В производстве оборудования с ЧПУ точность, стабильность и долговечность являются ключевыми показателями производительности оборудования. Гранит, благодаря своим выдающимся физическим и химическим свойствам, постепенно стал важным материалом для производства оборудования с ЧПУ и широко используется в различных ключевых устройствах, придавая новый импульс развитию отрасли.
I. Сценарии применения гранита в оборудовании с ЧПУ
Основание высокоточного обрабатывающего центра
В таких областях, как прецизионная обработка пресс-форм и производство авиационных деталей, к точности позиционирования и повторяемости позиционирования обрабатывающих центров предъявляются чрезвычайно высокие требования. Гранит, обладающий превосходной стабильностью, часто используется в качестве базового материала для высококлассных обрабатывающих центров. Его плотная структура и высокая жесткость позволяют эффективно поддерживать основные компоненты станка, такие как шпиндель и направляющие, снижая погрешности обработки, вызванные деформацией основания. Например, при обработке пресс-форм для лопаток авиационных двигателей со сложными криволинейными поверхностями обрабатывающий центр с гранитным основанием может обеспечить точное прохождение траектории инструмента и повысить точность формования пресс-форм.
2. Платформа трехкоординатной измерительной машины
Трёхкоординатная измерительная машина является ключевым оборудованием для контроля качества обработки на станках с ЧПУ, и её точность измерений напрямую влияет на качество продукции. Гранитные платформы, благодаря своей чрезвычайно высокой плоскостности (до ±0,1 мкм/м) и очень низкой шероховатости поверхности (Ra≤0,02 мкм), обеспечивают стабильную опорную поверхность для измерительных датчиков. При контроле размеров, формы и позиционных допусков прецизионных деталей гранитные платформы позволяют эффективно исключить ошибки измерения, вызванные их собственной деформацией или неровностями поверхности, обеспечивая точность и надёжность данных контроля.
3. Направляющие для станков с ЧПУ
Эффективность направляющих рельсов определяет плавность и точность перемещения станка. Гранитные направляющие рельсы обладают низким коэффициентом трения и высокой износостойкостью. По сравнению с металлическими направляющими, они снижают износ подвижных частей и частоту технического обслуживания. Кроме того, их превосходные демпфирующие свойства позволяют эффективно поглощать вибрацию во время работы станка и улучшать качество обработанной поверхности. При высокоскоростной резке гранитные направляющие рельсы обеспечивают стабильное положение режущего инструмента, снижают шероховатость поверхности заготовки, повышают эффективность обработки и качество продукции.
4. Рабочий стол станка электроэрозионной обработки
В процессе электроэрозионной обработки возникают высокие температуры и электромагнитные помехи, что предъявляет высокие требования к стабильности и изоляции рабочего стола. Гранит не только обладает превосходной термостойкостью, способным выдерживать перепады температур во время обработки, но и обладает естественными изоляционными свойствами, не подверженными влиянию электромагнитных помех. Поэтому гранитные верстаки обеспечивают стабильную рабочую среду для электроэрозионной обработки, гарантируя точность обработки и качество поверхности.
II. Основные преимущества гранита в оборудовании с ЧПУ
Исключительная термическая стабильность
При длительной непрерывной работе оборудования с ЧПУ выделяется большое количество тепла, что приводит к тепловому расширению и сжатию компонентов оборудования. Коэффициент теплового расширения гранита чрезвычайно низок (всего 4-8 × 10⁻⁶/℃), а его размеры практически не меняются при изменении температуры, что позволяет эффективно избегать ошибок обработки и отклонений измерений, вызванных термической деформацией. Например, в условиях высоких температур оборудование с ЧПУ с гранитными основаниями может поддерживать стабильную точность обработки, гарантируя отсутствие влияния колебаний температуры на качество продукции.
2. Отличные антивибрационные характеристики
В процессе обработки на станках с ЧПУ высокая скорость работы станка и усилие резания вызывают вибрацию, влияющую на точность обработки и качество поверхности. Уникальная кристаллическая структура гранита обеспечивает ему превосходные демпфирующие свойства, позволяя быстро гасить энергию внешних вибраций и минимизировать вибрационные помехи. Экспериментальные данные показывают, что коэффициент демпфирования гранита может достигать 0,05–0,1, что в 5–10 раз превышает показатели металлов. Это позволяет эффективно снизить вибрацию инструмента и волнистость поверхности заготовки, а также повысить точность обработки и качество поверхности.
3. Высокая жесткость и износостойкость
Гранит обладает высокой плотностью (до 2,6–3,0 г/см³) и высокой твёрдостью (твёрдость по шкале Мооса составляет 6–7), а также отличается превосходной жёсткостью и износостойкостью. Под воздействием больших нагрузок и частых механических перемещений оборудования с ЧПУ гранитные детали не подвержены деформации и износу и способны сохранять высокую точность в течение длительного времени. Согласно статистике, срок службы оборудования с ЧПУ, использующего гранитные детали, может быть в 3–5 раз выше, чем у традиционного металлического оборудования, что значительно снижает затраты на обслуживание и время простоя оборудования.
4. Высокая химическая стабильность
В процессе обработки на станках с ЧПУ часто используются химические реагенты, такие как смазочно-охлаждающие жидкости и смазочные материалы, которые могут вызывать коррозию компонентов оборудования. Гранит обладает стабильными химическими свойствами, широким диапазоном допустимых значений pH (1–14), устойчив к воздействию распространённых химических веществ и не подвержен коррозии. Это свойство не только продлевает срок службы компонентов оборудования, но и обеспечивает чистоту рабочей среды, предотвращая негативное влияние химического загрязнения на качество продукции.
На фоне постоянного стремления производителей оборудования с ЧПУ к высокой точности и эффективности, гранит, обладающий такими преимуществами, как термостойкость, вибростойкость, высокая жёсткость и химическая стойкость, играет незаменимую роль в различных ключевых компонентах оборудования. Благодаря постоянному развитию технологий гранитные материалы будут всё шире применяться в области ЧПУ, способствуя развитию отрасли в сторону повышения точности и качества..
Время публикации: 24 мая 2025 г.