精密機(jī)床為什么需求刮研？難道人比機(jī)器還厲害嗎?

當(dāng)你經(jīng)過(guò)一家工具機(jī)制造廠，看到技師們用手藝刮研的時(shí)候，你會(huì)禁不住地納悶道："他們真的能靠著刮研來(lái)改進(jìn)目前這些經(jīng)過(guò)機(jī)器加工的外表嗎？（人會(huì)比機(jī)器還要厲害嗎？）"

假如你指的純粹是它的外表，那么咱們的答案是"不能"，咱們不會(huì)做得更漂亮，但為什么還要去刮研？當(dāng)然有它的理由，其間一個(gè)理由是人的因素：工具機(jī)的意圖是用來(lái)制造其它的工具機(jī)，但它永遠(yuǎn)無(wú)法仿制出一個(gè)比原件還要精確的產(chǎn)品。因而，想要做出一個(gè)比原來(lái)的機(jī)器還要精確的機(jī)器，就必須要有新的一個(gè)起點(diǎn)，也便是說(shuō)，咱們必須從人為的盡力開(kāi)端，就這個(gè)事例來(lái)說(shuō)，人為的盡力指的便是用手藝來(lái)刮研。

刮研并不是"徒手"、"隨心所欲"的作業(yè)，它其實(shí)是一種仿制的辦法，幾近完美地仿制出母體，這個(gè)母體是一個(gè)規(guī)范平面，也是用手藝打造出來(lái)的。

刮研盡管辛苦費(fèi)力，但它卻是一項(xiàng)技藝（藝術(shù)層級(jí)的技能）；要訓(xùn)練出一個(gè)刮研師傅或許比訓(xùn)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)，特別是評(píng)論"為何要刮研”這方面的資料更少。這也許便是刮研被視為一門藝術(shù)的原因吧。

01

從何處開(kāi)端？　

假如一位制造者決定用磨床來(lái)研磨而不必刮研，他的“母機(jī)”磨床的導(dǎo)軌的精確度必須要高于新做的磨床。

那么，第一部數(shù)控加工中心機(jī)器的精確度來(lái)自哪里呢？

必定是來(lái)自一部更精確的機(jī)器，或許要依賴一個(gè)能發(fā)生真實(shí)平坦外表的其它辦法，也或許便是從一個(gè)已經(jīng)做得很好的平坦外表仿制而來(lái)。

咱們能夠用三種畫圓圈的辦法來(lái)闡明外表的發(fā)生進(jìn)程（盡管圓圈是線條而不是外表，但能夠引用來(lái)闡明觀念）。一個(gè)工匠能夠用一個(gè)普通的圓規(guī)畫出一個(gè)完美的圓圈；假如他用鉛筆沿著塑料模版上的一個(gè)圓洞描繪的話，他就會(huì)把圓洞不精確的當(dāng)?shù)叵?shù)仿制出來(lái)；假如他是徒手畫圓的話，圓圈的精確度就決定于他有限的技巧了。

理論上，一個(gè)完美平坦的外表能夠由三個(gè)外表的替換磨擦（抹磨Lapping）而發(fā)生。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，咱們權(quán)且用三塊各有一個(gè)適當(dāng)平坦面的巖石加以闡明。假如你以隨機(jī)的次序替換磨擦這三個(gè)平面，你會(huì)把這三個(gè)平面磨得越來(lái)越平坦。假如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(duì)。在實(shí)務(wù)上，除了會(huì)運(yùn)用刮研代替（抹磨Lapping）之外，也會(huì)遵循一個(gè)清晰的配對(duì)次序，刮研師傅一般都用這個(gè)規(guī)矩來(lái)做他要運(yùn)用的規(guī)范治具（直規(guī)或平板）。

數(shù)控加工中心在運(yùn)用時(shí)，刮研師傅會(huì)先把顯色劑涂在規(guī)范治具上，然后把它放在工件外表上滑動(dòng)，讓需求被鏟掉的當(dāng)?shù)仫@露出來(lái)。他一向重復(fù)這個(gè)動(dòng)作，工件外表就會(huì)越來(lái)越接近規(guī)范治具，最終能很完美地仿制出跟規(guī)范治具相同的著作。

要刮研的鑄件一般都是先用銑削加工到比終究尺度多千分之幾的規(guī)模之后，送去熱處理，把殘余的壓力釋放出來(lái)，然后在刮研之前送回來(lái)做精修外表的研磨。盡管刮研要耗費(fèi)許多時(shí)刻和高勞力本錢，但刮研能夠代替需求高設(shè)備本錢的制程，若不想用刮研作業(yè)來(lái)代替，工件就必須用精度很高并且很昂貴的機(jī)器來(lái)進(jìn)行最終的精修加工。

在最終階段做精修加工除了牽涉到高本錢的設(shè)備以外，還有一個(gè)因素需求考慮：數(shù)控加工中心零件加工時(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(dāng)加工達(dá)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歪曲，以至于危及工件在松開(kāi)夾持力之后的精確度；加工時(shí)發(fā)生的熱也會(huì)造成工件的歪曲。

這便是刮研的許多長(zhǎng)處之一，刮研既沒(méi)有夾持作用力，它所發(fā)生的熱也簡(jiǎn)直等于零。大型工件是用三個(gè)點(diǎn)來(lái)支撐，以確保它不會(huì)因自身的重量而變形。

工具機(jī)的刮研軌跡磨損時(shí)，它還能夠透過(guò)再刮研從頭批改，跟把機(jī)器丟棄或許送廠拆卸再加工來(lái)比，這是一個(gè)很大的長(zhǎng)處。

當(dāng)一個(gè)工具機(jī)的軌跡需求再刮研時(shí)，這個(gè)作業(yè)可由工廠的修理人員擔(dān)任，但咱們也能夠在當(dāng)?shù)卣胰藖?lái)做再刮研的作業(yè)。

在某些狀況下，能夠運(yùn)用手動(dòng)刮研和電動(dòng)刮研來(lái)取得最終需求的幾許精度。假如有一組作業(yè)臺(tái)和鞍座的軌跡已經(jīng)刮平，并且精度已經(jīng)符合要求，卻發(fā)現(xiàn)作業(yè)臺(tái)對(duì)主軸的平行度不合規(guī)則（要花許多功夫去糾正），你能想象只用一個(gè)刮研機(jī)，在不損失平坦度，又能適當(dāng)?shù)丶m正對(duì)位誤差的狀況下，能夠在正確的位置上去除正確數(shù)量的金屬，需求什么程度的技能嗎？

這當(dāng)然不是刮研的開(kāi)始意圖，也不應(yīng)該做為糾正大型對(duì)位誤差的辦法，可是，一個(gè)技能純熟的刮研師傅，卻能夠在令人驚奇的短時(shí)刻內(nèi)完結(jié)這一類的糾正。這種辦法盡管需求熟練的技能，但比起把一大堆零件都加工到十分精確，或?yàn)榱吮苊鈱?duì)位誤差而去做一些可靠或可調(diào)整的規(guī)劃來(lái)說(shuō)，這種辦法更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

02

光滑的改進(jìn)　

實(shí)務(wù)經(jīng)歷證明刮研軌跡能夠透過(guò)較佳質(zhì)量的光滑而減少磨擦，但大家對(duì)其原因?yàn)楹螀s無(wú)所適從。最遍及的意見(jiàn)是，刮研低點(diǎn)（或更清晰的說(shuō)法，削出來(lái)的凹坑，為光滑而多做的油袋）供給了許多細(xì)小的儲(chǔ)油口袋，這些油會(huì)被周遭許多細(xì)小的高點(diǎn)刮出來(lái)。

另一種邏輯化的說(shuō)法是，它讓咱們能持續(xù)地堅(jiān)持一層油膜，讓移動(dòng)件浮在油膜上，這是所有光滑的目標(biāo)。這種狀況之所以發(fā)生的主要理由是，這些不規(guī)矩的油袋構(gòu)成了許多留油的空間，讓油不容易跑掉。光滑的理想狀況是在兩個(gè)完美的滑潤(rùn)外表間保持一層油膜，但這時(shí)你又得處理避免油流出的問(wèn)題，或許需求盡快地加以彌補(bǔ)。（軌跡面上不管有沒(méi)有鏟花，一般都會(huì)為了協(xié)助油的散布而制作油溝）。

這樣的說(shuō)法會(huì)讓人質(zhì)疑觸摸面積的作用問(wèn)題。刮研減少了觸摸面積，但卻會(huì)構(gòu)成均勻的散布，而散布才是重點(diǎn)。兩個(gè)匹配外表越平坦，觸摸面的散布就越平均。但機(jī)械學(xué)中有一個(gè)“沖突力與面積無(wú)關(guān)”的原理，這句話的意思是，無(wú)論觸摸的面積是10或100平方英寸，都需求相同的作用力才能移動(dòng)作業(yè)臺(tái)。（磨耗則又是別的一回事，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，咱們所追求的是更優(yōu)秀的光滑作用，而不是更多或更少的觸摸面積。假如光滑作用完美無(wú)瑕的話，軌跡面就永遠(yuǎn)不會(huì)磨損。假如一個(gè)作業(yè)臺(tái)隨著磨損而有移動(dòng)困難的景象，這可能是與光滑有關(guān)，而無(wú)關(guān)乎觸摸的面積。

03

刮研是怎樣做的？　

在找出必須刮除的高點(diǎn)之前，先把顯色劑涂在規(guī)范治具上（平板或要鏟V型軌時(shí)的直規(guī)治具），再把涂有顯色劑的規(guī)范治具在要鏟的軌跡面上沖突，顯色劑就會(huì)轉(zhuǎn)移到軌跡面的高點(diǎn)上，接著再用一個(gè)特別的刮研工具把顯色的高點(diǎn)根除。這樣的動(dòng)作要一向重復(fù)，直到軌跡面上呈現(xiàn)出均勻共同的轉(zhuǎn)移為止。

一個(gè)刮研師傅當(dāng)然要懂得各種技能。我在這里先談其間的兩種。

第一個(gè)，咱們?cè)谧鲲@色的動(dòng)作之前，一般會(huì)用一把鈍銼刀輕輕地在工件外表磨擦，來(lái)去除毛邊。

第二個(gè)，要用刷子或手擦洗外表，絕對(duì)不要用破布擦洗。假如運(yùn)用布來(lái)擦洗，布留下的細(xì)麻線，就會(huì)在下一次做高點(diǎn)顯色時(shí)造成誤導(dǎo)性的標(biāo)明。

刮研師傅自己會(huì)用規(guī)范治具與軌跡面比對(duì)的方式來(lái)檢查自己的著作，查驗(yàn)的人只需告知刮研師傅何時(shí)能夠停止作業(yè)就夠了，不必為刮研進(jìn)程操心。（刮研師傅能夠?qū)ψ约旱淖鳂I(yè)質(zhì)量擔(dān)任）

曩昔咱們都有一套規(guī)范，規(guī)則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觸摸率；但咱們發(fā)現(xiàn)檢查觸摸面積簡(jiǎn)直是一件不可能的事，并且現(xiàn)在都由刮研師傅來(lái)決定每平方英寸應(yīng)有的點(diǎn)數(shù)?？倸w，刮研師傅一般都會(huì)盡力達(dá)到每平方英寸20~30個(gè)點(diǎn)的規(guī)范。

現(xiàn)在的刮研進(jìn)程中，一些整平的作業(yè)都運(yùn)用電動(dòng)刮研機(jī)，它們也是一種手藝刮研，但能夠排除一些吃力的作業(yè)，讓刮研作業(yè)比較不會(huì)那么累。當(dāng)你在進(jìn)行最精密的組配作業(yè)時(shí)，手動(dòng)刮研發(fā)生的感覺(jué)仍然是無(wú)以代替的。

04

弧形斑紋基本刮法

弧形斑紋刮削要領(lǐng)：因?yàn)楣蜗鳁l件和操作辦法的不同，所刮出的弧形斑紋的形狀大小和弧形夾角也有適當(dāng)?shù)母淖?。一是要注意挑選合適的刮刀，因?yàn)榈额^部分的寬窄、厚薄、刀刃圓弧半徑及楔角的大小對(duì)弧形斑紋的形狀都有必定影響；二是在刮削時(shí)要能夠操控扭腕動(dòng)作的起伏和推刮行程的長(zhǎng)短；三是要使用刀頭部分的彈性作用，一般而言，扭腕動(dòng)作的起伏越大、推刮行程越短，所刮出的弧形斑紋的夾角就越小、形狀也越小，如上圖c所示。

（1）月亮斑紋及刮法

刮花前要在工件外表用鉛筆劃出必定距離的方格。

刮花時(shí)選用圓弧刃精刮刀，刀身平面中心線與工件外表縱向中心線成45°角，從工件的前面向后邊進(jìn)行刮削。

（2）燕子斑紋及刮法

燕子斑紋如下圖所示。刮花前要在工件外表用鉛筆劃出必定距離的方格。刮花時(shí)選用圓弧刃精刮刀，刀身平面中心線與工件外表縱向中心線成45°角，從工件的前面向后邊進(jìn)行刮削。常見(jiàn)的刮法是：

3. 波濤斑紋及刮法

波濤斑紋如下圖a所示。刮花前要在工件外表用鉛筆劃出必定距離的方格。刮花時(shí)，刀身平面中心線要平行于工件外表縱向中心線，從工件的后邊向前面進(jìn)行刮削?；竟畏ㄊ牵哼x用豁口刮刀進(jìn)行刮削，挑選好落刀位置（一般挑選交點(diǎn)處），落刀后即向左邊斜向移動(dòng)推刮，當(dāng)達(dá)到必定長(zhǎng)度時(shí)（一般挑選交點(diǎn)處）緊接著向右側(cè)斜向移動(dòng)推刮至必定位置后起刀，如下圖b所示。

挑選好落刀位置（一般挑選交點(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(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)視點(diǎn)一般有90°和135°兩種。正確的扇形斑紋如上圖c所示，因?yàn)橛昧Σ划?dāng)，容易造成兩頭一起刮削，構(gòu)成如上圖d所示的斑紋，這樣所刮出的斑紋痕跡會(huì)過(guò)淺，屬于不正確的斑紋。