Bagaimana mesin dibuat semakin akurat?

Membuat mesin yang sangat akurat sepertinya masalah ayam dan telur. Bagaimana Anda membuatnya jika Anda belum memilikinya?

Misalnya, bagaimana kepala pengindeksan pertama dibuat tanpa kepala pengindeksan untuk membuat pelat pengindeksan? Bagaimana bubut pertama dibuat tanpa bubut untuk membuat gelendong? Apakah ini merupakan proses berulang di mana Anda mulai dengan sesuatu buatan tangan, dan setiap mesin dapat membuatnya satu lebih baik dari yang terakhir? Saya kira konstruksi geometris adalah sumber akurasi beberapa mesin primitif. Tapi bagaimana Anda bisa mendapatkan sesuatu seperti sekrup presisi yang dibutuhkan untuk mesin bubut atau mikrometer yang akurat?

Sebelum mesin yang sangat akurat dibuat, mereka terlebih dahulu memiliki alat pengukur yang sangat akurat.

Saya akan menggunakan "mesin bubut pertama" sebagai contoh. Kasur bubut harus sangat rata, karena bagian mesin yang lain dapat dikalibrasi dengannya. Salah satu cara yang dapat dilakukan dengan cara itu adalah dengan meletakkan alas yang tidak lurus di atas permukaan yang lebih rata, dan mengikis noda-noda tinggi pada alas bubut sampai bertemu dengan sempurna.

Pelat permukaan datar pasti berasal dari suatu tempat, dan dari apa yang saya ingat mereka membuatnya dengan mengambil setidaknya 3 piring agak datar dan menjilat mereka satu sama lain. Akhirnya semua pelat akan menjadi sangat rata.

Dengan permukaan yang cukup rata Anda dapat membuat alat pengukur yang sangat lurus, pasangkan dengan pengukur permukaan yang sederhana dan Anda dapat mulai memproduksi item dengan permukaan yang sangat paralel. Menggulung bilah bundar di piring dapat memeriksa seberapa lurus itu, dan pengukur permukaan dapat mendeteksi lancip.

Sekarang dengan bilah bundar lurus Anda dapat menggunakannya untuk menyelaraskan sumbu rotasi ke alas bubut, sehingga menciptakan bubut rudimenter pertama.

Bantalan bubut yang akurat mungkin dilakukan dengan cara bantalan babbitt di mana Anda memegang poros / bagian berputar di tempat dan melemparkan bantalan dari timah cair di sekitar batang, kemudian Anda dengan paksa memutar batang agar menghasilkan bantalan jarak bebas yang hampir nol. Cukup akurat jika dilakukan dengan benar dan dapat menangani sedikit ketidaksejajaran lubang yang dibor di kepala bubut dan sumbu rotasi.

Ini adalah proses pemikiran aktual yang diucapkan lantang oleh Feynman dalam makalahnya yang terkenal. Ada banyak ruang di bagian bawah , pada tahun 1959.

Inilah bagian terkait:

Seratus tangan mungil

Ketika saya membuat set pertama "tangan" budak pada skala seperempat, saya akan membuat sepuluh set. Saya membuat sepuluh set "tangan," dan saya memasangkannya ke tuas asli saya sehingga mereka masing-masing melakukan hal yang persis sama pada saat yang bersamaan secara paralel. Sekarang, ketika saya membuat perangkat baru saya seperempat lagi sebagai kecil, saya membiarkan masing-masing memproduksi sepuluh salinan, sehingga saya akan memiliki seratus "tangan" pada ukuran 1/16.

Di mana saya akan meletakkan jutaan bubut yang akan saya miliki? Mengapa, tidak ada apa-apa di sana; volumenya jauh lebih sedikit daripada bahkan satu bubut skala penuh. Misalnya, jika saya membuat satu miliar bubut kecil, masing-masing 1/4000 dari skala mesin bubut biasa, ada banyak bahan dan ruang yang tersedia karena dalam miliar kecil mesin bubut ada kurang dari 2 persen bahan dalam satu bubut besar. .

Anda tahu, itu tidak memerlukan biaya apa pun. Jadi saya ingin membangun satu miliar pabrik kecil, model satu sama lain, yang memproduksi secara bersamaan, mengebor lubang, menginjak bagian, dan sebagainya.

Seluruh kertas layak dicerna sepenuhnya, karena menulis tentang beberapa proses pembuatan potensial, yaitu:

• Miniaturisasi oleh penguapan
• Mengatur ulang atom

Untuk banyak detail tentang membangun alat-alat mesin yang akurat dari awal, bacalah "Yayasan Akurasi Mekanik" yang sangat bagus dan terperinci oleh Wayne R. Moore. Ini buku tua dan ada banyak salinan jika Anda menggunakan mesin pencari web favorit Anda.

Prinsip dasar untuk meningkatkan akurasi adalah lapping dan perbandingan permukaan.

Dari memori, beberapa langkah utama Moore adalah:

• Memukul rata 3 pelat permukaan satu sama lain untuk membentuk pelat permukaan utama
• Menyalin tepi lurus dari pelat permukaan master
• Gerinda terpusat untuk membuat silinder pertama
• Lapping silinder untuk memperbaiki silinder
• Memukul ulir sekrup akurat dari sekrup awal kasar

Karena banyak alat modern saat ini diproduksi menggunakan (salinan sebelumnya) alat "sama", "Bagaimana yang pertama dibuat?" dapat dilihat sebagai semacam masalah ayam dan telur .

Salah satu cara untuk mem-bootstrap mesin akurat dari alat yang relatif kasar dan kasar dijelaskan dalam buku "Bangun Toko Logam Bekas Sendiri Dari Scrap" oleh David J. Gingery , bagian dari Seri Bangun Toko Bengkel Logam Sendiri .

Terkait: Mesin Gingery dan proyek bubut Morgan Demers dan Membangun Bubut Sendiri ( Pengerjaan Logam ) . Lebih jauh terkait: Perakitan Diri .