精密工作機械はなぜ手で削らなければならないのでしょうか？
削り出しは、複雑さにおいて木彫りをしのぐ非常に難しい技術です。正確な表面仕上げを確保することで、精密工具の機能の基本となります。スクレーピングにより、他の工作機械への依存がなくなり、クランプ力や熱エネルギーによって生じる偏差を効果的に除去できます。
削られたレールは潤滑効果が優れているため、摩耗しにくくなります。スクレーピング技術者はさまざまな技術に精通している必要がありますが、その専門知識は実践的な経験によってのみ磨かれ、必要とされる正確で滑らかな感触を実現することができます。
スクレーピングは、表面から金属を除去する複雑で困難な技術です。精密工具の機能の基本となる加工であり、正確な表面仕上げを実現します。スクレーピングは他の工作機械を必要とせず、クランプ力と熱エネルギーによって引き起こされる偏差を効率的に除去できます。
削り加工を施したレールは潤滑性が向上し、摩耗が軽減されます。熟練したスクレイピング技術者になるには、さまざまなテクニックを深く理解する必要があり、それは実践的な経験を通じてのみ磨くことができます。これにより、最適なパフォーマンスに必要な正確でスムーズな感触を実現できます。工作機械の製造工場の前を通りかかると、技術者が手で削ったり研いだりしているのを見ると、「今までの機械加工面を削ったり研いだりして本当に改善できるのか？」と疑問を感じずにはいられません。 （人々は、それは機械よりも強力ですか？）
純粋に見た目のことを言っているのであれば、私たちの答えは「いいえ」です。これ以上美しくするつもりはありませんが、なぜ傷をつけるのでしょうか？もちろんそれには理由があり、その 1 つは人的要因です。工作機械の目的は他の工作機械を作ることですが、元の製品よりも正確に製品を複製することはできません。したがって、元の機械よりも正確な機械を作りたい場合は、新たな出発点、つまり人間の努力から始める必要があります。この場合、人間の努力とは、手作業で削ったり、研磨したりすることを指します。
削り取りと研削は、「フリーハンド」または「フリーハンド」作業ではありません。実際には、マトリックスをほぼ完全に複製するコピー方法です。このマトリックスは標準的な平面であり、これも手作りです。
削ったり研いだりするのは難しくて手間がかかりますが、それは技術（芸術レベルの技術）です。木彫りの名人を訓練するよりも、削り取りと研削の名人を訓練する方が難しいかもしれません。このトピックについて論じた書籍は市場にはあまりありません。特に「なぜスクレイピングが必要なのか」について論じた情報は少ないです。これが、スクレイピングが芸術とみなされている理由かもしれません。
製造プロセスでは、製造される表面の精度を維持することが重要です。この精度を達成するために採用される方法は、最終製品の品質に直接影響するため、非常に重要です。たとえば、メーカーがスクレーピングではなくグラインダーを使用して研削することを選択した場合、「親」グラインダーのレールは新しいグラインダーのレールよりも正確でなければなりません。
そこで、最初の機械の精度はどこから来たのかという疑問が生じます。それは、より正確な機械から作られたか、真に平坦な表面を作成する他の方法に依存したか、あるいはおそらくすでによくできた平坦な表面からコピーされたに違いありません。
サーフェス作成の概念を説明するために、円を描画する 3 つの方法を使用できます。円は面ではなく線ですが、アイデアを説明するのに役立ちます。熟練した職人であれば、普通のコンパスで正円を描くことができます。ただし、プラスチックのテンプレートの穴に沿って鉛筆でなぞると、穴内のすべての不正確さが再現されてしまいます。フリーハンドで円を描こうとする場合、円の正確さは限られたスキルに依存します。
メーカーがスクレーピングの代わりにグラインダーを使用して研削することを決定した場合、その「親」グラインダーのレールは新しいグラインダーよりも正確でなければなりません。
それでは、最初の機械の精度はどこから来たのでしょうか?
それは、より正確な機械から作られたか、真に平坦な表面を作成する他の方法に依存したか、あるいはおそらくすでによくできた平坦な表面からコピーされたに違いありません。
円を描く 3 つの方法を使用して、サーフェスの作成プロセスを説明できます (円は線であり面ではありませんが、概念を説明するために引用できます)。職人は普通のコンパスで真円を描くことができます。プラスチックのテンプレートの穴に沿って鉛筆でなぞると、穴内のすべての不正確さを再現することになります。フリーハンドで描く場合、円に関しては、その精度は彼の限られたスキルに依存します。
理論的には、3 つの表面を交互に摩擦 (ラッピング) することで、完全に平坦な表面を作成できます。わかりやすくするために、それぞれがかなり平らな表面を持つ 3 つの岩を使って説明します。この3つの面をランダムな順番で交互にこすると、3つの面がどんどん滑らかになっていきます。たった 2 つの石をこすり合わせると、1 つの突起と 1 つの突起の対になるペアができます。実際には、ラッピング (ラッピング) の代わりにスクレーピングを使用することに加えて、明確なペアリング シーケンスにも従うことになります。通常、キサゲ名人はこのルールに基づいて、使用する標準治具（ストレートゲージまたは平板）を作成します。
スクレイパーマスターは、標準治具に発色剤を塗布し、ワーク表面を滑らせて削り取る箇所を出します。これを繰り返していくと、ワークの表面はどんどん基準治具に近づき、最終的には基準治具と同じワークを完璧に模写することができます。
仕上げが必要な鋳物は通常、最終サイズよりわずかに大きくなるようにフライス加工され、その後、残留圧力を解放するために熱処理に送られます。続いて、鋳物をキサゲ加工する前に表面仕上げ研削を行う。スクレーピングプロセスには多大な時間、労力、コストがかかりますが、高額な価格を伴うハイエンド機器の必要性を置き換えることができます。キサゲ加工を行わない場合は、高価で高精度な機械を使用してワークを仕上げたり、高価な補修加工を施す必要があります。
部品、特に大型鋳物の仕上げ加工では、重力クランプ動作の使用が必要になることがよくあります。しかし、クランプ力が高精度加工の数千分の1に達すると、ワークに歪みが生じ、クランプ力を解除した後のワークの精度が危険にさらされることがあります。さらに、加工中に発生する熱によってワークに歪みが生じる可能性もあります。スクレイピングには利点があり、このようなシナリオでは便利です。クランプ力がなく、削る際に発生する熱もほとんどありません。大型ワークも3点支持で重量による変形を防ぎます。
工作機械のキサゲ軌道が摩耗した場合、キサゲすることで再修正することができます。これは、機械を廃棄したり、工場に送って分解して再処理したりするという選択肢と比較して、大きな利点です。工場のメンテナンス担当者または地元の専門家が削り取りと研削作業を実行できます。
場合によっては、手動スクレイピングとパワースクレイピングを利用できます。最終的に必要な幾何学的精度を達成するために調整されます。熟練した削り職人は、この種の修正を驚くほど短時間で完了します。この方法には熟練した技術が必要ですが、多数の部品を高精度に加工したり、位置合わせエラーを防ぐために信頼性の高い設計や調整可能な設計を作成したりするよりもコスト効率が高くなります。ただし、このソリューションは本来の目的ではないため、重大な位置合わせエラーを修正するアプローチとして使用すべきではないことに注意することが重要です。
潤滑の改善
鋳物の製造プロセスでは、仕上げに鋳物を最終サイズよりわずかに大きくフライス加工し、その後、残留圧力を解放するために熱処理が必要です。鋳物はその後、表面仕上げ研磨と削り出しが行われます。スクレイピングプロセスは時間と費用がかかりますが、高額な価格を伴うハイエンド機器の必要性を置き換えることができます。削らずにワークを仕上げるには、高価な高精度の機械や高額な補修加工が必要となります。
部品、特に大型鋳物を仕上げる際には、重力によるクランプ操作が必要になることがよくあります。ただし、クランプ力によってワークに歪みが生じ、クランプ力を解除した後に精度が損なわれる可能性があります。スクレーピングは、クランプ力がなく、スクレーピングによって発生する熱がほとんど無視できるため、このようなシナリオでは便利です。大型ワークは3点支持で重量による変形を防ぎます。
工作機械のスクレーピングトラックが摩耗した場合は、スクレーピングによって再修正することができ、機械を廃棄したり、工場に送って分解して再処理したりするよりもコスト効率が高くなります。手動および動力スクレーピングを利用して、最終的に必要な幾何学的精度を達成できます。この方法は熟練した技術が必要ですが、大量に処理するよりもコスト効率が高くなります。機械加工部品高精度にするか、位置合わせエラーを防ぐために信頼性の高い設計や調整可能な設計を作成する必要があります。ただし、このソリューションは本来の目的ではないため、重大な位置合わせエラーの修正には使用しないでください。潤滑の改善
実際の経験では、レールを削ることで潤滑の質が向上し、摩擦が軽減されることが証明されていますが、その理由についてはまだ統一見解がありません。最も一般的な意見は、削られた低いスポット (より具体的には、えぐられたディンプル、潤滑用の余分なオイル ポケット) によって小さなオイルのポケットが多数提供され、それが周囲の多くの小さな高いスポットによって吸収されるというものです。掻き出します。
論理的に言い換えると、可動部品が浮く油膜を継続的に維持できるということです。これがすべての潤滑の目標です。これが起こる主な理由は、この不規則なオイルポケットがオイルを滞留させるための多くのスペースを形成し、オイルが簡単に逃げにくくすることです。潤滑の理想的な状況は、完全に滑らかな 2 つの表面の間にオイルの膜を維持することですが、その場合はオイルの流出を防ぐか、できるだけ早くオイルを補充する必要があります。 （路面の削れの有無に関わらず、通常は油の流通を助けるために油溝が設けられています。）
このような発言をすると、人々は接触面積の影響に疑問を抱くでしょう。スクラッチにより接触面積は減少しますが、均一な分布が得られます。分布が重要です。 2 つの一致する表面が平坦であればあるほど、接触領域はより均一に分布します。しかし、力学には「摩擦は面積とは関係ない」という原則があります。この文は、接触面積が 10 平方インチであっても 100 平方インチであっても、ワークベンチを動かすには同じ力が必要であることを意味します。 （摩耗は別の問題です。同じ荷重がかかる面積が小さいほど、摩耗は早くなります。）
私が言いたいのは、私たちが求めているのはより良い潤滑であり、接触面積の多かれ少なかれではないということです。潤滑が完璧であれば、トラック表面が摩耗することはありません。テーブルが磨耗して動きにくくなった場合、これは接触領域ではなく潤滑に関係している可能性があります。
スクレイピングはどのように行われますか?
削り取りたい高い箇所を見つける前に、まず標準治具（V字レールを削る場合は平板または直線治具）に顕色剤を塗布し、次に標準治具に顕色剤を置きます。ショベルする路面を擦ることにより、発色剤が路面の高い部分に転写され、その後、特殊な掻き取り器具を使用して発色の高い部分を除去します。トラック表面が均一な転移を示すまで、この操作を繰り返す必要があります。
もちろん、削り名人はさまざまな技術を知っている必要があります。ここではそのうちの 2 つについてお話しましょう。
鋳物の製造工程では、仕上げとして鋳物を最終サイズよりもわずかに大きくフライス加工し、その後、残留圧力を解放するために熱処理が必要です。次に、鋳物に表面仕上げの研削と削りを施します。スクレイピングプロセスは時間と費用がかかりますが、高額な価格を伴うハイエンド機器の必要性を置き換えることができます。削らずにワークを仕上げるには、高価な高精度の機械や高額な補修加工が必要となります。
部品、特に大型鋳物を仕上げる場合、重力によるクランプ操作が必要になることがよくあります。ただし、クランプ力によってワークに歪みが生じ、クランプ力を解除した後に精度が損なわれる可能性があります。スクレーピングは、クランプ力がなく、スクレーピングによって発生する熱がほとんど無視できるため、このようなシナリオでは便利です。大型ワークは3点支持で重量による変形を防ぎます。
工作機械のスクレーピングトラックが摩耗した場合は、スクレーピングによって再修正することができ、機械を廃棄したり、工場に送って分解して再処理したりするよりもコスト効率が高くなります。手動および動力スクレーピングを利用して、最終的に必要な幾何学的精度を達成できます。この方法は熟練した技術が必要ですが、大量に処理するよりもコスト効率が高くなります。CNC部品高精度にするか、位置合わせエラーを防ぐために信頼性の高い設計や調整可能な設計を作成する必要があります。ただし、このソリューションは本来の目的ではないため、重大な位置合わせエラーの修正には使用しないでください。
実際の経験では、レールを削ることで潤滑の質が向上し、摩擦が軽減されることが証明されていますが、その理由についてはまだ統一見解がありません。最も一般的な意見は、削られた低いスポット (より具体的には、えぐられたディンプル、潤滑用の余分なオイル ポケット) によって小さなオイルのポケットが多数提供され、それが周囲の多くの小さな高いスポットによって吸収されるというものです。スクラッチにより接触面積は減少しますが、均一な分布が得られます。分布が重要です。 2 つの一致する表面が平坦であればあるほど、接触領域はより均一に分布します。しかし、力学には「摩擦は面積とは関係ない」という原則があります。この文は、接触面積が 10 平方インチであっても 100 平方インチであっても、ワークベンチを動かすには同じ力が必要であることを意味します。 （摩耗は別の問題です。同じ荷重がかかる面積が小さいほど、摩耗は早くなります。）
重要なのは、私たちが求めているのはより良い潤滑であり、接触面積の多かれ少なかれではないということです。潤滑が完璧であれば、トラック表面が摩耗することはありません。テーブルが摩耗して動きにくくなった場合、これは接触領域ではなく潤滑に関係している可能性があります。まず、発色を行う前に、通常、鈍いヤスリを使用してワークピースの表面を優しくこすり、バリを取り除きます。
次に、布ではなくブラシまたは手で表面を拭きます。布で拭いてしまうと、布の跡が残ってしまい、次回ハイポイント発色をする際に跡が残りやすくなります。
削り師自らが標準治具と路面を照らし合わせて作業を確認します。検査員は削りマスターに作業の停止タイミングを指示するだけでよく、削りの工程について心配する必要はありません。 (スクレイピングマスターは自分の仕事の品質に責任を持つことができます)
以前は、1 平方インチあたりの高いスポットの数と、総面積の何パーセントが接触するかを規定する一連の基準がありました。しかし、接触面積を確認するのはほぼ不可能であることがわかり、現在はすべて削り取ることによって行われています。マスター グラインダーは 1 平方インチあたりのドット数を決定します。つまり、スクレーピングマスターは通常、1 平方インチあたり 20 ～ 30 ドットの標準を達成するよう努めています。
現在の削り取り工程では、一部の平坦化作業に電動削り取り機が使用されています。これらも手作業での削り作業の一種ですが、一部の骨の折れる作業を省略し、疲れを軽減することができます。最も繊細な組み立て作業を行うときに、手でこする感覚に代わるものはまだありません。
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投稿時刻: 2024 年 3 月 5 日