Прецизионная точность.

[prostak-1982.livejournal.com]

Когда учился в техникуме, а потом в институте, то на лекциях по точности, допускам, посадкам и взаимозаменяемости нам давали приблизительно следующую корреляцию: Для изготовления детали по 10 квалитету необходимо использовать станки и инструменты с 7-8 квалитетами, для деталей по 6 квалитету, инструменты должны быть 3-4 квалитетов и т. д.
Сейчас много пишут о успехах сверхвысокоточных приборов в измерении гравитационных волн, туннельном микроскопировании, других областях сверхвысокоточных измерений.
Ясно, что микросхему можно изготовить в вакуумной камере методом напыления. Но в таких приборах есть не только микросхемы, но есть и "физические" детали, на которые установлены эти самые микросхемы, микродвигатели и т. д. Например в статье уважаемого Лозги о проекте LISA описываются золотые кубики, изготовленные с высочайшей степенью точности. В туннельных микроскопах используется игла, с острием измеряемым нанометрами.

Вот и возникает вопрос: Каким образом изготавливаются такие уникальные детали? Каким образом они поверяются? Как проверяется та же плоскостность таких деталей?

Я задавал этот вопрос на другом форуме, там мне скинули ряд книг, но эти книги больше касались работы точных, но все-таки обычных разметчиков, инструментальщиков.

Comments

[prostak-1982.livejournal.com]

Кстати, вот сейчас подумалось.
Есть же такая старая шутка с червячной передаче, которая приводит в движение другую червячную передачу и так их около десятка. А последний отрезок вала вделан в цементный блок.
Сейчас подумалось, что микропривод можно по такому принципу собирать.

[agalakhov.livejournal.com]

В принципе да, но такие вещи люфтят. Поэтому обычно микроприводы делают на рычагах, а не на винтах. Хороший прием - делать рычаги без осей с металлом на изгиб, тогда о люфтах речи нет. Изгиб металла почти идеально линеен и дает просто маленький поправочный член в уравнение. В оптике довольно часто подвижный держатель зеркала сделан из цельного куска металла, который почти разрезан на две половины. Маленький остаток с краю играет роль одновременно оси вращения и пружины. Или иногда бывает бутерброд из трех алюминиевых пластин, скрепленных с торцов плоскими стальными пружинами на винтах - по сути то же самое, никаких люфтов, все только на изгиб. Если рычаг двигать рычагом и еще рычагом, то 1:1000000 получить никаких проблем нет. И тут уже тепловое расширение влияет больше, чем точности изготовления.

Кстати, само по себе тепловое расширение - прекрасный способ микроперемещений. Гелий-неоновые лазеры так стабилизируют: их просто подогревают, отчего меняется их длина. И на нагреватель заводят обратную связь с фотодиодов, следящих за модовым составом луча. Пьезоэффект и магнитострикция тоже хороши. Обычно все же пьезоэффект: напряжение можно делать очень маленьким и тем самым получать точности вплоть до атомных, упираясь уже в броуновское движение и в тепловые шумы усилителя.