铲花又称为刮研,是利用刮刀、基准表面、测量工具和显示剂,以手工操作的方式,边研点边测量,边铲花加工,使工件达到工艺上规定的尺寸、几何形状、表面粗糙度和密合性等要求的一项精加工工序。铲花不仅可以消除由夹持力和热能所造成的偏差,也是机床精度保证的来源,更是普通机床和高精度机床的分水岭。
1、从何处开始?
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,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最后的精修加工。
在最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,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?
这当然不是铲花的最初目的,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。
2、润滑的改善
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,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,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。
我要说的重点是,我们所追求的是更优良的润滑效果,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,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。
此一节的目的并不在于教导铲花的艺术,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,但操作背后的观念却是相当容易。
在找出必须刮除的高点之前,先把显色剂涂在标准治具上(平板或要铲V型轨时的直规治具),再把涂有显色剂的标准治具在要铲的轨道面上摩擦,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铲除。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。
一个铲花师傅当然要懂得各种技术。我在这里先谈其中的两种。
第一个,我们在做显色的动作之前,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。
铲花师傅自己会用标准治具与轨道面比对的方式来检查自己的作品,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)
过去我们都有一套标准,规定每一平方英吋该有几个高点,以及总面积该有多少百分比的接触率;但我们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个点的标准。
现在的铲花过程中,一些整平的作业都使用电动铲花机,它们也是一种手工铲花,但可以排除一些吃力的工作,让铲花作业比较不会那么累。当在高精密机床的生产过程中,手动铲花产生的价值仍然是无法取代的。联系我们
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