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精密机床为什么需要手工刮边?

Jul 04, 2024

刮削是一门比木雕更难的技艺。它是精密机床具备基本精度的起点。刮削消除了我们对其他机床的依赖,也可以消除由于夹紧力和热能造成的偏差。

由于润滑效果极佳,刮削轨道不易磨损。刮平技术人员需要掌握很多技术,但只有经验才能给他们带来精确找平的感觉。

 

当你路过一家机床制造厂,看到技术人员手工刮削时,你不禁会想:

“他们真的可以通过刮削来改善目前机器加工的表面吗?(人能比机器更好吗?)”

如果你纯粹指的是它的外观,那么我们的答案是“不”,我们不会让它变得更漂亮,但为什么我们还要刮呢?当然是有原因的,其中之一就是人的因素:机床的目的是制造其他机床,但它永远无法复制出比原来更精确的产品。因此,如果我们想要制造出比原来更精确的机器,我们必须有一个新的起点,即必须从人的努力开始;在这种情况下,人力指的是手动抓取。

抓取不是“徒手”或“任意”的操作。它实际上是一种复制的方法,几乎完美地复制了母体,母体是标准平面,也是手工制作的。

刮痧虽然辛苦,但却是一门技能(艺术级技术);培养刮削大师也许比培养木雕师更难。市面上探讨这个话题的书籍并不多,尤其是讨论“为什么需要抓取”的资料更少。这可能就是为什么刮擦被视为一门艺术。

 

从哪儿开始?

如果制造商决定使用磨床来磨削而不是刮削,那么他的“母机”磨床的导轨必须比新磨床更精确。

那么第一台机器的精度从何而来呢?

它必须来自更精确的机器,或者必须依靠另一种能够产生真正平坦表面的方法,或者它可能是从已经做得很好的平坦表面复制而来的。

我们可以用三种画圆的方法来说明曲面创建的过程(虽然圆是线而不是面,但可以用来说明概念)。工匠可以用普通的圆规画出完美的圆;如果他用铅笔在塑料模板上画出一个圆孔,他将复制圆孔的所有不精确之处;如果他徒手画圆,则圆的精确度取决于他有限的技巧。理论上,通过三个表面之间的交替摩擦(研磨)可以产生完美平坦的表面。为简单起见,我们使用三块岩石,每块都有相当平坦的表面。如果你以随机的顺序交替摩擦这三个平面,你会将这三个平面磨得越来越平。如果你只用两块石头来摩擦,你就会得到一对凹凸的配对。在实践中,除了使用研磨外,还遵循明确的配对顺序。研磨大师通常使用此规则来制作他们将要使用的标准夹具(直规或平板)。

 

使用时,研磨师傅先将显色剂涂在标准治具上,然后在工件表面滑动,露出需要刮除的区域。他不断地重复这个动作,工件的表面就会越来越接近标准治具,最后他就能完美地复制出与标准治具一样的作品。

需要研磨的铸件通常先铣削至比最终尺寸大千分之几,然后送去热处理以释放残余压力,然后送回进行表面清理后再进行研磨。研磨。虽然刮削耗时长、人工成本高,但可以替代需要高设备成本的工艺。如果不想使用刮削操作作为替代,则必须使用非常高精度且昂贵的机器来对工件进行最终精加工。

 

除了最后阶段精加工所涉及的高成本设备外,还有另一个因素需要考虑。在加工零件,特别是大型铸件时,常常需要一些重力夹紧动作。当加工达到千分之几的精度时,这种夹紧力往往会导致工件扭曲,从而危及夹紧力释放后工件的精度;加工过程中产生的热量也会导致工件扭曲。

这是刮擦的众多优点之一。刮削没有夹紧力,产生的热量几乎为零。铸铁采用三点支撑,确保不会因自重而变形。

当机床的刮削轨道磨损时,还可以通过重新刮削的方式进行修正,这比报废机器或送厂拆解再加工有很大的优势。

当机床轨道需要重新铲时,这项工作可以由工厂维修人员来完成,但我们也可以在当地找人来做重新铲的工作。

在某些情况下,可以使用手动和电动铲土来获得最终所需的几何精度。如果一套工作台和鞍座轨道已经铲好了,精度也满足了,但是发现工作台与主轴不平行(要花很大力气去纠正),你能想象需要多大的技术水平吗?仅用铲土机在正确的位置去除正确数量的金属而不失去平整度并正确纠正错位?

这当然不是铲铲的最初目的,也不应该将其用作纠正较大错位的方法,但熟练的铲铲大师可以在令人惊讶的短时间内完成此类修正。虽然这种方法需要熟练的技术,但它比将大量零件加工到非常精确或进行一些可靠或可调节的设计以防止不对中更经济。

润滑方面的改进

实践经验证明,刮伤的钢轨可以通过更好质量的润滑来减少摩擦,但其原因尚未达成共识。最常见的观点是,被刮掉的低点(或者更具体地说,切出的凹坑,用于润滑的额外油穴)提供了许多微小的储油穴,这些储油穴被周围许多微小的高点刮掉。

另一个合乎逻辑的说法是,它可以让我们持续保持一层油膜,让运动部件漂浮在油膜上,这就是所有润滑的目标。发生这种情况的主要原因是这些不规则的油穴为油留下了很多空间,使油难以逸出。润滑的理想情况是在两个完全光滑的表面之间保持一层油膜,但随后你必须处理防止油流出的问题,或者需要尽快补充。 (无论是否有刮擦,导轨表面通常都制成油槽,以帮助分配油)。

这种说法让人对接触面积的效果产生质疑。刮削减少了接触面积,但会形成均匀分布,分布是关键。两个配合面越平坦,接触面分布越均匀。但力学中有一个原理“摩擦力与面积无关”,这意味着无论接触面积是10平方英寸还是100平方英寸,移动工作台都需要相同的力。 (摩擦力是另外一回事,相同载荷下面积越小,磨损得越快。)

我想说的一点是,我们正在寻找更好的润滑,而不是更多或更少的接触面积。如果润滑效果完美,轨道表面永远不会磨损。如果工作台磨损后移动困难,可能与润滑有关,而不是与接触面积有关。

 

刮痧是如何进行的?

在找到需要刮的高点之前,先将显色剂涂在标准治具上(刮V型轨的平板或直规治具),然后用显色剂将标准治具在轨道表面上摩擦,使被刮擦,显色剂会转移到轨道表面的高点。然后用专用的刮除工具将有色的高点刮掉。应重复此动作,直到轨道表面呈现均匀一致的转移。

刮刀必须了解多种技术。我在这里谈谈其中的两个。

首先,我们在进行着色之前,通常会用钝锉轻轻地摩擦工件表面,去除毛刺。

其次,用刷子或手擦拭表面,切勿用抹布。如果你用布擦拭,布留下的细麻布会在你下次做高点着色时造成误导性的痕迹。

铲运机将通过将标准夹具与轨道表面进行比较来检查自己的工作。检验人员只需告诉刮土机何时停止工作,无需担心刮土过程。 (刷屏者可以对自己的作品质量负责)

过去我们对于每平方英寸应该有多少个高点、接触面积占总面积的百分比有一套标准;但我们发现检查接触面积几乎是不可能的,现在由刮刀来决定每平方英寸的点数。总之,刮刀一般力争达到每平方英寸20~30点的标准。

现在的刮平过程中,有的整平作业采用电动刮刀,这也是手动刮平的一种,但可以消除一些费力的工作,使刮平作业不那么累。当你在做最精细的装配工作时,手工刮的感觉仍然是不可替代的。

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