殺戮混沌王:轉《關於工業母機》　　

　　說明一句，這篇文章來自於網絡，作者不詳。一位書友轉到本書的書評區。我以前也看過這篇文章。專業方面的東西我不太懂，但覺得寫得很細致，非常值得一讀。在此向本書的作者表示致敬。如果不慎侵犯了您的著作權，請速告訴我，我會及時撤下。

　　或者及時把姓名告訴我，我會注明是您的原創。

　　又:剛看到弈缺書友提示:“那篇論工業母機的文章作者是的青銅大麗人”

　　暴汗……“操之過急”書友糾正道:“青銅大立人，青銅是好人，不要娘化他”。

　　經常看架空文，也看到er和SCer在談論工業母雞，將其當作很重要的東東，發展的動力來源。可大家談得興高彩烈、錯誤百出，我這個機械專業(機床方向)畢業的FC實在是忍無可忍，故寫本文。由於改行多年，很多細節描述可能有誤，歡迎內行前來打臉，看的高興的也可賞兩個小錢。由於這個東西帶有一定的專業性，本人盡量做到深入淺出，做不到希望大家也給點小錢。

　　一、到底什麽是工業母雞?

　　在工業化前期是木有工業母雞這個概念的。因為那時大家的設備都可自己造，原因是那時的工業發展程度低，科技含量不高，工程師基本都是通才(不是現在只會紙上談兵的家夥，那可是真正的什麽都會)，都可自己設計製造。外購分兩種情況:

　　1、自己木有工程師。

　　2、買來比自己造省時省力，便宜。

　　隨著工業化過程中科技的發展，學科越來越多，工程師也開始專業化，通才開始和現在純潔的CN一樣寶貝，就像熊貓一樣少見。就像奧運，據說以前有人能夠在10多個不同項目拿金牌，現在能拿一個就是祖墳冒青煙了。像索那個什麽的在北奧拿7枚金牌，簡直就是逆天呀，還好他田徑不行，否則真應該拿來解剖(本段以上隻收一半的錢)。於是，以機床廠為代表的工業母雞行業出現了。沒有它們，其它工業廠可能就要無法維持生產和發展了。

　　看到這裡有人可能有點明白了，可你肯定錯了，因為......我還要靠字數騙錢呢。

　　到底什麽是工業母雞呢?通俗的說，就是能夠用機器製造機器，就是用來製造機器的機器。但是很遺憾的說，這個說法其實是錯誤的。

　　經常看到有人說，我們從米、獨處買來先進機床了，因此我們的工業母雞水平提高了。架空文中說向列強購買工業母雞，然後和列強爭霸。看到這些，這一刻，我淚流滿面。

　　母雞，顧名思義，就是會下蛋的母雞。但是，工業母雞下的蛋不是用來吃的，是用來孵出小雞，孵出的雞下的蛋才是用來吃的。這是第一層概念，很多人就是這麽認識的。孵出的母雞也能代替原有母雞作為工業母雞。這是第二層概念，水平高些的人是這麽認識的。還有人認為，有了0.1mm精度的床子，再利用0.1mm精度的床子做出0.01mm精度的床子，這叫工業母雞能力。這是第三層概念。但是，實際上工業母機是不存在的，過去沒有，現在沒有，將來也不會有。它隻是一個形象的概念。

　　事實上，工業母雞這個詞僅是用來形容機床行業相對於其它工業行業的重要性的，

它本身沒有其它含義。　　那麽大家平時說的工業母雞的意思呢?包含了工業的自升級能力、機床的水平、對機床行業的不了解(千萬不要以為擺渡到機床行業相關的信息就明白機床行業了，如果這樣誰都可以去當奧運冠軍的師傅了)等等內容。

　　大家要真正明白這個概念，就得明白到底工業是如何升級的，如何精度越來越高的，各方性能越來越好。現在是廣告時間，廣告後我們再談。

　　二、車床介紹

　　工業的升級，其實是取決於你的科技能力，設備其實就是幫手，隻不過這個幫手越來越重要，但決定性的因數卻不是這個幫手。

　　由於工業的升級是個非常非常複雜的話題，我們就談談機床就可以了，大家就能明白一切到底有多麽複雜，是怎麽回事。到底怎麽詳細說呢，真傷腦筋呀。我們還是從機床的介紹開始說吧，但機床的種類實在是太多了，就說最具代表性的普通車床吧(其實是我這個FC當年主攻學的就是車床，對它最熟悉而已)。

　　簡單說機床的組成分為:床身(含導軌)、動力系統、齒輪箱、主軸、刀具系統、控制系統、尾頂(正規名字記不清了)等。

　　動力系統一般是電機，以前還是皮帶(你看到的沒錯，直道20世紀初還是皮帶，廠子有專門的動力車間，將動力傳到加工車間的橫梁上，橫梁上掛滿了皮帶，每個皮帶下面帶動一個機床)。電機帶動齒輪箱運動，齒輪箱一路帶動主軸轉，一路輸出到刀具系統作進刀用。主軸的一端通過齒輪和齒輪箱連，一端有個爪盤，用來抓住加工件，從而實現讓加工件旋轉的目標。主軸是通過裝在其上的軸承來支撐在床身上的。尾頂在導軌上，如果加工件比較長，就頂住加工件。

　　刀具系統也在導軌上，它可以沿導軌橫向移動，刀具還可以縱向移動。

　　開機後主軸帶動加工件高速旋轉，通過橫向和縱向移動刀具(即進刀)，就可將加工件加工成所要的諸如圓柱、錐形、凸肩圓柱等等所需形狀了。這個過程，大學中參加過金工實習的都明白(回想當年，車、鉗、銑、刨、磨，真的很要人命呀，當年在車床實習時差點發生血案呀)。什麽?你的金工實習隻手工做過榔頭，沒有開過機床?找視頻看去！(炫耀一下，本FC當年可是用車床做了一個榔頭)。你的金工實習用的是雕刻機?不會換個腦筋想一下，你那是加工件不動，刀具(銑刀、鑽頭等)動，剛好和車床相反嗎?你金工實習的是數控中心?牛B的學校，先拜一個，顯擺也不用這樣嘛，BS100遍。

　　三、車床的精度分析及如何提高這個章節比較枯燥，看官們就忍著點，高潮在後面。

　　現在你有車床了，可以開工了，但是慢著，你的設備加工出來的精度是多少，總不能拿一個產品來測一下就說精度是這樣吧。你的機床可是大批量生產用的，必須要有一個理論指標。

　　什麽?我的設備是買的，理論指標是廠家提供，我不管為什麽有這個指標，如何提高也不是我的事。

　　好了，好了，你是車床的使用方，你不懂這些也沒關系，隻要造好你的產品就行了。可一個機床廠，一個國家，如果連這都作不到，有什麽工業升級能力呢?別忘了，其它工業需要的機床各種各樣，千奇百怪，隨時都有新的種類冒出來，沒有機床的理論知識如何能滿足要求呢?談什麽工業母雞呢?被人一卡脖子就完蛋了。

　　在上面所說的車床組成部分中，它們都在影響著車床的加工精度。

　　a、電機電機是機床的動力來源，如果電機的運轉不平穩，那麽加工時刀具和加工件的相對速度就有了變化，兩者之間的作用力一直在變，兩者的變形也就在變了，加工精度自然也下降了。但普通機床在這方面要求不嚴，電機也說的過去，相對其它方面影響就小了，但這個問題在超高精度機床時比較明顯。

　　順便說一下，分析運轉不平穩中加工內在過程以及精度變化的書一直是大牛們的天下，我等隻能是仰慕再仰慕。

　　b、床身床身如果在工作中有震動，必然要對精度造成影響。良好機床的床身設計，中間扯到受力分析、震動分析等等，一直是高手的天下。如果由於應力導致變形，精度自然就下降了，而鑄造和加工床身時，必然會產生應力。所以以前機床廠都會露天擺一大堆床身在外面，任憑風吹雨打(當年本FC第一次去機床廠時一直在想為什麽不把這些廢鐵賣掉呢?)，靠自然和時間來消除應力。現在有應力檢測設備了，可以人工消除應力，但一般效果還是沒有自然的好。現在有些機床廠做好機床就是通過回收舊的機床，用舊的床身來做機床，這個舊機床床身也是一個很火爆的市場呀。

　　機床床身的加工精度也會極大影響機床的精度(不僅僅指鑄造，機床本身也是需要機械加工的)。而機床床身呢，也是要用大型機床加工的。

　　c、齒輪箱一般電機不能直接帶動主軸運轉，齒輪箱在其中起變速的作用。齒輪箱和主軸間是通過齒輪齧合的。這方面一直是機床設計的重點之一，精度也在這方面受較大影響。

　　齒輪傳動會有不平穩現象，並且有相當的側向力施加在主軸上。齒輪傳動的不平穩，可以靠齒輪加工和安裝來降低，而這說起來很容易，其實是很難的。齒輪設計時是分級別的，好的齒輪相當貴，噪音小，運轉平穩。至於傳遞給主軸的側向力，會導致主軸側向變形---學過材料力學的童子們還有沒有印像?杆的受力分析與計算(當然這是簡化的模型)---從而主軸的轉動會出現偏心，加工出來的東西截面不再是圓，而類似橢圓，幸好這塊的分析比較成熟了。

　　而齒輪的加工也是靠機床來實現的，沒有高精度的機床，自然不會有高精度的齒輪。機械領域，齒輪傳動是最廣最重要的傳動方式。國朝當年為了軍事，還專門繞過巴統進口了一批設備專做齒輪。在大家熟悉的汽車領域，變速箱誰的水平高，誰的水平低，那可是沒有一點虛假的。

　　齒輪的安裝，良好的工藝、有經驗的技工，都是必不可少的。而且，還有一點，機床床身的精度直接影響著齒輪箱和主軸之間的齧合。

　　在齒輪的研究領域，各種各樣的齒輪都被人提出(當年有門課就特種齒輪，裡面全是理論和計算公式，讓人頭暈目眩，更讓人受不了的是，每部分都注明要實際驗證效果)，各種各樣的分析書籍到了汗牛充棟的地步，一直到還在不停的研究新型齒輪。

　　d、主軸系統主軸系統一直是機床加工精度的最重要環節。可以這麽說，這個機床的主軸系統是采用什麽方案，基本上它的加工精度就決定了。

　　主軸系統一般包含:主軸、軸承(主軸就靠它支撐在機床上)、齒輪、爪盤等。

　　前面講過，來自齒輪箱的側向力導致主軸彎曲(當然這個彎曲是很小的)，其實還有一點當時未提，在這個彎曲導致的運轉偏心中軸承非常關鍵，而且還有刀具和加工件之間的作用力疊加在上面，加上軸承本身的複雜性，簡化模型一大堆，可精密模型就非常非常難了，大牛們靠此為生者不知多少，我等隻能在旁送上仰慕和無比敬佩的眼光。超高精密機床的革命性突破也多在此。

　　但在傳統普通機床的設計中，這一塊其實是比較簡單的，當然精度嘛也就普通了。這個事實充分說明了簡單的東西其實是最難的。

　　在這個系統中，軸承是很關鍵的東西，普通軸承大家都見過，但精密軸承就不一定了解了。相關人士肯定知道軸承的分級，高速高精度的軸承是很難做的，曾經有俄國的無畏艦就因炮口座圈的軸承無法制造而在一戰間一直呆在船台上。巴統在高速高精度的軸承方面一直對國朝是禁運的，國內有企業就是因為封鎖而一直一副天屬老大我屬老二的態度。軸承的種類和類型是相當多的，千萬不要以為就隻有滾珠與滾針軸承，這隻是最常見的兩種而以。就這兩種中超高精度的對國朝也是禁運的，而這兩種的詳細力學模型和分析也是隻有大牛們才能完成(千萬不要和我談簡化模型和分析)。

　　一句話，軸承在現代社會中相當重要。當然市面上有些奸商以次充好，這是讓人無比憤怒的事。

　　e、刀具系統刀具在機床中也很重要，記不記得很多大牛就是分析刀具和加工件的物理變化過程而吃飯。這個東西要做好，要扯到材料分子學、力學、細微切削過程等等一般人如聽天書的東西。

　　如，刀具受力後變形，刀尖是否還在對著加工件的旋轉中心呢?刀具的顫動對加工精度的影響，刀具的磨損情況研究及對加工精度的影響，不同材料的刀具會如何，這些東西都是大牛們的飯碗呀。

　　刀具系統的運動是靠絲杆來實現。如果絲杆精度不高，運動就不平穩，精度就差，尤其在橫向和縱向同時進刀時，特別忌諱這個。高精度的絲杆很難做，要求有多高呢，舉個列子，加工好後要筆直的吊起來放，以防止變形，自然安裝的要求也相當高。

　　f、導軌在前面講了導軌一般是床身的一部分，可寫到這部分我覺得還是分開單獨寫比較好。

　　刀具系統在導軌上移動，才能加工出想要的東西，否則就隻能加工出一個圓，而不是一個3維的東西。

　　但是如果導軌不平，加工出來的東西精度就可想而之，因此導軌是機床很重要的一個環節。它是如何做的呢?有童子說了，它是用磨床磨出來的。錯，它的粗加工是磨床，精加工其實是靠人工加工出來的。工人們拿一個類似小鏟子的東西，當用測平儀發現哪不平後，就用小鏟子在那鏟一下，一個導軌要鏟好幾天，最後出來的導軌上密密麻麻到處都是花紋，其實這是鏟過的痕跡。本FC當年去機床廠實習時，絕大部分車間都因機床行業不景氣而停工，隻有加工導軌的工人們在上班，不過是在為老外鏟導軌。

　　隨著磨床的性能提高，現在有些普通機床不再用人工鏟了，而是直接磨出來。但精密機床仍然是靠人工鏟出來的。因此，有經驗的技工的作用在這可是一目了然。

　　g、尾頂由於不是每種類型的機床上都有它的，在這就不多說了。但是，在車床中，因為它的頂針中心必須和車床主軸的旋轉中心對齊，它和床身是匹配關系。在以前，尾頂如果壞了，這個車床基本就等於報廢了。有經驗的技工的作用在這也是非常非常明顯的。

　　四、經驗和手工加工在車床中的重要應用

　　手工加工?工業革命的標志不就是用機器製造機器嗎?很多童鞋會有這樣的疑問。沒錯，工業革命相對於農業時代的手工作坊而言的確是機器加工機器。但手工加工從來沒有退出過機械行業。在前面的章節中提到，好機床的導軌是人工鏟出來的。還有一個列子，可能對大家的理解會更深刻，國朝曾從獨國引進過一套柴油機生產線，投入生產後發現，我們的產品比獨國原廠生產的噪音大，震動大，大到什麽程度呢?我們的展示工作時要將它固定起來，否則就會移動，而獨國的則無需固定。不僅如此，我們的還漏油！當時有人懷疑獨國人將我們坑了，畢竟無商不奸，大鼻子鬼子也不列外，這可有很多前車之鑒的。可是最終發現，獨國人在這事上很厚道，賣給我們的生產線和原廠的一模一樣。問題就出在最後的工人手工對精密零件的處理和裝配上，在獨國原廠的生產線上，乾這活的都是四五十歲的有經驗的老師傅，而在我們的生產線上，全是一幫小年輕。2000年我在軍工廠時，出口海灣某富國的雷達系統配的電源車上，用的就是這個產品，快10年時間了，問題仍然沒有解決。

　　在機械加工中，手工一直是很重要的一個環節。最早時，機床的生產過程中絕大部分都是手工，越往後，手工越來越少，但手工隻不過從普通加工中退出，仍然在很多靈活和高精密的環節存在。

　　1、靈活方面。到現在人由於智慧的存在，人手仍然是最靈活的，沒有任何工具可以比的上。

　　在車床應用中，有一個環節深刻的顯示了這一點。我們知道，工件是要卡在抓盤中才可以加工，而由於經濟等方面的考慮，這個零件先是在普通車床上粗加工，然後到精密車床上精加工。現在問題來了，這個零件是在夾具上裝卸了兩次，第二次裝上去後和第一次的安裝中心能重合嗎?

　　如果不重合，兩次加工之間的待加工量就必須留大。還有更麻煩的，如果被夾住的部分也是要加工的話，如何保證兩次加工的同心呢?那麽在以前這些完全靠工人的手工來保證，工人師傅將工件安裝在爪盤上後，先讓車床低速轉動，看是否同心，不同的話就停機用木榔頭從側面敲打工件，然後再開機低速轉動，再檢查。

　　最後一直到人眼分辨不出不同心為止。當年學的時候，老師們反覆強調盡量要減少加工中在夾具上的安裝次數。當然，現在的加工中心已經相當程度解決了多次在夾具上安裝帶來的問題，有的已經做到只需一次安裝就可加工完工件了。

　　在安裝機床的絲杆時，一般人安裝的就是不合格，在走刀時動不動就有“澀”的現象，可在有經驗的師傅手中，走刀從頭到尾就輕松自如，這就是差別呀。

　　軸承和軸之間的真正接觸面積有多大?我們一般說兩個平面接觸，其實並不是整個平面都相接觸了，其實隻有一部分接觸了，對於軸承和軸，也是這樣。因此受力就不再是均勻的，這個問題嚴重影響著雙方的受力、磨損、壽命等情況。所以在大載荷、高速的地方，軸承和軸用過盈配合來保證接觸面積。那麽怎麽測這個接觸面積呢?說起來很簡單:在軸承的內圈塗上類似紅藥水的東西，再將軸承裝在軸上，然後將軸承從軸上卸下，看軸上被染紅的部分就知道了。當然，這個過程說起來很簡單，可必須要有經驗的老師傅來操作。

　　當然，有人會說，車床的每個零部件加工的都精密無比，老師傅們就失業了。

　　可在實際上卻是不行的。比如，主軸要裝兩個軸承，安裝到車床的車頭中去。如果軸和軸承加工的越精密，配合越小，那麽在軸上安裝軸承就越困難，甚至會因為裝偏而降低車床的加工精度。將主軸系統裝到車床的車頭中去時，也是同樣。這個問題的原因在於這種結構形式理論上就決定了會有這些困難，而且越精密困難越大。

　　2、高精密方面。前面講了，好的導軌是人工鏟出來的，這裡就不多說了。

　　我第一次見到0級精度的金屬圓柱和平面(千萬不要和鏡面混在一起，在機械中那是指表面光潔度，和圓度、圓心度、平面度等是兩回事，我們一般說的加工精度是指後面的東西)是在學校本系的陳列室中，當時無比驚訝。童子們，0級加工精度呀，對於我們學機床的而言簡直就是看見了夢中女神呀。當看到上面標的時間是60年代時，我的第一個感覺是誰說社會主義不好的，我們60年代就有機床能加工0級精度的東西了，大米算什麽呀。可是，這些東西是老師傅人工加工出來的！！！

　　這裡簡單說一下0級的平面是如何出來的，就是拿兩塊金屬對著研磨出來的。看起來很簡單，可磨得稍稍有點不好，就是一邊凸，一邊凹。當然實際情況要複雜的多，參與對磨的也不止一對，凸的對凸的，凹的對凹的，最後經過多次對磨後得到一對0級平面。要知道，在90年代初，8級鉗工在外面乾活，1個小時就沒有低於30兩銀子的，當時畢業的大學生能拿到600元/月就非常高了。

　　有人會問了，就算老師傅們的手極其巧，可這麽高的精度，老師傅們在加工中如何知道哪邊到位哪邊不到位呢?這個問題我無法作詳細的回答，因為針對不同的手工加工情況，在加工過程中老師傅們會設計用不同的方法來進行檢測，比較常用的手段是手摸、眼看、光學影子放大等，其中老師傅們的感覺極其重要，比如，同樣的一個加工面，我怎麽看都沒問題，他們一看就知道什麽地方有偏差了，水平高的還能給出誤差的數值。就像抽煙喝酒一樣，高手就能精確的分別，哪個煙好，哪包煙是假貨，我的感覺就極其粗糙，順便聲討無良的奸商。

　　灰熊貓在他的《偷光》中寫道，私通黃讓工匠做螺杆，花費了5千兩銀子和兩年多的時間。我看到這，第一個感覺是私通黃絕對是個FC，讓手下的工匠給大坑特坑了。對於古代的工匠來說，做好螺杆也不是什麽不得了的事，要知道，古代工匠的手是非常巧的，手工加工比這複雜的多的東西都沒任何問題，你隻要告訴他們要做的東西是什麽樣的就可以了。古人很多時候加工的東西精度不高，根本原因是社會不需要這麽高的精度，而不是他們不能做到。因此，隻要穿越者本身有一點理論功底，在古代搞出比英國工業化早期機床先進的多的設備完全是很簡單的事。當然還有一個可能，私通黃找的兩個工匠根本沒有出師，奇蠢無比，私通黃為他們支付了昂貴的不能再昂貴的學費。當然，感興趣的童子們可以向鉗工師傅請教一下如何做這個東西。

　　順便再提並強調一下，手工不僅僅指鉗工，車、銑、刨、磨等各個工種，都有8級工，大家的機床都一樣，可高手加工的精度和效率就比一般人高很多很多，在上面提的車床二次裝夾加工件時，8級工裝出來的誤差可以比車床的加工誤差還小，8級工們經常加工出比機床加工精度還高的多的零件。就算是現在數控的年代，好的技工也是不可替代的，千萬不要認為反正是先進的數控設備，操作員隻要會編程就行了，當然，8級技工們也要與時俱進，學會編程等新的知識。

　　有人會說，手工活完全靠天賦，經驗無法傳遞，所以不能指望好的技工。此言大錯特錯，手藝是可以傳承的，而且還能推陳出新，技工們本身就要掌握相當的理論知識，看過以前考技工等級的人就會知道這一點。好的手藝要有天賦，可不是完全靠天賦，後天的因數佔的比列相當大。技工們的手藝好好規納總結，是可以大規模的培養技工，從總體上極大提高技工水平的。以前的大型國企，都有技工學校，出來的人水平相當不錯。

　　現在麽，我就沒有看到有哪個好技工願意主動好好帶徒弟。當然越高級的技工，成材的比列越低，代價也很高，所需要的時間也多，加上人受外界影響大，因此對於製造業來說，機器降低對操作員的要求有著重要意義。