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如何製造出更高一級精度的機床之“絕對平麵”篇

2018-07-28

【中國(guo)機(ji)床商務網欄(lan)目 科技(ji)動態】在(zai)機床(chuang)行業(ye),筆(bi)者聽(ting)到(dao)最多的(de)詞(ci)便(bian)是(shi)“精度”,精度(du)對於(yu)一台(tai)機床來(lai)說,往往(wang)代表了該(gai)機床的能(neng)夠(gou)加工的工(gong)件(jian)的最高精度等級(ji)。而(er)精度一般有兩(liang)個概(gai)念(nian),一個是加(jia)工精度,另(ling)一個(ge)是測(ce)量(liang)精度。如何(he)反映出(chu)設(she)計者所要(yao)求(qiu)的尺寸(cun)是加工精度,如(ru)何知道加工所(suo)完(wan)成(cheng)的尺(chi)寸則(ze)是測量精度。這兩個精度都直接依(yi)賴(lai)於加工機械(xie)或(huo)者(zhe)測量機械的工作母機的精度。今(jin)天(tian)国产精品久久免费主要來探(tan)討一下關(guan)於加工精度中所涉及(ji)到的“絕(jue)對(dui)平(ping)麵(mian)”問題。
 

 
  眾(zhong)所周知(zhi),機械設備的加工精度隻會(hui)損(sun)失(shi)而不會增(zeng)加,比如0.01毫米精度的機械隻(zhi)能加工出誤差(cha)大(da)於0.01毫(hao)米(mi)的工件,所以(yi),即(ji)使(shi)在不考(kao)慮(lv)組(zu)裝誤差的前(qian)提下(xia),使用(yong)中等加工精度的機械加工的零(ling)件組裝起(qi)來的機械,也隻能達(da)到大於0.01毫米的精度。要想(xiang)生產(chan)組裝成誤差小(xiao)於0.01毫米精度的機械零件,隻能使用誤(wu)差小(xiao)於0.01毫米精度的加工機械才能製(zhi)造(zao)出來。根據這個道理,要製造高(gao)精度加工機械,隻能采(cai)用更(geng)高一級精度的加工機械。那(na)麽(mo)這裏就(jiu)產生(sheng)了(le)一個問題(ti):更高一級精度的加工機械是如何被(bei)製造出來的?
 
  其實這個問(wen)題就和人(ren)類社(she)會發展過(guo)程中,從一無(wu)所有開(kai)始製造生產工具(ju)是一樣的。原(yuan)始(shi)人類(lei)最開始使用石頭作為工具,然(ran)後(hou)將石頭(tou)加工成精致(zhi)一點(dian)的石(shi)頭。然後隨(sui)著社會發(fa)展,人類開始加工青(qing)銅(tong)、鐵(tie)器等(deng)製品,都是從粗(cu)糙(cao)到精密,通(tong)過不(bu)斷配比、找(zhao)到標(biao)準、精細(xi)化(hua)標準(zhun),再由工人手工打(da)磨成更精密的工具,這是一個漫長(zhang)的過程。由此(ci)規(gui)律可以得(de)出,所有高精度機床都(dou)是由低(di)一級精度的機床加工出來,再由(you)工人手(shou)工處(chu)理而成的。
 
  機械係統的總體(ti)精度由係統(tong)內各(ge)環(huan)節(jie)的精度構(gou)成,但(dan)是不同(tong)環節的精度對係(xi)統總(zong)體精度的影(ying)響(xiang)程(cheng)度不相同。其(qi)中,對機械加工精度影響最(zui)大的是導(dao)軌部(bu)分(fen)。機械的運動(dong)部分是被導軌限製的,導軌(gui)的精度就直接(jie)決(jue)定了機械運(yun)動的精度。超(chao)精密(mi)機械導軌的滑動麵被稱(cheng)為“絕對平麵”,要求精度在1/10000毫米以上(shang),沒有任何機械能夠加工這(zhe)種絕對平麵,隻能用手工的方(fang)式(shi)加工。相信(xin)見(jian)過高精度機床導軌滑動麵的人都知道,那個所謂的“絕對平麵”不是一個光滑的鏡麵,而是遍布(bu)了有規律(lv)花(hua)紋的平麵,那些花紋(wen)就是做(zuo)出這個平麵的手工藝人的鏟(chan)刀留(liu)下的痕(hen)跡(ji)。
 
  要製造出一個絕對平麵可比(bi)大眾意(yi)義(yi)上的“難事”更加困(kun)難(nan),它(ta)需要有豐富(fu)經(jing)驗(yan)的手工藝(yi)人用鏟刀(dao)一刀一刀地把粗加工得到的平麵鏟平,在鏟出需要的平麵的同時(shi)還要做一個對照平麵,然後在對照(zhao)平麵上塗上顏色,把(ba)加工平麵在對照平麵上滑(hua)動。這時加工平麵上沾(zhan)上顏(yan)色的部分和(he)對照平麵上掉(diao)顏色(se)的部分就分別是兩個平麵上高出來的部分,需(xu)要再(zai)鏟掉。這個過程往往需要反(fan)複(fu)進(jin)行很(hen)多(duo)很多次(ci),一直(zhi)到兩個平麵靠(kao)上去(qu)的顏色完全達到均一方可(ke)罷休(xiu)。而往往這時候平麵上留下來的刀痕正(zheng)好作(zuo)為潤(run)滑油(you)槽(cao),不可謂不是一舉(ju)兩得。
 
  但是通過以上步驟要做出絕對平麵還(hai)遠遠(yuan)不夠,因(yin)為(wei)如果(guo)兩個麵之(zhi)間(jian)形成了同樣的弧度也(ye)會產生同樣(yang)效(xiao)果,所以這隻能表示(shi)兩個麵完全(quan)一樣,並(bing)不能保證(zheng)是平麵。於是就需要再加入另外一個參照平麵。一般(ban)來說,加工絕對平麵時,需要同時加工三個平麵,在這三個平麵中的任意兩個都一致的時候(hou),才(cai)算(suan)做出來了絕對平麵。這個過程中離不開嚴謹(jin)的測量儀(yi)器(qi)和巧(qiao)匠(jiang)的雙手。
 
  能夠做出絕對平麵的公司(si)從(cong)某(mou)種意義上來說(shuo)便代(dai)表(biao)了高端(duan)製造業的水(shui)準,而現(xian)在采用這種(zhong)工藝加工機械所需要的絕對平麵的公司主要是在德(de)國、瑞(rui)士(shi)和日(ri)本,這也是這幾個國家(jia)能夠生產高精度機械設備的原因。
 
  常(chang)年(nian)旅居(ju)日本的自(zi)由作家俞(yu)天任(ren)在《東(dong)邊(bian)的太(tai)陽(yang)就要落山了?》一書中指(zhi)出,日本(ben)的精密加工公司主(zhu)要集(ji)中在新瀉(xie)縣(xian)的北(bei)緯(wei)43度線左右(you)一帶(dai)。這裏(li)麵有氣象(xiang)學(xue)上的原因,日本人的精密工藝手藝是從德國人那兒(er)學來的,當時日本在選取(qu)精密加工產業的地址時,選(xuan)中了氣(qi)候和德國比較(jiao)相似(shi)的北緯43度一帶,這一帶濕度較小,溫度也圍繞(rao)在20攝(she)氏度左(zuo)右,十分符(fu)合精密加工所需要的環境(jing)要求。由於當(dang)時沒有空(kong)調等恒(heng)溫設備,所以在加工地選址時必(bi)須(xu)注(zhu)意到溫差問題,溫差所造成的材(cai)料(liao)脹(zhang)縮(suo)現象對精密国产精品久久久久久一区二区三区的製造和組裝有很大的影響。溫差不僅(jin)對加工工件有影響,如今許多超精密磨床的床身(shen)都不用一般的鑄(zhu)鐵件,而是用花崗(gang)岩(yan),也是為了減(jian)少溫差帶來的影響。
 
  日本的這些(xie)精密加工公司,基本上都是由幾(ji)個人到幾十(shi)個人組成的小公司,稱之為小作坊也不過分,但正是因為有了這些小作坊(fang),安田(tian)、森(sen)、牧(mu)野(ye)這些世界(jie)知名的機械品牌(pai)才能聞(wen)名於世(shi)。日本經濟(ji)這十幾年都不景(jing)氣,但這些從事(shi)手工製作滑動用平麵的公司從來沒(mei)有受(shou)到過影響,因為這種行(xing)業是製造業的根(gen)本,需要高超的技術和豐富的經驗,它們(men)生產的国产精品久久久久久一区二区三区從來就隻有不夠,沒有過剩(sheng)的。特(te)別(bie)是隨著電(dian)子(zi)技術(shu)應用範圍(wei)的不斷(duan)擴(kuo)大,對高精度加工機械設備的要求隻會不斷增長而不會減少(shao)。
 
  雖然人類的雙手並不能說將精度無限(xian)提(ti)升,但是這雙(shuang)手確(que)實可以創(chuang)造出很多奇(qi)跡。在未來機床行業的精度升(sheng)級中,相(xiang)信這雙手還將發揮(hui)更多的用處。本篇(pian)主要涉(she)及機械加工精度中的“絕對平麵”問題,筆者將(jiang)在後續的文(wen)章中陸續(xu)更新(xin)更多關於機床精度的知識(shi),不足之處還請(qing)廣(guang)大網友(you)在評(ping)論(lun)區指正。
(本文由中國機床商務(wu)網原創提供(gong),刊用本網站(zhan)稿(gao)件,需經書麵授(shou)權(quan)。)
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