점점 더 정확한 기계는 어떻게 만들어 집니까?


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매우 정확한 기계를 만드는 것은 닭고기와 계란 문제처럼 보입니다. 아직 가지고 있지 않다면 어떻게 만드나요?

예를 들어, 인덱싱 플레이트를 만들기 위해 인덱싱 헤드없이 첫 번째 인덱싱 헤드 는 어떻게 만들어 졌습니까? 스핀들을 만들기 위해 선반없이 첫 번째 선반을 어떻게 만들었습니까? 수작업으로 시작하는 반복적 인 프로세스입니까? 각 머신은 마지막 머신보다 조금 더 나아질 수 있습니까? 기하학적 구성 이 일부 원시 기계의 정확성의 원천 이라고 가정합니다 . 그러나 정확한 선반 또는 마이크로 미터에 필요한 정밀 스크류와 같은 방법으로 어떻게 이동합니까?


그것은 물리 법칙과 수학 법칙을 반복적으로 이용하는 것만 큼 간단합니다. 물론, 점점 더 정확 해짐에 따라 그렇게하는 방법을 고안하는 것이 점점 더 어려워지고 있습니다. 저는 현재의 최첨단 상황에서 이러한 과제를 해결하는 답변을보고 싶습니다.
Air

일반적으로 정확성과 노력 사이에는 상충 관계가 있습니다. 품질이 낮은 도구 + 많은 노력 = 고품질 도구.
Mark

답변:


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매우 정확한 기계를 만들기 전에 먼저 매우 정확한 측정 장치를 사용했습니다.

예를 들어 "첫 번째 선반"을 사용하겠습니다. 선반의 베드는 기계의 나머지 부분을 교정 할 수 있으므로 매우 평평해야합니다. 그렇게 할 수있는 한 가지 방법은 평평하지 않은 베드를 훨씬 평평한 표면 플레이트에 대고 선반 ​​베드의 높은 지점을 완전히 만날 때까지 긁어내는 것입니다.

평평한 표면 판은 어딘가에서 왔을 것입니다. 그리고 제가 기억하는 것은 적어도 3 개의 다소 평평한 판을 가져 와서 서로 래핑하여 만듭니다. 결국 모든 판은 매우 평평하게됩니다.

표면이 평평하면 매우 직선적 인 측정 기기를 만들 수 있고 간단한 표면 게이지와 페어링하면 표면이 매우 평행 한 품목을 생산할 수 있습니다. 플레이트에 둥근 막대를 굴리면 얼마나 직선인지 확인할 수 있으며 표면 게이지가 테이퍼를 감지 할 수 있습니다.

이제 직선 원형 막대를 사용하여 회전 축을 선반의 베드에 정렬하여 첫 번째 기초 선반을 만들 수 있습니다.

정확한 선반 베어링은 회전 샤프트 / 부품을 제자리에 고정하고 바 주변의 용융 된 리드에서 베어링을 캐스팅하는 방식으로 바 비트 베어링 방식으로 수행 된 다음 막대를 강제로 비틀어 거의 제로의 클리어런스 베어링을 생성합니다. 올바르게 수행하면 상당히 정확하며 선반 헤드에 뚫린 구멍과 회전축이 약간 잘못 정렬 될 수 있습니다.


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이것은 Feynman이 그의 유명한 논문에서 큰 소리로 말한 실제 사고 과정이었습니다 . 1959 년에 바닥에 충분한 공간이 있습니다 .

관련 부분은 다음과 같습니다.

백 작은 손

첫 번째 노예 "손"을 1/4 스케일로 만들 때, 나는 10 세트를 만들 것입니다. 나는 10 세트의 "손"을 만들고 그것들을 원래의 레버에 연결하여 각각 동시에 동시에 똑같은 일을합니다. 이제 새 장치를 1/4로 작게 만들 때 1/16 크기로 백 개의 "손"을 갖도록 각 장치에서 10 개의 사본을 제조하게했습니다.

내가 가진 백만개의 선반을 어디에 넣을 것인가? 왜 아무 것도 없습니다. 볼륨은 하나의 풀 스케일 선반보다 훨씬 적습니다. 예를 들어, 일반 선반 규모의 1/4000 개씩 10 억 개의 작은 선반을 만든 경우, 10 억 개의 작은 선반에는 하나의 큰 선반에 2 % 미만의 재료가 있기 때문에 사용 가능한 재료와 공간이 충분합니다. .

재료 비용은 들지 않습니다. 그래서 십억 개의 작은 공장, 서로의 모델, 동시에 제조, 구멍 드릴링, 부품 스탬핑 등을 만들고 싶습니다.

몇 가지 잠재적 인 제조 공정에 대해 다음과 같이 기록하기 때문에 전체 논문은 완전히 소화 할 가치가 있습니다.

  • 증발에 의한 소형화
  • 원자 재 배열

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정밀한 공작 기계를 처음부터 새로 작성하는 데 대한 자세한 내용은 Wayne R. Moore의 우수하고 상세한 "기계적 정확성의 기초"를 읽으십시오. 오래된 책이며 좋아하는 웹 검색 엔진을 사용하면 많은 사본이 있습니다.

정확도를 높이기위한 기본 원칙은 표면의 랩핑 및 비교입니다.

메모리에서 무어의 주요 단계 중 일부는 다음과 같습니다.

  • 마스터 표면 플레이트를 형성하기 위해 3 개의 표면 플레이트를 평평하게 랩핑
  • 마스터 표면 플레이트에서 직선 가장자리 복사
  • 최초의 실린더를 만들기위한 센터리스 연삭
  • 실린더를 개선하기위한 원통형 랩핑
  • 거친 초기 나사에서 정확한 나사산 래핑

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오늘날 많은 현대 도구는 "같은 도구"(이전의 사본)를 사용하여 생산되기 때문에 "첫 번째 도구는 어떻게 만들어 졌습니까?" 닭고기와 달걀 문제 의 일종으로 볼 수 있습니다 .

상대적으로 거칠고 조잡한 도구에서 정확한 기계를 부트 스트랩하는 방법은 "자체 금속 제작 작업장 시리즈"의 일부인 David J. Gingery의 "스크랩에서 자체 금속 작업장 제작"책에 설명되어 있습니다. 있습니다.

관련 : Gingery 기계Morgan Demers 선반 프로젝트자체 제작 (금속 가공) 선반 . 더 먼 관련 : 자기 조립 .


아, 흥미 롭습니다. YouTube에서 "Gingery 선반"에 대한 언급을 보았지만 "Gingery"가 누구인지 또는 무엇인지 설명하지 않았습니다.
Kevin Krumwiede
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