Trong thiết bị điều khiển số CNC, mặc dù đá granit đã trở thành vật liệu quan trọng nhờ những đặc tính độc đáo, nhưng những nhược điểm cố hữu của nó cũng có thể ảnh hưởng nhất định đến hiệu suất thiết bị, hiệu quả xử lý và chi phí bảo trì. Sau đây là phân tích về những tác động cụ thể do những nhược điểm của đá granit từ nhiều góc độ:
Đầu tiên, vật liệu rất giòn và dễ vỡ và hư hỏng
Nhược điểm cốt lõi: Đá granit là đá tự nhiên và về cơ bản là vật liệu giòn, có độ bền va đập kém (giá trị độ bền va đập chỉ khoảng 1-3J/cm², thấp hơn nhiều so với giá trị 20-100J/cm² của vật liệu kim loại).
Tác động đến thiết bị CNC:
Rủi ro lắp đặt và vận chuyển: Trong quá trình lắp ráp hoặc vận chuyển thiết bị, nếu bị va chạm hoặc rơi rớt, các bộ phận bằng đá granit (như đế và ray dẫn hướng) dễ bị nứt hoặc sứt góc, dẫn đến sai lệch độ chính xác. Ví dụ, nếu bệ đá granit của máy đo ba tọa độ bị nứt ngầm do vận hành không đúng cách trong quá trình lắp đặt, điều này có thể dẫn đến độ phẳng giảm dần theo thời gian sử dụng, ảnh hưởng đến kết quả đo.
Những nguy hiểm tiềm ẩn trong quá trình gia công: Khi thiết bị CNC gặp phải tình trạng quá tải đột ngột (chẳng hạn như dụng cụ va chạm với phôi), thanh dẫn hướng bằng đá granit hoặc bàn làm việc có thể bị gãy do không chịu được lực tác động tức thời, khiến thiết bị phải dừng hoạt động để bảo trì và thậm chí gây ra một loạt các lỗi về độ chính xác.
Thứ hai, độ khó xử lý cao hạn chế việc thiết kế các cấu trúc phức tạp
Nhược điểm cốt lõi: Đá granit có độ cứng cao (6-7 trên thang Mohs) và cần phải mài và xử lý bằng các công cụ đặc biệt như đá mài kim cương, dẫn đến hiệu quả xử lý thấp (hiệu suất nghiền chỉ bằng 1/5 đến 1/3 so với vật liệu kim loại) và chi phí xử lý các bề mặt cong phức tạp cao.
Tác động đến thiết bị CNC:
Hạn chế về thiết kế kết cấu: Để tránh khó khăn trong quá trình gia công, các cấu kiện đá granit thường được thiết kế theo hình dạng hình học đơn giản (như tấm, ray dẫn hướng hình chữ nhật), gây khó khăn cho việc tạo ra các khoang bên trong phức tạp, các tấm gia cường nhẹ và các cấu trúc khác có thể thực hiện bằng phương pháp đúc/cắt bằng vật liệu kim loại. Điều này dẫn đến trọng lượng của đế đá granit thường quá lớn (nặng hơn gang từ 10%-20% cho cùng một thể tích), có thể làm tăng tải trọng tổng thể của thiết bị và ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng động trong quá trình di chuyển tốc độ cao.
Chi phí bảo trì và thay thế cao: Khi các bộ phận đá granite bị hao mòn hoặc hư hỏng cục bộ, việc sửa chữa bằng các phương pháp như hàn hoặc cắt rất khó khăn. Thông thường, toàn bộ bộ phận cần được thay thế, và các bộ phận mới cần được mài lại và hiệu chuẩn độ chính xác, dẫn đến thời gian ngừng hoạt động kéo dài (mỗi lần thay thế có thể mất 2-3 tuần) và chi phí bảo trì tăng đáng kể.
Iii. Sự không chắc chắn của kết cấu tự nhiên và khuyết tật bên trong
Nhược điểm cốt lõi: Là một khoáng chất tự nhiên, đá granit có các vết nứt bên trong, lỗ rỗng hoặc tạp chất khoáng không thể kiểm soát và tính đồng nhất vật liệu của các mạch khác nhau rất khác nhau (biến động mật độ có thể đạt ±5%, biến động mô đun đàn hồi ±8%).
Tác động đến thiết bị CNC:
Rủi ro về độ ổn định chính xác: Nếu vùng gia công của linh kiện vô tình có vết nứt bên trong, trong quá trình sử dụng lâu dài, các vết nứt có thể mở rộng do ứng suất, gây biến dạng cục bộ và ảnh hưởng đến độ chính xác của thiết bị. Ví dụ, nếu ray dẫn hướng bằng đá granit của máy mài CNC có lỗ khí ẩn, chúng có thể dần dần sụp đổ dưới tác động của rung động tần số cao, dẫn đến sai số độ thẳng quá mức của ray dẫn hướng.
Sự khác biệt về hiệu suất theo lô: Vật liệu đá granit từ các lô khác nhau có thể có sự dao động về các chỉ số chính như hệ số giãn nở nhiệt và hiệu suất giảm chấn do sự khác biệt về thành phần khoáng chất, ảnh hưởng đến tính đồng nhất của sản xuất theo lô theo thiết bị. Đối với các dây chuyền sản xuất tự động đòi hỏi sự tương tác của nhiều thiết bị, những khác biệt này có thể làm tăng độ phân tán của độ chính xác gia công.
Thứ tư, nó nặng, ảnh hưởng đến hiệu suất động của thiết bị
Nhược điểm cốt lõi: Đá granit có mật độ cao (2,6-3,0g/cm³) và trọng lượng của nó gấp khoảng 1,2 lần gang và gấp 2,5 lần hợp kim nhôm dưới cùng một thể tích.
Tác động đến thiết bị CNC:
Độ trễ phản hồi chuyển động: Trong các trung tâm gia công tốc độ cao hoặc máy năm trục, khối lượng lớn của đế đá granit sẽ làm tăng quán tính tải của động cơ tuyến tính/vít dẫn, dẫn đến độ trễ phản hồi động trong quá trình tăng tốc/giảm tốc (có thể làm tăng thời gian khởi động-dừng từ 5% đến 10%), ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý.
Tiêu thụ năng lượng tăng: Việc vận hành các thành phần đá granit nặng đòi hỏi động cơ servo mạnh hơn, làm tăng mức tiêu thụ năng lượng chung của thiết bị (các phép đo thực tế cho thấy trong cùng điều kiện làm việc, mức tiêu thụ năng lượng của thiết bị nền đá granit cao hơn 8%-12% so với thiết bị gang). Sử dụng lâu dài sẽ làm tăng chi phí sản xuất.
Năm, khả năng chống sốc nhiệt bị hạn chế
Nhược điểm cốt lõi: Mặc dù đá granit có hệ số giãn nở nhiệt thấp nhưng độ dẫn nhiệt lại kém (với độ dẫn nhiệt chỉ 1,5-3,0W/(m · K), chỉ bằng khoảng 1/10 độ dẫn nhiệt của gang) và sự thay đổi nhiệt độ cục bộ đột ngột dễ gây ra ứng suất nhiệt.
Tác động đến thiết bị CNC:
Vấn đề chênh lệch nhiệt độ tại khu vực gia công: Nếu dung dịch cắt tập trung làm mòn một vùng cục bộ trên bàn làm việc bằng đá granit, nó có thể gây ra sự chênh lệch nhiệt độ (chẳng hạn như chênh lệch nhiệt độ 5-10℃) giữa vùng này và vùng xung quanh, dẫn đến biến dạng nhiệt nhỏ (lượng biến dạng có thể đạt 1-3μm), ảnh hưởng đến tính nhất quán về độ chính xác của quá trình gia công chính xác (chẳng hạn như mài bánh răng ở cấp độ micron).
Rủi ro mỏi nhiệt lâu dài: Trong môi trường xưởng có tần suất khởi động và tắt máy thường xuyên hoặc chênh lệch nhiệt độ lớn giữa ngày và đêm, các thành phần đá granit có thể phát triển các vết nứt nhỏ do sự giãn nở và co lại do nhiệt lặp đi lặp lại, dần dần làm suy yếu độ cứng của kết cấu.
Thời gian đăng: 24-05-2025