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什么是铲花?为什么精密机床要铲花?


作者:YuLong  发表时间:  所属分类:行业知识

也可以消除由夹持力和热能所造成的偏差。铲花的轨道比较不会磨耗─这要归功于优良的润滑效果。铲花技术人员需要懂得许多种技术,但唯有经验才干让他掌握达到那种精确整平的 铲花是一种比木雕还要难的技艺,精密工具机能有基本准确度的起点 铲花排除了对其他工具机的依赖。

看到技师们用手工在做铲花的时候, 当你经过一CNC加工厂。会禁不住地纳闷道:他真的能靠着铲花来改善目前这些经过机器加工的外表吗?人会比机器还要厉害吗?如果你指的地道是外表,那么我答案是不能,不会做得更漂亮,但为什么还要去铲花?当然有它理由,其中一个理由是人的因素:工具机的目的用来制造其它工具机,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,就必需要有新的一个起点,也就是说,必需从人为的努力开始;就这个案例来说,人为的努力指的就是用手工来铲花。

其实是一种复制的方法,  铲花并不是徒手、随心所欲的作业。几近完美地复制出母体,这个母体是一个标准平面,也是用手工打造进去的

但它却是一项技艺(艺术层级的技术);要训练出一个铲花师傅或许比训练出木雕师傅更不容易,铲花虽然辛苦费力。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。

从何处开始?

母机磨床的导轨的精确度必需要高于新做的磨床。那么,  如果一位制造者决定用磨床来研磨而不用铲花。第一部机器的精确度来自哪里呢?必定是来自一部更精确的机器,或者要依赖一个能发生真正平整外表的其它方法,也或许就是从一个已经做得很好的平整外表复制而来。

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,  可以用三种画圆圈的方法来说明表面的发生过程(虽然圆圈是线条而不是外表。就会把圆洞不准确的地方全部复制进去;如果他徒手画圆的话,圆圈的准确度就决定于他有限的技巧了

一个完美平整的外表可以由三个表面的交替磨擦(抹磨Lap而产生。为了简单起见,  理论上。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,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,就会得到一个一凹一凸的交配对。实务上,除了会使用铲花取代(抹磨Lap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规范治具(直规或平板)

铲花师傅会先把显色剂涂在规范治具上,使用时。然后把它放在工件外表上滑动,让需要被铲掉的地方显露进去。一直重复这个动作,工件外表就会越来越接近规范治具,最后能很完美地复制出跟规范治具一样的作品。

送去热处理,  要铲花的铸件通常都是先用铣削加工到比最终尺寸多千分之几的范围之后。把残余的压力释放进去,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,工件就必需用精度很高而且很昂贵的机器来进行最后的精修加工。

还有一个因素需要考虑,  最后阶段做精修加工除了牵涉到高成本的设备以外。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。

铲花既没有夹持作用力,这就是铲花的许多优点之一。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。

还可以透过再铲花重新修正,  工具机的铲花轨道磨损时。跟把机器丢弃或者送厂装配再加工来比,这是一个很大的优点。

这个工作可由工厂的维修人员担任,  当一个工具机的轨道需要再铲花时。但我也可以在当地找人来做再铲花的工作。

可以使用手动铲花和电动铲花来获得最后需要的几何精度。如果有一组工作台和鞍座的轨道已经铲平,  某些情况下。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)能想象只用一个铲花机,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,需要什么水平的技术吗?

但是一个技术纯熟的铲花师傅,  这当然不是铲花的最初目的也不应该做为矫正大型对位误差的方法。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。

润滑的改善


但大家对其原因为何却莫衷一是最普遍的意见是铲花低点(或更明确的说法,  实务经验证明铲花轨道可以透过较佳质量的润滑而减少磨擦。削出来的凹坑,为润滑而多做的油袋)提供了许多微小的储油口袋,这些油会被周遭许多微小的高点刮出来。

让移动件浮在油膜上,  另一种逻辑化的说法是让我能继续地坚持一层油膜。这是所有润滑的目标。这种情况之所以发生的主要理由是这些不规则的油袋形成了许多留油的空间,让油不容易跑掉。润滑的理想情况是两个完美的平滑外表间维持一层油膜,但这时你又得处置防止油流出的问题,或者需要尽快地加以补充。轨道面上不管有没有铲花,通常都会为了协助油的分布而制作油沟)

但却会形成均匀的分布,  这样的说法会让人质疑接触面积的效果问题。铲花减少了接触面积。而分布才是重点。两个匹配外表越平整,接触面的分布就越平均。但机械学中有一个摩擦力与面积无关的原理,这句话的意思是无论接触的面积是10或100平方英吋,都需要相同的作用力才干移动工作台。摩耗则又是另外一回事,相同载重下的面积越小,摩耗的速度就越快。

而不是更多或更少的接触面积。如果润滑效果完美无瑕的话,  要说的重点是所追求的更优良的润滑效果。轨道面就永远不会磨损。如果一个工作台随着磨损而有移动困难的情形,这可能是与润滑有关,而无关乎接触的面积。

铲花是怎么做的


而是要让各位对铲花的过程有一个概念。虽然实际的操作比较困难,  此一节的目的并不在于教导铲花的艺术。但操作背后的观念却是相当容易。

先把显色剂涂在规范治具上(平板或要铲V型轨时的直规治具)再把涂有显色剂的规范治具在要铲的轨道面上摩擦,  找出必须刮除的高点之前。显色剂就会转移到轨道面的高点上,接着再用一个特别的铲花工具把显色的高点根除。这样的动作要一直重复,直到轨道面上呈现出均匀一致的转移为止。

做显色的动作之前,  一个铲花师傅当然要懂得各种技术。这里先谈其中的两种。第一个。通常会用一把钝锉刀轻轻地在工件表面磨擦,来去除毛边。第二个,要用刷子或手擦拭表面,绝对不要用破布擦拭。如果使用布来擦拭,布留下的细麻线,就会在下一次做高点显色时造成误导性的标示。

检验的人只要告诉铲花师傅何时可以停止作业就够了不必为铲花过程费心。铲花师傅可以对自己的工作质量负责)   铲花师傅自己会用规范治具与轨道面比对的方式来检查自己的作品。

规定每一平方英吋该有几个高点,   过去我都有一套标准。以及总面积该有多少百分比的接触率;但我发现检查接触面积几乎是一件不可能的事,而且现在都由铲花师傅来决定每平方英吋应有的点数。总之,铲花师傅一般都会努力达到每平方英吋20~30个点的规范。

一些整平的作业都使用电动铲花机,  现在铲花过程中。也是一种手工铲花,但可以排除一些吃力的工作,让铲花作业比较不会那么累。当你进行最精细的组配作业时,手动铲花仍然是无以取代的

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