精密機床為什么需求刮研？難道人比機器還厲害嗎?

當你經(jīng)過(guò)一家工具機制造廠(chǎng)，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(zhù)刮研來(lái)改進(jìn)目前這些經(jīng)過(guò)機器加工的外表嗎？（人會(huì )比機器還要厲害嗎？）"

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？當然有它的理由，其間一個(gè)理由是人的因素：工具機的意圖是用來(lái)制造其它的工具機，但它永遠無(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)的機器還要精確的機器，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)規范平面，也是用手藝打造出來(lái)的。

刮研盡管辛苦費力，但它卻是一項技藝（藝術(shù)層級的技能）；要訓練出一個(gè)刮研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)，特別是評論"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(mén)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”磨床的導軌的精確度必須要高于新做的磨床。

那么，第一部數控加工中心機器的精確度來(lái)自哪里呢？

必定是來(lái)自一部更精確的機器，或許要依賴(lài)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(huà)圓圈的辦法來(lái)闡明外表的發(fā)生進(jìn)程（盡管圓圈是線(xiàn)條而不是外表，但能夠引用來(lái)闡明觀(guān)念）。一個(gè)工匠能夠用一個(gè)普通的圓規畫(huà)出一個(gè)完美的圓圈；假如他用鉛筆沿著(zhù)塑料模版上的一個(gè)圓洞描繪的話(huà)，他就會(huì )把圓洞不精確的當地悉數仿制出來(lái)；假如他是徒手畫(huà)圓的話(huà)，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)，咱們權且用三塊各有一個(gè)適當平坦面的巖石加以闡明。假如你以隨機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。在實(shí)務(wù)上，除了會(huì )運用刮研代替（抹磨Lapping）之外，也會(huì )遵循一個(gè)清晰的配對次序，刮研師傅一般都用這個(gè)規矩來(lái)做他要運用的規范治具（直規或平板）。

數控加工中心在運用時(shí)，刮研師傅會(huì )先把顯色劑涂在規范治具上，然后把它放在工件外表上滑動(dòng)，讓需求被鏟掉的當地顯露出來(lái)。他一向重復這個(gè)動(dòng)作，工件外表就會(huì )越來(lái)越接近規范治具，最終能很完美地仿制出跟規范治具相同的著(zhù)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。盡管刮研要耗費許多時(shí)刻和高勞力本錢(qián)，但刮研能夠代替需求高設備本錢(qián)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(qián)的設備以外，還有一個(gè)因素需求考慮：數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(cháng)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，跟把機器丟棄或許送廠(chǎng)拆卸再加工來(lái)比，這是一個(gè)很大的長(cháng)處。

當一個(gè)工具機的軌跡需求再刮研時(shí)，這個(gè)作業(yè)可由工廠(chǎng)的修理人員擔任，但咱們也能夠在當地找人來(lái)做再刮研的作業(yè)。

在某些狀況下，能夠運用手動(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)現作業(yè)臺對主軸的平行度不合規則（要花許多功夫去糾正），你能想象只用一個(gè)刮研機，在不損失平坦度，又能適當地糾正對位誤差的狀況下，能夠在正確的位置上去除正確數量的金屬，需求什么程度的技能嗎？

這當然不是刮研的開(kāi)始意圖，也不應該做為糾正大型對位誤差的辦法，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)刻內完結這一類(lèi)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，或為了避免對位誤差而去做一些可靠或可調整的規劃來(lái)說(shuō)，這種辦法更加經(jīng)濟實(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，但大家對其原因為何卻無(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）供給了許多細小的儲油口袋，這些油會(huì )被周遭許多細小的高點(diǎn)刮出來(lái)。

另一種邏輯化的說(shuō)法是，它讓咱們能持續地堅持一層油膜，讓移動(dòng)件浮在油膜上，這是所有光滑的目標。這種狀況之所以發(fā)生的主要理由是，這些不規矩的油袋構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。（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。但機械學(xué)中有一個(gè)“沖突力與面積無(wú)關(guān)”的原理，這句話(huà)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。（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(huà)，軌跡面就永遠不會(huì )磨損。假如一個(gè)作業(yè)臺隨著(zhù)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，先把顯色劑涂在規范治具上（平板或要鏟V型軌時(shí)的直規治具），再把涂有顯色劑的規范治具在要鏟的軌跡面上沖突，顯色劑就會(huì )轉移到軌跡面的高點(diǎn)上，接著(zhù)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，直到軌跡面上呈現出均勻共同的轉移為止。

一個(gè)刮研師傅當然要懂得各種技能。我在這里先談其間的兩種。

第一個(gè)，咱們在做顯色的動(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，絕對不要用破布擦洗。假如運用布來(lái)擦洗，布留下的細麻線(xiàn)，就會(huì )在下一次做高點(diǎn)顯色時(shí)造成誤導性的標明。

刮研師傅自己會(huì )用規范治具與軌跡面比對的方式來(lái)檢查自己的著(zhù)作，查驗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。（刮研師傅能夠對自己的作業(yè)質(zhì)量擔任）

曩昔咱們都有一套規范，規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)現檢查觸摸面積簡(jiǎn)直是一件不可能的事，并且現在都由刮研師傅來(lái)決定每平方英寸應有的點(diǎn)數?？倸w，刮研師傅一般都會(huì )盡力達到每平方英寸20~30個(gè)點(diǎn)的規范。

現在的刮研進(jìn)程中，一些整平的作業(yè)都運用電動(dòng)刮研機，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)：因為刮削條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的改變。一是要注意挑選合適的刮刀，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(cháng)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(xiàn)與工件外表縱向中心線(xiàn)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(xiàn)與工件外表縱向中心線(xiàn)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(xiàn)要平行于工件外表縱向中心線(xiàn)，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，當達到必定長(cháng)度時(shí)（一般挑選交點(diǎn)處）緊接著(zhù)向右側斜向移動(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，旋轉視點(diǎn)一般有90°和135°兩種。正確的扇形斑紋如上圖c所示，因為用力不當，容易造成兩頭一起刮削，構成如上圖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。