精密机床如何进行刮研与润滑

当你路过一家机床厂，看到技术人员用手刮磨时，你不禁会想:“他们真的能通过刮磨来改善这些加工面吗？人能比机器更强大吗？)"

如果你指的纯粹是它的外观，那么我们的答案是“没有”。我们不会让它更漂亮，但为什么要刮呢？当然有原因，其中一个原因就是人的因素:一台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。所以，要想做出比原来更精准的机器，就要有新的起点。也就是说，必须从人的努力开始。在这种情况下，人力意味着用手刮和研究。

刮擦不是“徒手”或“徒手”操作。它其实是一种复制的方法，几乎完美的复制了母体，是一个标准的平面，也是手工制作的。

刮虽然费力，但却是一门技术(艺术级技术)；培养一个刮痧师傅可能比木雕师傅还要难。市面上很少有这方面的书籍，尤其是关于“为什么刮和研究”的信息。也许这就是为什么刮痧被视为一门艺术。

01

从哪里开始？

如果一个厂家决定用磨床磨削，而不是刮削，那么他的“机床”磨床的导轨精度一定要比新做的磨床高。

那么，第一台机器的精度从何而来？

它必须来自更精确的机器，或者依赖于另一种能够产生真正平面的方法，也就是说，它可能是从制作精良的平面复制而来的。

我们可以用三种画圆的方法来说明曲面形成的过程(虽然圆是线而不是面，但可以引用来说明思路)。一个工匠可以用一个普通的圆规画出一个完美的圆；如果他用铅笔沿着塑料模板上的一个圆孔画，他会把圆孔里的不准确都抄下来；如果他徒手画一个圆，圆的精度取决于他有限的技巧。

理论上，一个完美的平面可以通过三个表面的交替摩擦产生。为了简单起见，让我们用三块表面相当平坦的石头来说明。如果你把这三个平面随机顺序交替摩擦，就会磨得越来越光滑。如果你只摩擦两块岩石，你会得到一个凹凸的交配对。在实际操作中，除了用刮代替研磨之外，刮大师还会遵循一个明确的匹配顺序。刮师傅一般都是用这个规律来制作自己想要用的标准夹具(直规或者平板)。

使用时，刮磨师傅会先把显影液涂在标准夹具上，然后在工件表面滑动，露出要铲的地方。他不断重复这个动作，工件的表面会越来越靠近标准夹具，最后他可以完美地复制出和标准夹具一样的作品。

要刮磨的铸件，一般都是先铣到比最终尺寸大千分之几的范围，然后送去热处理释放余压，再送回去完成表面打磨后再刮磨。虽然刮磨费时费力，人力成本高，但刮磨可以替代需要高设备成本的工艺。如果不用刮磨代替，工件必须用高精度昂贵的机器精加工。

除了高成本的设备，最后阶段精加工还要考虑另一个因素:加工零件，尤其是大型铸件时，往往需要一些重力夹紧动作，当加工精度达到千分之几时，夹紧力往往会造成工件的扭曲，以至于松开夹紧力后危及工件的精度；加工过程中产生的热量也会造成工件的变形。

这是刮磨的诸多优点之一。刮磨既没有夹紧力，刮磨产生的热量也几乎等于零。大型工件由三点支撑，保证不会因自重而变形。

当机器的刮削轨道磨损后，可以通过再次刮削来修正，这比报废机器或者送工厂拆卸再加工有很大的优势。

当机床的轨道需要重新刮削时，这项工作可以由工厂的维修人员来做，但我们也可以在当地找人来做重新刮削的工作。

在某些情况下，可以使用手动刮削和电动刮削来获得最终所需的几何精度。如果一套工作台和鞍座的导轨已经刮平，精度已经达到要求，但是发现工作台和主轴的平行度不符合规范(要花很大力气才能校正)，你能想象只用一台刮磨机就能在正确的位置去除适量的金属而不失去平面度，并适当校正对准误差吗？需要什么程度的技术？

当然，这不是刮宫术的最初目的，也不应该作为矫正大范围对准误差的方法。然而，一个熟练的刮宫大师可以在惊人的短时间内完成这种矫正。虽然这种方法需要熟练的技术，但它比加工大量零件以达到非常精确，或进行一些可靠或可调的设计以防止对准误差更经济。

02

润滑的改进

实践证明，刮削履带可以通过更好的质量润滑来减少摩擦，但对其原因尚无共识。一般的看法是，刮低点(或者更确切的说是刨坑和额外的油包润滑)提供了很多微小的储油口袋，油会被周围很多微小的高点刮出来。

另一种合乎逻辑的说法是，它能让我们持续保持一层油膜，让运动部件浮在油膜上，这是所有润滑的目标。造成这种情况的主要原因是这些不规则的油包形成了很多油的空间，使得油很难逸出。润滑最理想的情况是在两个完美光滑的表面之间保持一层油膜，但是接下来你就要处理防止油流出的问题，或者你需要尽快补充。(无论赛道表面有没有铲子，通常都会做油槽来帮助油的分布)。

这种说法会让人质疑接触面积的效果。刮削减少了接触面积，但会形成均匀分布，分布是重点。两个匹配表面越平坦，接触表面的分布就越均匀。但力学中有一个原理是“摩擦力与面积无关”。这句话的意思是，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。(穿是另一回事。相同载荷下面积越小，磨损速度越快。)

我想说的是，我们追求的是更好的润滑效果，而不是接触面积的多与少。如果润滑效果完美，履带表面永远不会磨损。如果工作台因磨损而难以移动，可能与润滑有关，而不是接触面积。

03

刮痧是怎么做的？

在找出必须刮除的高点之前，先在标准胎架(V型轨要铲的时候是平板或直胎架)上涂上显影液，然后将涂有显影液的标准胎架在要铲的轨面上摩擦，显影液就会转移到轨面的高点上，再用专用的刮削工具将显影后的高点刮除。这一动作应重复进行，直到轨道表面出现均匀的转移。

当然，刮宫大师必须懂得各种技术。这里先说两个。

第一，我们在做彩色显影之前，一般会用钝锉在工件表面轻轻摩擦，去除毛刺。

第二，用刷子或手擦拭表面，千万不要用抹布。如果用布擦拭，布留下的细绳会在接下来的高点显色中造成误导痕迹。

刮削大师本人会通过标准夹具与赛道表面的对比来检查自己的作品。检测员告诉刮痧师傅什么时候可以停止工作就够了，不用担心刮痧过程。(固化和研究大师可以对自己的工作质量负责)

以前我们都有一套标准，规定每平方英寸要有多少高点，总面积要有百分之几的接触率；但是我们发现几乎不可能检查接触面积，现在是由刮削师傅决定每平方英寸的点数。总之，刮研高手一般都力争达到每平方英寸20~30点的标准。

现在在刮平过程中，有些刮平操作使用电动刮平机。它们也是手工刮削的一种，但是它们可以消除一些费力的工作，使刮削操作不那么累。当你在做最精细的组装工作时，手工刮削产生的感觉仍然是不可替代的。

04

划痕图案

有很多模式。下面是一些常见的花纹，如曲线花纹、方形花纹、波浪形花纹和扇形花纹。在弯曲的图案中，有月亮图案和燕子图案。

1.弧形图案和刮削方法

先将刀从刀片开口左侧落下，然后从左向右斜着刮(如下图A所示)。同时扭动左手手腕，使刀片从左向右做圆弧摆动(如下图B所示)，使刀片的刮削从左侧过渡到右侧。刀迹纵向长度一般在10mm左右，整个刮削过程瞬间完成，可以刮出各种弧形花纹。也可以从右向左斜刮。当左手手腕用力下压时，右手手腕扭转使刀片由右向左呈弧形摆动，使刀刃的刮削由右向左转移。

弧形图案的基本刮削方法

弧形纹刮削要领:由于刮削条件和操作方法不同，刮削出的弧形纹的形状、大小和夹角也有较大变化。一是要注意选择合适的刮刀，因为刀头的宽度和厚度、刀片的圆弧半径和楔角对圆弧花纹的形状有一定的影响；二是要能控制刮削时手腕扭转动作的幅度和推刮行程的长短；第三，要利用刀头的弹性。一般来说，手腕扭转的幅度越大，推刮行程越短，刮出的弧形图案的夹角和形状越小，如上图C所示。

(1)月纹和刮法

刮之前，用铅笔在工件表面一定距离处画出方块。

刮削时使用圆弧刃精密刮刀，刀体平面中心线与工件表面纵向中心线成45°角，从工件正面向背面刮削。

(2)吞服方式和刮痧方法

燕子图案如下图所示。刮之前，用铅笔在工件表面一定距离处画出方块。刮削时使用圆弧刃精密刮刀，刀体平面中心线与工件表面纵向中心线成45°角，从工件正面向背面刮削。常见的刮削方法有:

首先第一刀刮出一个弧形图案，然后第二个弧形图案刮到第一个的稍下方，这样就可以刮出一个类似燕子的图案，如上图B所示。

2.方形图案和刮削方法

该模式如下图所示。刮之前，用铅笔在工件表面一定距离处画出方块。刮削时，刀片的平面中心线与工件表面的纵向中心线成45°角，从工件的正面向背面刮削。基本的刮削方法是:用直边(或大半径圆弧边)的窄刮刀进行短程刮削。刮完第一个方块后，要间隔一个方块，即先空出一个方块，再刮第二个方块。

3.波形和刮削方法

波浪图案如下图A所示。刮之前，用铅笔在工件表面一定距离处画出方块。刮削时，刀片的平面中心线应与工件表面的纵向中心线平行，刮削应从工件背面向正面进行。基本的刮法是:用有缺口的刮刀刮，选择刀落下的位置(一般选择交点)，刀落下后再向左斜移。当达到一定长度时(一般选择交点)，向右斜移，在刀落下前刮到一定位置，如下图B所示。

4.扇形图案和刮削方法

扇形模式如下图A所示。刮之前，用铅笔在工件表面一定距离处画出正方形和角线。用钩型刮刀刮扇面图案(如下图B所示)，将刀片右端削尖，左端变钝，保持刀片平直。基本的刮削方法是:

选择刀具的位置(一般选择交点)，左手握住离刀头50mm处，向左按压，以刀片左端为圆心，右手顺时针旋转。一般有90°和135°两种旋转角度。如上图C所示，正确的扇形花纹由于用力不当，容易两端同时刮花，造成上图D所示的花纹，这样刮花的花纹痕迹会太浅，属于不正确的花纹。