Prospects for the use of ion-plasma and beam technologies when creating precision assemblies of gyroscopic devices

Abstract

На примере ротора бескарданного электростатического гироскопа рассматри-ваются перспективы использования ионно-плазменных и лучевых технологий при создании прецизионных узлов и обеспечении комплекса функциональных параметров. Предложены технические решения по формированию момента инерции ротора и корректировке его дисбаланса путем напыления покрытия переменной толщины на заготовку ротора, а также по управлению дисбалансом ротора посредством испарения локальной точечной массы. Приведены матема-тические модели управления функциональными параметрами ротора на основе использования ионно-плазменных и лучевых технологий. Представлены ре-зультаты практической апробации разработанных моделей. Ключевые слова: ионно-плазменные технологии, лазерная маркировка, вакуум-ное напыление, гироскопыВведение. В настоящее время в технологии изготовления прецизионных приборов ши-роко применяются ионно-плазменные и лучевые технологии (ИПиЛТ) благодаря высокой концентрации и локальности подводимой энергии, а также незначительному динамическому воздействию на обрабатываемую поверхность. Среди этих технологий можно выделить ла-зерную маркировку [1], ионное травление [2, 3], технологию формирования тонкопленочных покрытий методом катодно-ионной бомбардировки (КИБ) [4,5]. Известны примеры лазерно-го легирования [6] для повышения твердости и износостойкости стальных деталей. Исполь-зование лазерных технологий в различных областях науки и техники [7] позволяет на качест-венно новом уровне решать технологические проблемы маркировки растровых рисунков [1,8,9], в том числе на прецизионных узлах гироскопических приборов [10], в частности сферическом роторе бескарданного электростатического гироскопа (БЭСГ) [11,12].Вместе с тем предложенные в известных исследованиях технические решения имеют преимущественно частный, адресный, характер и относятся к обработке конкретных мате-риалов. При этом определенные обобщения, позволяющие распространить полученные ре-зультаты на более широкий круг технических ситуаций, вполне допустимы. Однако данные по обеспечению точности обработки на уровне сотых и тысячных долей микрометра, необхо-димые при создании перспективных изделий приборостроения, в том числе гироскопических приборов, приводятся лишь в отдельных публикациях [13][14][15][16].Перспективы дальнейшего развития технологий создания гироскопических приборов во многом определяются применением именно ионно-плазменных и лучевых технологий.