精密机床还需要手工刮研吗？

最近，小编在浏览一些关于手工刮研的文章时，发现了一个挺有意思的现象。网上关于“机床是否还需要手工刮研，磨削能否完全替代手工刮研”的讨论，可谓是众说纷纭。

这不禁让小编陷入沉思，毕竟手工刮研在机床加工领域一直有着不可替代的作用。只是随着技术的发展，其应用场景和方式发生了不少变化。今天，就和机械知网一起来深入探讨一下这个话题。

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，边刮研加工，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。

人工刮研的“硬核”价值

首先，它在高精度表面处理方面的优势。手工刮刀每次就去除几微米到几十微米的材料，一点点地精修，能让平面度达到0.001mm/m以下，表面粗糙度Ra0.1μm以下，这精度够厉害吧？

像机床导轨、工作台、轴承座这些关键部件的配合面，特别需要高接触刚度，一般要求25mm×25mm的面积上有8到20个接触点，这样才能保证机床运动又精准又稳定。这种超高精度的接触均匀性，靠普通的机械加工，比如磨削、铣削，还真不容易做到位。

其次是复杂曲面处理和装配修正。遇到非规则曲面，像弧形导轨、异形结合面，或者多部件装配完需要做动态精度调整，比如导轨和滑块、主轴和轴承的配合，这时候人工刮研的优势就出来了。有经验的师傅能根据实际情况实时判断、实时修正，这灵活劲儿刚好能补上自动化加工的短板。就说高精度坐标镗床、齿轮磨床这些设备吧，关键配合面要做到“零间隙”装配，还真离不开人工刮研这道工序。

同时在误差补偿和精度保持方面也很重要。机床用久了，难免会因为受力变形、磨损之类的出现精度下降，这时候人工刮研就能针对性地修复局部误差，延长设备的使用寿命。特别是在精密仪器、航空航天加工设备这些对精度稳定性要求极高的领域，这作用可太关键了。

刮研技术的“变与不变”

不过，现在技术的进步也确实带来了变化。一方面，自动化加工把部分工序给替代了。

像数控超精密磨削，精度能达到0.1μm的导轨磨床，还有研磨技术里的CMP化学机械抛光，这些都能搞定部分平面、圆柱面的高精度加工，简单平面的刮研需求就没以前那么多了。

另一方面，工具升级也在辅助刮研。现在刮研可不完全靠经验了，激光干涉仪、三坐标测量机这些精密检测设备派上了大用场，通过数据量化来指导刮削的位置和量，从以前的“经验导向”变成了“数据驱动”，效率和一致性都提高了不少。

刮研技术面临的“痛点”

但人工刮研也有自己的门槛，培养一个熟练的刮研技工可不容易，得积累多年的经验，怎么判断接触点分布，怎么控制刮刀力度，都是学问，培养成本高，现在行业里熟练技工还挺短缺的。

有些企业试着开发机器人刮研技术，用力控机器人模拟人工动作，不过在复杂曲面的适应性和精度稳定性上，跟人工比还是差点意思，暂时还没法完全替代。

看看现在行业里的应用情况，高端精密机床对人工刮研的依赖度还是挺高的。像精度等级IT3级以上的机床，比如高精度坐标磨床、光学透镜加工机床，人工刮研还是关键工序，能占到关键部件加工时间的30%~50%。

中低端机床这边情况不一样，普通数控机床精度在IT6—IT7级，大多采用磨削加配磨的工艺，刮研用得就少多了。从未来趋势看，人工刮研会慢慢向“精密装配修正”转型，和自动化加工互相配合，而不是被完全取代。

刮研的花纹类型

最后在来给金粉们介绍几种刮研的花纹类型，如弧形花纹、方块花纹、波浪花纹和扇形花纹，弧形花纹中主要有月亮花纹、燕子花纹。

（1）弧形花纹及刮法。首先用刮刀刃口左侧落刀，紧接着自左向右斜向刮削（如下图a所示），同时左手手腕要扭腕使刀刃顺势作一个自左向右的圆弧摆动（如下图b所示），使刃口部的刮削从左侧过渡到右侧，刀迹纵向长度一般为10mm左右，整个刮削过程瞬间完成，这样就可以刮出各种弧形花纹。

也可以自右向左斜向刮削，通过左手手腕在用力下压的同时右手扭腕使刀刃顺势作一个自右向左的圆弧摆动，使刃口部的刮削从右侧过渡到左侧。

弧形花纹基本刮法

弧形花纹刮削要领：由于刮削条件和操作方法的不同，所刮出的弧形花纹的形状大小和弧形夹角也有相当的变化。

一是要注意选择合适的刮刀，因为刀头部分的宽窄、厚薄、刀刃圆弧半径及楔角的大小对弧形花纹的形状都有一定影响；

二是在刮削时要能够控制扭腕动作的幅度和推刮行程的长短；

三是要利用刀头部分的弹性作用，一般而言，扭腕动作的幅度越大、推刮行程越短，所刮出的弧形花纹的夹角就越小、形状也越小，如上图c所示。

１）月亮花纹及刮法。刮花前要在工件表面用铅笔划出一定间距的方格。刮花时采用圆弧刃精刮刀，刀身平面中心线与工件表面纵向中心线成45°角，从工件的前面向后面进行刮削。

2）燕子花纹及刮法。燕子花纹如下图所示。刮花前要在工件表面用铅笔划出一定间距的方格。刮花时采用圆弧刃精刮刀，刀身平面中心线与工件表面纵向中心线成45°角，从工件的前面向后面进行刮削。常见的刮法是：

首先第一刀刮出一个弧形花纹，然后在第一个弧形花纹稍下的地方刮出第二个弧形花纹，这样就可刮出一个近似燕子的花纹，如上图b所示。

（2）方块花纹及刮法。方块花纹如下图所示。刮花前要在工件表面用铅笔划出一定间距的方格。刮花时，刀身平面中心线与工件表面纵向中心线成45°角，从工件的前面向后面进行刮削。基本刮法是：采用直线刃（或大半径圆弧刃）窄刮刀进行短程推刮，刮出第一个方块后，应间隔一个方块距离即空出一格再刮出第二个方块。

（3）波浪花纹及刮法。波浪花纹如下图a所示。刮花前要在工件表面用铅笔划出一定间距的方格。刮花时，刀身平面中心线要平行于工件表面纵向中心线，从工件的后面向前面进行刮削。基本刮法是：采用豁口刮刀进行刮削，选择好落刀位置（一般选择交点处），落刀后即向左侧斜向移动推刮，当达到一定长度时（一般选择交点处）紧接着向右侧斜向移动推刮至一定位置后起刀，如下图b所示。