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          精密機床為什么都要手工刮研鏟刮?

          作者:鑫精誠量具 發(fā)布時(shí)間:2023-02-26 19:04:06點(diǎn)擊:2060

          刮研鏟刮是一種比木雕還要難的技藝,它是精密工具機能有基本準確度的起點(diǎn),刮研鏟刮排除了我們對其他工具機的依賴(lài),也可以消除由夾持力和熱能所造成的偏差。

          刮研鏟刮的軌道比較不會(huì )磨損,這要歸功于優(yōu)良的潤滑效果。刮研鏟刮技術(shù)人員需要懂得許多種技術(shù),但唯有經(jīng)驗才能讓他掌握達到那種精確整平的感覺(jué)。

          當你經(jīng)過(guò)一家工具機制造廠(chǎng),看到技師們用手工 刮研鏟刮的時(shí)候,你會(huì )禁不住地納悶道: "他們真的能靠著(zhù)刮研鏟刮來(lái)改善目前這些經(jīng)過(guò)機器加工的表面嗎?(人會(huì )比機器還要厲害嗎?)"

          如果你指的純粹是它的外表,那么我們的答案是"不能",我們不會(huì )做得更漂亮,但為什么還要去刮研鏟刮? 當然有它的理由,其中一個(gè)理由是人的因素:工具機的目的是用來(lái)制造其它的工具機,但它永遠無(wú)法 ** 出一個(gè)比原件還要準確的產(chǎn)品。因此,想要做出一個(gè)比原來(lái)的機器還要準確的機器,就必須要有新的一個(gè)起點(diǎn),也就是說(shuō),我們必須從人為的努力開(kāi)始,就這個(gè)案例來(lái)說(shuō),人為的努力指的就是用手工來(lái) 刮研鏟刮。

          刮研鏟刮并不是"徒手"、"隨心所欲" 的作業(yè),它其實(shí)是一種 ** 的方法,幾近完美地 ** 出母體,這個(gè)母體是一個(gè)標準平面,也是用手工打造出來(lái)的。

          刮研鏟刮雖然辛苦費力,但它卻是 一項技藝(藝術(shù)層級的技術(shù));要訓練出一個(gè) 刮研鏟刮師傅或許比訓練出木雕師傅更不容易,市面上探討這一個(gè)主題的書(shū)籍并不多見(jiàn),特別是討論 "為何要刮研鏟刮”這方面的資料更少。 這也許就是 刮研鏟刮被視為一門(mén)藝術(shù)的原因吧 。

          從何處開(kāi)始?

          如果一位制造者決定用磨床來(lái)研磨而不用刮研鏟刮,他的“ 母機”磨床的導軌的精確度必須要高于新做的磨床。

          那么,第一部機器的精確度來(lái)自哪里呢?

          必然是來(lái)自一部更精確的機器,或者要依賴(lài)一個(gè)能產(chǎn)生真正平整表面的其它方法,也或許就是從一個(gè)已經(jīng)做得很好的平整表面而來(lái)。

          我們可以用三種畫(huà)圓圈的方法來(lái)說(shuō)明表面的產(chǎn)生過(guò)程(雖然圓圈是線(xiàn)條而不是表面,但可以引用來(lái)說(shuō)明觀(guān)念 )。一個(gè)工匠可以用一個(gè)普通的圓規畫(huà)出一個(gè)完美的圓圈;如果他用鉛筆沿著(zhù)塑料模版上的一個(gè)圓洞描繪的話(huà),他就會(huì )把圓洞不準確的地方全部 ** 出來(lái);如果他是徒手畫(huà)圓的話(huà),圓圈的準確度就決定于他有限的技巧了。

          理論上,一個(gè)完美平整的表面可以由三個(gè)表面的交替磨擦而產(chǎn)生。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn),我們姑且用三塊各有一個(gè)相當平坦面的巖石加以說(shuō)明。如果你以隨機的順序交替磨擦這三個(gè)平面,你會(huì )把這三個(gè)平面磨得越來(lái)越平整。如果你只用兩塊巖石磨擦,你就會(huì )得到一個(gè)一凹一凸的交配對。在實(shí)務(wù)上,除了會(huì )使用 刮研鏟刮取代(抹磨Lapping )之外,也會(huì )遵循一個(gè)明確的配對順序, 刮研鏟刮師傅一般都用這個(gè)規則來(lái)做他要使用的標準治具(直規或平板)。

          在使用時(shí), 刮研鏟刮師傅會(huì )先把 顯色劑涂在標準治具上,然后把它放在工件表面上滑動(dòng),讓需要被鏟掉的地方顯露出來(lái)。他一直重復這個(gè)動(dòng)作,工件表面就會(huì )越來(lái)越接近標準治具,最后能很完美地 ** 出跟標準治具一樣的作品。

          要刮研鏟刮的鑄件通常都是先用 銑削加工到比最終尺寸多千分之幾的范圍之后,送去熱處理,把殘余的壓力釋放出來(lái),然后在 刮研鏟刮之前送回來(lái)做 精修表面的研磨。雖然 刮研鏟刮要耗費許多時(shí)間和高勞力成本,但 刮研鏟刮可以取代 需要高設備成本的制程,若不想用 刮研鏟刮作業(yè)來(lái)替代,工件就必須用 精度很高而且很昂貴的機器來(lái)進(jìn)行最后的精修加工。

          在最后階段做精修加工除了牽涉到高成本的設備以外,還有一個(gè)因素需要考慮:零件加工時(shí),特別是大型鑄件,往往必需進(jìn)行一些重力夾持的動(dòng)作,當加工達到千分之幾的精密度時(shí),這種夾持的作用力往往造成工件的扭曲,以至于危及工件在松開(kāi)夾持力之后的準確度;加工時(shí)產(chǎn)生的熱也會(huì )造成工件的扭曲。

          這就是刮研鏟刮的許多優(yōu)點(diǎn)之一,刮研鏟刮既沒(méi)有夾持作用力,它所產(chǎn)生的熱也幾乎等于零。大型工件是用三個(gè)點(diǎn)來(lái)支撐,以確保它不會(huì )因本身的重量而變形。

          工具機的刮研鏟刮軌道磨損時(shí),它還可以透過(guò)再刮研鏟刮重新修正,跟把機器丟棄或者送廠(chǎng)拆卸再加工來(lái)比,這是一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)。

          當一個(gè)工具機的軌道需要再刮研鏟刮時(shí),這個(gè)工作可由工廠(chǎng)的維修人員擔任,但我們也可以在當地找人來(lái)做再 刮研鏟刮的工作。

          在某些情況下,可以使用手動(dòng) 刮研鏟刮和電動(dòng)刮研鏟刮來(lái)獲得最后需要的幾何精度。 如果有一組工作臺和鞍座的軌道已經(jīng)刮平,而且精度已經(jīng)符合要求,卻發(fā)現工作臺對主軸的平行度不合規定(要花很多功夫去矯正),你能想象只用一個(gè) 刮研鏟刮機,在不喪失平整度,又能適當地糾正對位誤差的情況下,可以在正確的位置上去除正確數量的金屬,需要什么程度的技術(shù)嗎?

          這當然不是刮研鏟刮的最初目的 ,也不應該做為矯正大型對位誤差的方法,但是,一個(gè)技術(shù)純熟的刮研鏟刮師傅,卻可以在令人驚訝的短時(shí)間內完成這一類(lèi)的矯正。這種方法雖然需要熟練的技術(shù),但比起把一大堆零件都加工到非常準確,或為了防止對位誤差而去做一些可靠或可調整的設計來(lái)說(shuō),這種方法更加經(jīng)濟實(shí)惠。

          潤滑的改善 

          實(shí)務(wù)經(jīng)驗證明 刮研鏟刮軌道可以透過(guò)較佳質(zhì)量的潤滑而減少磨擦 ,但大家對其原因為何卻莫衷一是。最普遍的意見(jiàn)是,刮研鏟刮低點(diǎn)(或更明確的說(shuō)法,削出來(lái)的凹坑,為潤滑而多做的油袋 )提供了許多微小的儲油口袋,這些油會(huì )被周遭許多微小的高點(diǎn)刮出來(lái)。

          另一種邏輯化的說(shuō)法是,它讓我們能持續地保持一層油膜,讓移動(dòng)件浮在油膜上,這是所有潤滑的目標。這種情況之所以發(fā)生的主要理由是,這些不規則的油袋形成了許多留油的空間,讓油不容易跑掉。潤滑的理想情況是在兩個(gè)完美的平滑表面間維持一層油膜,但這時(shí)你又得處理防止油流出的問(wèn)題,或者需要盡快地加以補充。(軌道面上不管有沒(méi)有鏟花,通常都會(huì )為了幫助油的分布而制作油溝 )。

          這樣的說(shuō) ** 讓人質(zhì)疑接觸面積的效果問(wèn)題。 刮研鏟刮減少了接觸面積,但卻會(huì )形成均勻的分布,而分布才是重點(diǎn)。兩個(gè)匹配表面越平整,接觸面的分布就越平均。但機械學(xué)中有一個(gè)“摩擦力與面積無(wú)關(guān)”的原理,這句話(huà)的意思是,無(wú)論接觸的面積是10或100平方 英寸,都需要相同的作用力才能移動(dòng)工作臺。(磨耗則又是另外一回事,相同載重下的面積越小,磨耗的速度就越快。)

          我要說(shuō)的重點(diǎn)是,我們所追求的是更優(yōu)良的潤滑效果,而不是更多或更少的接觸面積。如果潤滑效果完美無(wú)瑕的話(huà),軌道面就永遠不會(huì )磨損。如果一個(gè)工作臺隨著(zhù)磨損而有移動(dòng)困難的情形,這可能是與潤滑有關(guān),而無(wú)關(guān)乎接觸的面積。

          刮研鏟刮是怎么做的?

          在找出必須刮除的高點(diǎn)之前,先把顯色劑涂在標準治具上(平板或要鏟V型軌時(shí)的直規治具),再把涂有顯色劑的標準治具在要鏟的軌道面上摩擦,顯色劑就會(huì )轉移到軌道面的高點(diǎn)上,接著(zhù)再用一個(gè)特別的 刮研鏟刮工具把顯色的高點(diǎn)鏟除。這樣的動(dòng)作要一直重復,直到軌道面上呈現出均勻一致的轉移為止。

          一個(gè)刮研鏟刮師傅當然要懂得各種技術(shù)。我在這里先談其中的兩種。

          第一個(gè),我們在做顯色的動(dòng)作之前,通常會(huì )用一把鈍銼刀輕輕地在工件表面磨擦,來(lái)去除毛邊。

          第二個(gè),要用刷子或手擦拭表面,絕對不要用破布擦拭。如果使用布來(lái)擦拭,布留下的細麻線(xiàn),就會(huì )在下一次做高點(diǎn)顯色時(shí)造成誤導性的標示。

          刮研鏟刮師傅自己會(huì )用標準治具與軌道面比對的方式來(lái)檢查自己的作品,檢驗的人只要告訴刮研鏟刮師傅何時(shí)可以停止作業(yè)就夠了,不必為刮研鏟刮過(guò)程費心。(刮研鏟刮師傅可以對自己的工作質(zhì)量負責)

          過(guò)去我們都有一套標準,規定每一平方 英寸該有幾個(gè)高點(diǎn),以及總面積該有多少百分比的接觸率;但我們發(fā)現檢查接觸面積幾乎是一件不可能的事,而且現在都由刮研鏟刮師傅來(lái)決定每平方 英寸應有的點(diǎn)數??傊?,刮研鏟刮師傅一般都會(huì )努力達到每平方英寸20~30個(gè)點(diǎn)的標準。

          現在的刮研鏟刮過(guò)程中,一些整平的作業(yè)都使用電動(dòng)刮研鏟刮機,它們也是一種手工 刮研鏟刮,但可以排除一些吃力的工作,讓刮研鏟刮作業(yè)比較不會(huì )那么累。當你在進(jìn)行最精細的組配作業(yè)時(shí),手動(dòng)刮研鏟刮產(chǎn)生的感覺(jué)仍然是無(wú)以取代的。

          刮研鏟刮的花紋

          花紋的類(lèi)型有很多,在此介紹幾種比較常見(jiàn)花紋類(lèi)型,如弧形花紋、方塊花紋、波浪花紋和扇形花紋,弧形花紋中主要有月亮花紋、燕子花紋。

          1. 弧形花紋 及刮法

          首先用刮刀刃口左側落刀,緊接著(zhù)自左向右斜向刮削(如圖1a所示),同時(shí)左手手腕要扭腕使刀刃順勢作一個(gè)自左向右的圓弧擺動(dòng)(如圖1b所示),使刃口部的刮削從左側過(guò)渡到右側,刀跡縱向長(cháng)度一般為10mm左右,整個(gè)刮削過(guò)程瞬間完成,這樣就可以刮出各種弧形花紋。也可以自右向左斜向刮削,通過(guò)左手手腕在用力下壓的同時(shí)右手扭腕使刀刃順勢作一個(gè)自右向左的圓弧擺動(dòng),使刃口部的刮削從右側過(guò)渡到左側。

          弧形花紋刮削要領(lǐng):由于刮削條件和操作方法的不同,所刮出的弧形花紋的形狀大小和弧形夾角也有相當的變化。一是要注意選擇合適的刮刀,因為刀頭部分的寬窄、厚薄、刀刃圓弧半徑及楔角的大小對弧形花紋的形狀都有一定影響;二是在刮削時(shí)要能夠控制扭腕動(dòng)作的幅度和推刮行程的長(cháng)短;三是要利用刀頭部分的彈性作用,一般而言,扭腕動(dòng)作的幅度越大、推刮行程越短,所刮出的弧形花紋的夾角就越小、形狀也越小,如圖1c所示。

          (1)月亮花紋及刮法 月亮花紋如圖2所示。

          刮花前要在工件表面用鉛筆劃出一定間距的方格。

          刮花時(shí)采用圓弧刃精刮刀,刀身平面中心線(xiàn)與工件表面縱向中心線(xiàn)成45°角,從工件的前面向后面進(jìn)行刮削。

          (2)燕子花紋及刮法 燕子花紋如圖3a所示。刮花前要在工件表面用鉛筆劃出一定間距的方格。刮花時(shí)采用圓弧刃精刮刀,刀身平面中心線(xiàn)與工件表面縱向中心線(xiàn)成45°角,從工件的前面向后面進(jìn)行刮削。常見(jiàn)的刮法是:

          首先第一刀刮出一個(gè)弧形花紋,然后在第一個(gè)弧形花紋稍下的地方刮出第二個(gè)弧形花紋,這樣就可刮出一個(gè)近似燕子的花紋,如圖3 b所示。

          2. 方塊花紋及刮法

          方塊花紋如圖4所示。刮花前要在工件表面用鉛筆劃出一定間距的方格。刮花時(shí),刀身平面中心線(xiàn)與工件表面縱向中心線(xiàn)成45°角,從工件的前面向后面進(jìn)行刮削?;竟畏ㄊ牵翰捎弥本€(xiàn)刃(或大半徑圓弧刃)窄刮刀進(jìn)行短程推刮,刮出第一個(gè)方塊后,應間隔一個(gè)方塊距離即空出一格再刮出第二個(gè)方塊。

          3. 波浪花紋 及刮法

          波浪花紋刮花前要在工件表面用鉛筆劃出一定間距的方格。刮花時(shí),刀身平面中心線(xiàn)要平行于工件表面縱向中心線(xiàn),從工件的后面向前面進(jìn)行刮削?;竟畏ㄊ牵翰捎没砜诠蔚哆M(jìn)行刮削,選擇好落刀位置(一般選擇交點(diǎn)處),落刀后即向左側斜向移動(dòng)推刮,當達到一定長(cháng)度時(shí)(一般選擇交點(diǎn)處)緊接著(zhù)向右側斜向移動(dòng)推刮至一定位置后起刀。

          4.扇形花紋 及刮法

          扇形花紋刮花前要在工件表面用鉛筆劃出一定間距的方格和角度線(xiàn)。刮削扇形花紋要采用鉤頭刮刀,要將刀刃右端磨鋒利,左端稍鈍一點(diǎn),刃線(xiàn)要平直?;竟畏ㄊ牵?br/>

          選擇好落刀位置(一般選擇交點(diǎn)處),左手握在距刀頭50mm處,用力偏左下壓,以刀刃左端為圓心,右手作順時(shí)針?lè )较蛐D,旋轉角度一般有90°和135°兩種。正確的扇形花紋如圖6c所示,由于用力不當,容易造成兩端同時(shí)刮削,形成如圖6d所示的花紋,這樣所刮出的花紋痕跡會(huì )過(guò)淺,屬于不正確的花紋。

          相關(guān)標簽:機床刮研機床鏟刮
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