से 200nm तक की गोलाई त्रुटि) को जन्म दे सकती है।
अपर्याप्त कठोरता कम आवृत्ति कंपन का कारण बनती है: हालांकि ग्रेनाइट में अपेक्षाकृत उच्च अंतर्निहित भिगोना होता है, लेकिन इसका लोचदार मापांक (लगभग 60 से 120GPa) कच्चा लोहा की तुलना में कम होता है। जब वैकल्पिक भार (जैसे बहु-अक्ष लिंकेज प्रसंस्करण के दौरान काटने वाले बल में उतार-चढ़ाव) के अधीन किया जाता है, तो सूक्ष्म विरूपण संचय हो सकता है। उदाहरण के लिए, पांच-अक्ष मशीनिंग केंद्र के स्विंग हेड घटक में, ग्रेनाइट बेस का थोड़ा लोचदार विरूपण रोटेशन अक्ष की कोणीय स्थिति सटीकता को बहाव का कारण बन सकता है (जैसे कि इंडेक्सिंग त्रुटि ± 5 "से ± 15" तक विस्तारित होती है), जटिल घुमावदार सतहों की मशीनिंग सटीकता को प्रभावित करती है।
iii. तापीय स्थिरता और पर्यावरण संवेदनशीलता की सीमाएं
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 विकृति का कारण बनती है: जब उपकरण लंबे समय तक लगातार संचालित होता है, तो मुख्य शाफ्ट मोटर और गाइड रेल स्नेहन प्रणाली जैसे ताप स्रोत ग्रेनाइट घटकों में तापमान प्रवणता का कारण बन सकते हैं। उदाहरण के लिए, जब वर्कटेबल की ऊपरी और निचली सतहों के बीच तापमान का अंतर 2 ℃ होता है, तो यह मध्य-उत्तल या मध्य-अवतल विरूपण (विक्षेपण 10 से 20μm तक पहुंच सकता है) का कारण बन सकता है, जिससे वर्कपीस क्लैम्पिंग की समतलता की विफलता हो सकती है और मिलिंग या पीसने की समानांतर सटीकता प्रभावित हो सकती है (जैसे कि फ्लैट प्लेट भागों की मोटाई सहिष्णुता ± 5μm से ± 20μm से अधिक है)।
पर्यावरण की नमी के कारण थोड़ा विस्तार होता है: हालांकि ग्रेनाइट की जल अवशोषण दर (0.1% से 0.5%) कम है, लेकिन जब इसे लंबे समय तक उच्च आर्द्रता वाले वातावरण में उपयोग किया जाता है, तो पानी के अवशोषण की थोड़ी मात्रा जाली विस्तार का कारण बन सकती है, जो बदले में गाइड रेल जोड़ी के फिट क्लीयरेंस में बदलाव का कारण बनती है। उदाहरण के लिए, जब आर्द्रता 40% आरएच से 70% आरएच 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 "क्रॉलिंग" घटना की घटना होती है, जो माइक्रोन-स्तर 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:

संभोग सतहों का प्रसंस्करण त्रुटि संचरण: यदि गाइड रेल स्थापना सतह और लीड स्क्रू समर्थन छेद जैसे प्रमुख भागों में प्रसंस्करण विचलन (जैसे समतलता> 5μm, छेद रिक्ति त्रुटि> 10μm) हैं, तो यह स्थापना के बाद रैखिक गाइड रेल के विरूपण का कारण होगा, बॉल स्क्रू का असमान प्रीलोड, और अंततः गति सटीकता में गिरावट का कारण होगा। उदाहरण के लिए, तीन-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 घटक अक्सर स्प्लिसिंग तकनीक (जैसे मल्टी-सेक्शन बेड स्प्लिसिंग) अपनाते हैं। यदि स्प्लिसिंग सतह पर मामूली कोणीय त्रुटियाँ (> 10") या सतह खुरदरापन > Ra0.8μm है, तो असेंबली के बाद तनाव सांद्रता या अंतराल हो सकता है। दीर्घकालिक भार के तहत, यह संरचनात्मक शिथिलता का कारण बन सकता है और सटीकता बहाव का कारण बन सकता है (जैसे कि प्रत्येक वर्ष स्थिति सटीकता में 2 से 5μm की कमी)।
सारांश और सामना करने की प्रेरणाएँ
ग्रेनाइट के नुकसानों का CNC उपकरणों की सटीकता पर एक गुप्त, संचयी और पर्यावरण के प्रति संवेदनशील प्रभाव पड़ता है, और इसे सामग्री संशोधन (जैसे कठोरता बढ़ाने के लिए राल संसेचन), संरचनात्मक अनुकूलन (जैसे धातु-ग्रेनाइट मिश्रित फ्रेम), थर्मल नियंत्रण प्रौद्योगिकी (जैसे माइक्रोचैनल वाटर कूलिंग), और गतिशील क्षतिपूर्ति (जैसे लेजर इंटरफेरोमीटर के साथ वास्तविक समय अंशांकन) जैसे साधनों के माध्यम 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 प्रौद्योगिकी से लेकर संपूर्ण मशीन सिस्टम तक पूर्ण-श्रृंखला नियंत्रण का संचालन करना और भी अधिक आवश्यक है।