طراحی کله گی کروی ماشین ابزار فوق دقیق برای ماشین کاری نانومتریک و نیروهای وارد بر آن

کاربرد ماشین های ابزار فوق دقیق (Ultra precision machines) در صنایع پیشرفته روزبه روز اجتناب ناپذیرتر می گردد. تولید و تراش تجهیزات نوری توسط این ماشین ها صورت می گیرد. به دلیل ترد بودن قطعه کار در قطعات نوری Optic وصافی سطح بالای مورد نیاز، اینگونه قطعات بسیار حساس هستند و در هنگام ماشین کاری ترکهای مختلفی در آنها ایجاد می شود که باعث بوجود آمدن سطحی با صافی بسیار کم می شود. بنابراین ماشین کاری این نوع مواد توسط فرآیند ماشین کاری با ماشین های فوق دقیق انجام می شود. یکی از اجزائی که در ساختمان اینگونه ماشینها استفاده میشود، کله گی آنهاست که حرکت دورانی را تامین میکند. کله گی Spindle بر اساس سیستم های آئرو استاتیک و با شکل های مخروطی، استوانه ای، کف گرد و .... طراحی و ساخته میشوند. در تمامی این کله گی ها دو عضو استاتور و روتور وجود دارند که با حفظ فاصله ای در حدود چند میکرون در مجاورت هم دوران میکنند. در این تحقیق سعی بر آن بوده است که با طراحی کله گی به صورت یک حجم کروی بتوان متغیر های ورودی و خروجی را بهبود بخشیده و عملکرد و همچنین سرعت دورانی را بالاتر برد. در این راستا با استفاده از معادلات ناویر- استوکس و نیز پیوستگی میزان بار قابل حمل توسط این کله گی بدست آورده شد. همچنین توسط نرم افزارهای سیالاتی مقایسه ای بین کله گی کروی و کله گی استوانه ای صورت گرفت.