Техника - молодёжи 1987-06, страница 26

Газостатическая опора: 1 —основание, 2 — вставка, 3 — левитирующее тело (например, ползун). Здесь, поскольку велика сжимаемость и мала вязкость газов, карманы не делают (они вызывают автоколебания). В основание можно запрессовать цилиндрическую вставку. Кольцевой зазор образует входное сопротивление.

диционных отраслях промышленности такие высокоточные токарные станки зачастую используют неэффективно: на них по привычке ведут черновую обработку, а чистовую предпочитают вести на шлифовальных. Такова сила традиций, психологического барьера перед нововведением. И ГОСТ определяет до сих пор, что у самого точного токарного станка — класса точности С (особо точный) биение шпинделя не более 1 мкм. Парадоксальная ситуация: в паспорте станка, у которого шпиндель вращается с точностью теперь уже 0,01 мкм, до сих пор пишут — точность вращения 1 мкм. Вот, кстати, почему такие станки называют сверхточными — их точность подрывает установившиеся представления.

Интересно, что об аналогичном случае я узнал недавно из рассказа руководителя программы прецизионной техники Ливерморской национальной лаборатории имени Ло-уренса в США. Когда полтора десятилетия назад он предлагал многим фирмам разработанную в лаборатории технологию алмазного точения, ответом чаще всего было: «Кому нужна такая точность?»

Совпадает все — время, точность и вопросы. По-видимому, это естественная психологическая реакция на непривычный результат.

НАНОТЕХНОЛОГИЯ.

БУДУЩЕЕ В НАСТОЯЩЕМ

Вряд ли можно обвинить в преувеличении такого практичного человека, как Генри Форд. Основатель знаменитой автомобильной компании США, теперь превратившейся в огромный международный концерн, производящий не только автомобили, утверждал, что достигнутый уровень точности механической обработки — национальное достояние. Хотя это было сказано в начале века, теперь, в конце его, на рубеже тысячелетий, вновь подтверждается актуальность этих слов. Имею в виду оформление и бурное развитие нового направления науки и техники, получившего название нанотехно-логии.

В начале века речь шла о точности механообработки, измерявшейся сотыми и даже десятыми долями миллиметра. Сейчас еще высокоточными и особо точными станками справедливо называют станки микронной точности. В последние же годы появились десятки и сотни сверхточных станков, обрабатывающих изделия, геометрическая характеристика которых экономично записывается в нанометрах. Например, на таких станках получают изделия с высотой микронеровностей 0,003-^0,005 мкм = 3—5 нм. Мик-

Левитационный радиальный подшипник: I — вращающийся вал, 11 — втулка подшипника, Р — давление смазки, 1—4 — несущие карманы. Вал относительно втулки гидростатического подшипника или ось относительно ступицы жестко центрируются вытекающим вдоль оси тонким слоем смазки, который разъединяет поверхности скольжения.

рон — одна миллионная метра, одна тысячная миллиметра. По аналогии можно сказать, что сейчас в основном применяют микротехнологию. Нанометр в тысячу раз меньше микрона, то есть одна миллиардная метра, одна миллионная миллиметра. В принятой сейчас системе единиц меньше нанометра единица длины — пикометр — одна биллионная метра, одна миллиардная миллиметра. Более известна такая малая единица длины, как ангстрем, с помощью которого физики измеряют длину световой волны. В одном нанометре десять ангстрем.

0,3 нм равен, например, «диаметр» атома меди и алюминия. Изделия из этих металлов часто бывают объектами нанотехнологии. Нетрудно видеть, что высота микронеровностей обработанной поверхности всего на порядок больше размеров атомов изделия. Кстати, величина 3— 5 нм — предельные возможности наиболее совершенного измерительного устройства для контроля микронеровностей, использующего нео-но-гелиевый лазер. Поэтому эту величину называют «измеренным» значением, в то время как реально достигнутое значение на сегодня, по-видимому, около 1 нм — такова реальная шероховатость обработанной поверхности, таковы далеко не исчерпанные возможности современных устройств и способов нанотехнологии.

И эти результаты, заметьте, раньше всего получили с помощью «дедушки» всех металлорежущих станков — простейшего токарного, правда, ставшего сверхточным!

За счет чего же свершился этот прорыв? Первостепенную роль тут сыграла острая необходимость сверхточной обработки в новых бурно развивающихся областях науки и техники, таких, как электроника, вычислительная техника, оптика, лазерная техника, термоядерный синтез, телевидение, множительная техника... Нужно было искать новые возможности для сверхточной обработки. Их-то и раскрыли достижения в таких областях, как бесконтактные механика и технология, сверхтвердые материалы, станкостроение, измерительная техника.

Сегодня в технике все более популярна приставка «сверх». Сверхтвердый, сверхтекучий, сверхпроводящий. Нет ничего тверже алмаза — он сверхтвердый. Вязкость жидкого гелия на несколько порядков меньше вязкости любой другой жидкости — он сверхтекучий. Точность

24