为什么精密机床都要手工铲花

作者:正泽机床维修 发布时间:2020-05-06 点击:415 次
为什么精密机床都要手工铲花
当你经过一家工具机制造厂,看到技师们用手工在做铲花的时候,你会禁不住地纳闷道:
"他们真的能靠着铲花来改善目前这些经过机器加工的表面吗?(人会比机器还要厉害吗?)"
如果你指的纯粹是它的外表,那么我们的答案是"不能",我们不会做得更漂亮,但为什么还要去铲花?当然有它的理由,其中一个理由是人的因素:工具机的目的是用来制造其它的工具机,但它永远无法复制出一个比原件还要准确的产品。因此,想要做出一个比原来的机器还要准确的机器,就必须要有新的一个起点,也就是说,我们必须从人为的努力开始;就这个案例来说,人为的努力指的就是用手工来铲花。
铲花并不是"徒手"、"随心所欲"的作业,它其实是一种复制的方法,几近完美地复制出母体,这个母体是一个标准平面,也是用手工打造出来的。
铲花虽然辛苦费力,但它却是一项技艺(艺术层*的技术);要训练出一个铲花师傅或许比训练出木雕师傅更不容易,市面上探讨这一个主题的书籍并不多见,特别是讨论"为何要铲花这方面的资料更少。这也许就是铲花被视为一门艺术的原因吧。
如果一位制造者决定用磨床来研磨而不用铲花,他的“母机”磨床的导轨的精确度必须要高于新做的磨床。
那么,*部机器的精确度来自哪里呢?
必然是来自一部更精确的机器,或者要依赖一个能产生真正平整表面的其它方法,也或许就是从一个已经做得很好的平整表面复制而来。
我们可以用三种画圆圈的方法来说明表面的产生过程(虽然圆圈是线条而不是表面,但可以引用来说明观念)。一个工匠可以用一个普通的圆规画出一个完美的圆圈;如果他用铅笔沿着塑料模版上的一个圆洞描绘的话,他就会把圆洞不准确的地方全部复制出来;如果他是徒手画圆的话,圆圈的准确度就决定于他有限的技巧了。
理论上,一个完美平整的表面可以由三个表面的交替磨擦(抹磨Lapping)而产生。为了简单起见,我们姑且用三块各有一个相当平坦面的岩石加以说明。如果你以随机的顺序交替磨擦这三个平面,你会把这三个平面磨得越来越平整。如果你只用两块岩石磨擦,你就会得到一个一凹一凸的交配对。在实务上,除了会使用铲花取代(抹磨Lapping)之外,也会遵循一个明确的配对顺序,铲花师傅一般都用这个规则来做他要使用的标准治具(直规或平板)。
在使用时,铲花师傅会先把显色剂涂在标准治具上,然后把它放在工件表面上滑动,让需要被铲掉的地方显露出来。他一直重复这个动作,工件表面就会越来越接近标准治具,*后能很完美地复制出跟标准治具一样的作品。
要铲花的铸件通常都是先用铣削加工到比*终尺寸多千分之几的范围之后,送去热处理,把残余的压力释放出来,然后在铲花之前送回来做清修表面的研磨。虽然铲花要耗费许多时间和高劳力成本,但铲花可以取代需要高设备成本的制程,若不想用铲花作业来替代,工件就必须用精度很高而且很昂贵的机器来进行*后的精修加工。
在*后阶段做精修加工除了牵涉到高成本的设备以外,还有一个因素需要考虑,零件加工时,特别是大型铸件,往往必需进行一些重力夹持的动作,当加工达到千分之几的精密度时,这种夹持的作用力往往造成工件的扭曲,以至于危及工件在松开夹持力之后的准确度;加工时产生的热也会造成工件的扭曲。

                                             

这就是铲花的许多优点之一,铲花既没有夹持作用力,它所产生的热也几乎等于零。铸铁是用三个点来支撑,以确保它不会因本身的重量而变形。

工具机的铲花轨道磨损时,它还可以透过再铲花重新修正,跟把机器丢弃或者送厂拆卸再加工来比,这是一个很大的优点。
当一个工具机的轨道需要再铲花时,这个工作可由工厂的维修人员担任,但我们也可以在当地找人来做再铲花的工作。
在某些情况下,可以使用手动铲花和电动铲花来获得*后需要的几何精度。如果有一组工作台和鞍座的轨道已经铲平,而且精度已经符合要求,却发现工作台对主轴的平行度不合规定(要花很多功夫去矫正),你能想象只用一个铲花机,在不丧失平整度,又能适当地纠正对位误差的情况下,可以在正确的位置上去除正确数量的金属,需要什么程度的技术吗?
这当然不是铲花的*初目的,也不应该做为矫正大型对位误差的方法,但是,一个技术纯熟的铲花师傅,却可以在令人惊讶的短时间内完成这一类的矫正。这种方法虽然需要熟练的技术,但比起把一大堆零件都加工到非常准确,或为了防止对位误差而去做一些可靠或可调整的设计来说,这种方法更加经济实惠