基礎(chǔ)鏟花技術(shù)摘要

1、為什麼要鏟花？鏟花是一種比木雕還要難的技藝。它是精密工具機(jī)能有基本準(zhǔn)確度的起點(diǎn)。鏟花排除了我們對其他工具機(jī)的依賴，也可以消除由夾持力和熱能所造成的偏差。鏟花的軌道比較不會(huì)磨耗 這要?dú)w功於優(yōu)良的潤滑效果。鏟花技術(shù)人員需要懂得許多種技術(shù)，但唯有經(jīng)驗(yàn)才能讓他掌握達(dá)到那種精確整平的感覺 。當(dāng)你經(jīng)過一家工具機(jī)製造廠，看到技師們用手工在做鏟花的時(shí)候，你會(huì)禁不住地納悶道：他們真的能靠著鏟花來改善目前這些經(jīng)過機(jī)器加工的表面嗎？（人會(huì)比機(jī)器還要厲害嗎？） 如果你指的純粹是它的外表，那麼我們的答案是不能，我們不會(huì)做得更漂亮，但為什麼還要去鏟花？當(dāng)然有它的理由，其中一個(gè)理由是人的因素：工具機(jī)的目的是用來製造其他的工

2、具機(jī)，但它永遠(yuǎn)無法複製出一個(gè)比原件還要準(zhǔn)確的產(chǎn)品，因此，想要做出一個(gè)比原來的機(jī)器還要準(zhǔn)確的機(jī)器，就必須要有新的一個(gè)起點(diǎn)，也就是說，我們必須從人為的努力開始；就這個(gè)案例來說，人為的努力指的就是用手工來鏟花。鏟花並不是徒手、隨心所欲的作業(yè)，它其實(shí)是一種複製的方法，幾近完美地複製出母體，這個(gè)母體是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)平面，也是用手工打造出來的。鏟花雖然辛苦費(fèi)力，但它卻是一項(xiàng)技藝（藝術(shù)層級的技術(shù)） ；要訓(xùn)練出一個(gè)鏟花師傅或許比訓(xùn)練出木雕師傅更不容易 ，市面上探討這一個(gè)主題的書籍並不多見，特別是討論為何要鏟花這方面的資料更少。這也許就是鏟花被視為一門藝術(shù)的原因吧。從何處開始？如果一位製造者決定用磨床來研磨而不用鏟花

3、，他的 母機(jī)磨床的導(dǎo)軌的精確度必須要高於新做的磨床。那麼，第一部機(jī)器的精確度來自哪裡呢？必然是來自一部更精確的機(jī)器，或者要依賴一個(gè)能產(chǎn)生真正平整表面的其他方法，也或許就是從一個(gè)已經(jīng)做得很好的平整表面複製而來。我們可以用三種畫圓圈的方法來說明表面的產(chǎn)生過程 (雖然圓圈是線條而不是表面，但可以引用來說明觀念 )。一個(gè)工匠可以用一個(gè)普通的圓規(guī)畫出一個(gè)完美的圓圈；如果他用鉛筆沿著塑膠模版上的一個(gè)圓洞描繪的話，他就會(huì)把圓洞不準(zhǔn)確的地方全部複製出來；如果他是徒手畫圓的話，圓圈的準(zhǔn)確度就決定於他有限的技巧了。(圖 1-1)、注油孔和油溝理論上，一個(gè)完美平整的表面可以由三個(gè)表面的交替磨擦(抹磨 Lapping

4、)而產(chǎn)生。為了簡單起見，我們姑且用三塊各有一個(gè)相當(dāng)平坦面的巖石加以說明。如果你以隨機(jī)的順序交替磨擦這三個(gè)平面，你會(huì)把這三個(gè)平面磨得越來越平整。如果你只用兩塊巖石磨擦，你就會(huì)得到一個(gè)一凹一凸的交配對。在實(shí)務(wù)上，除了會(huì)使用鏟花取代 (抹磨 Lapping)之外，也會(huì)遵循一個(gè)明確的配對順序，鏟花師傅一般都用這個(gè)規(guī)則來做他要使用的標(biāo)準(zhǔn)治具（直規(guī)或平板） 。在使用時(shí)，鏟花師傅會(huì)先把顯色劑塗在標(biāo)準(zhǔn)治具上，然後把它放在工件表面上滑動(dòng)，讓需要被鏟掉的地方顯露出來。他一直重複這個(gè)動(dòng)作，工件表面就會(huì)越來越接近標(biāo)準(zhǔn)治具，最後能很完美地複製出跟標(biāo)準(zhǔn)治具一樣的作品。要鏟花的鑄件通常都是先用銑削加工到比最終尺寸多千分之幾

5、的範(fàn)圍之後，送去熱處理，把殘餘的壓力釋放出來，然後在鏟花之前送回來做清修表面的研磨。雖然鏟花要耗費(fèi)許多時(shí)間和高勞力成本，但鏟花可以取代需要高設(shè)備成本的製程，若不想用鏟花作業(yè)來替代，工件就必須用精度很高而且很昂貴的機(jī)器來進(jìn)行最後的精修加工。在最後階段做精修加工除了牽涉到高成本的設(shè)備以外 ，還有一個(gè)因素需要考慮，零件加工時(shí)，特別是大型鑄件，往往必需進(jìn)行一些重力夾持的動(dòng)作，當(dāng)加工達(dá)到千分之幾的精密度時(shí)，這種夾持的作用力往往造成工件的扭曲，以至於危及工件在鬆開夾持力之後的準(zhǔn)確度；加工時(shí)產(chǎn)生的熱也會(huì)造成工件的扭曲。(圖 1-2) 一位鏟花師傅使用標(biāo)準(zhǔn)治具把顯色劑轉(zhuǎn)移到工件上的情形顯色劑在鏟花工件上顯示出

6、來的高點(diǎn)這就是鏟花的許多優(yōu)點(diǎn)之一，鏟花既沒有夾持作用力，它所產(chǎn)生的熱也幾乎等於零。鑄鐵是用三個(gè)點(diǎn)來支撐，以確保它不會(huì)因本身的重量而變形。工具機(jī)的鏟花軌道磨損時(shí)，它還可以透過再鏟花重新修正，跟把機(jī)器丟棄或者送廠拆卸再加工來比，這是一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)一個(gè)工具機(jī)的軌道需要再鏟花時(shí)，這個(gè)工作可由工廠的維修人員擔(dān)任，但我們也可以在當(dāng)?shù)卣胰藖碜鲈夔P花的工作。在某些情況下，可以使用手動(dòng)鏟花和電動(dòng)鏟花來獲得最後需要的幾何精度。如果有一組工作臺(tái)和鞍座的軌道已經(jīng)鏟平，而且精度已經(jīng)符合要求，卻發(fā)現(xiàn)工作臺(tái)對主軸的平行度不合規(guī)定 （要花很多功夫去矯正），你能想像只用一個(gè)鏟花機(jī)，在不喪失平整度，又能適當(dāng)?shù)丶m正對位誤差的情

7、況下，可以在正確的位置上去除正確數(shù)量的金屬，需要什麼程度的技術(shù)嗎？這當(dāng)然不是鏟花的最初目的，也不應(yīng)該做為矯正大型對位誤差的方法，但是，一個(gè)技術(shù)純熟的鏟花師傅，卻可以在令人驚訝的短時(shí)間內(nèi)完成這一類的矯正。這種方法雖然需要熟練的技術(shù)，但比起把一大堆零件都加工到非常準(zhǔn)確，或?yàn)榱朔乐箤ξ徽`差而去做一些可靠或可調(diào)整的設(shè)計(jì)來說，這種方法更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。(圖多數(shù)整平作業(yè)都可以用動(dòng)力式鏟花機(jī)輕易地完成。(圖 1-5) 圖示為一個(gè)含有鏟花軌道的平面磨床，其加工平面度為0.0005 英吋(圖 1-6) 用簡單手工具進(jìn)行最後修整給人一種無與倫比的感覺。潤滑的改善實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)證明鏟花軌道可以透過較佳品質(zhì)的潤滑而減少磨擦 ，

8、但大家對其原因?yàn)楹螀s莫衷一是。最普遍的意見是，鏟花低點(diǎn) (或更明確的說法，削出來的凹坑，為潤滑而多做的油袋 )提供了許多微小的儲(chǔ)油口袋，這些油會(huì)被週遭許多微小的高點(diǎn)刮出來。另一種邏輯化的說法是，它讓我們能持續(xù)地保持一層油膜，讓移動(dòng)件浮在油膜上，這是所有潤滑的目標(biāo)。這種情況之所以發(fā)生的主要理由是，這些不規(guī)則的油袋形成了許多留油的空間，讓油不容易跑掉。潤滑的理想情況是在兩個(gè)完美的平滑表面間維持一層油膜，但這時(shí)你又得處理防止油流出的問題，或者需要盡快地加以補(bǔ)充。 (軌道面上不管有沒有鏟花，通常都會(huì)為了幫助油的分佈而製作油溝 )。這樣的說法會(huì)讓人質(zhì)疑接觸面積的效果問題。鏟花減少了接觸面積，但卻會(huì)形成均

9、勻的分佈，而分佈才是重點(diǎn)。兩個(gè)匹配表面越平整，接觸面的分佈就越平均。但機(jī)械學(xué)中有一個(gè)摩擦力與面積無關(guān)的原理，這句話的意思是，無論接觸的面積是 10 或 100 平方英吋，都需要相同的作用力才能移動(dòng)工作臺(tái)。(摩耗則又是另外一回事，相同載重下的面積越小，摩耗的速度就越快。)我要說的重點(diǎn)是，我們所追求的是更優(yōu)良的潤滑效果，而不是更多或更少的接觸面積。如果潤滑效果完美無瑕的話，軌道面就永遠(yuǎn)不會(huì)磨損。如果一個(gè)工作臺(tái)隨著磨損而有移動(dòng)困難的情形，這可能是與潤滑有關(guān)，而無關(guān)乎接觸的面積。鏟花是怎麼做的？此一節(jié)的目的並不在於教導(dǎo)鏟花的藝術(shù) ，而是要讓各位對鏟花的過程有一個(gè)概念。雖然實(shí)際的操作比較困難，但操作背後

10、的觀念卻是相當(dāng)容易。在找出必須刮除的高點(diǎn)之前，先把顯色劑塗在標(biāo)準(zhǔn)治具上（平板或要鏟 V 型軌時(shí)的直規(guī)治具），再把塗有顯色劑的標(biāo)準(zhǔn)治具在要鏟的軌道面上摩擦，顯色劑就會(huì)轉(zhuǎn)移到軌道面的高點(diǎn)上，接著再用一個(gè)特別的鏟花工具把顯色的高點(diǎn)鏟除。這樣的動(dòng)作要一直重覆，直到軌道面上呈現(xiàn)出均勻一致的轉(zhuǎn)移為止。一個(gè)鏟花師傅當(dāng)然要懂得各種技術(shù)。我在這裡先談其中的兩種。第一個(gè)，我們在做顯色的動(dòng)作之前，通常會(huì)用一把鈍銼刀輕輕地在工件表面磨擦，來去除毛邊。第二個(gè)，要用刷子或手擦拭表面 ，絕對不要用破布擦拭 。如果使用布來擦拭，布留下的細(xì)麻線，就會(huì)在下一次做高點(diǎn)顯色時(shí)造成誤導(dǎo)性的標(biāo)示。鏟花師傅自己會(huì)用標(biāo)準(zhǔn)治具與軌道面比對的方式來檢查自己的作品 ，檢驗(yàn)的人只要告訴鏟花師傅何時(shí)可以停止作業(yè)就夠了，不必為鏟花過程費(fèi)心。 （鏟花師傅可以對自己的工作品質(zhì)負(fù)責(zé)）過去我們都有一套標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定每一平方英吋該有幾個(gè)高點(diǎn)，以及總面積該有多少百分比的接觸率；但我們發(fā)現(xiàn)檢查接觸