
有的網友說:“造假!和那些采訪太極拳大師的視頻一樣一樣的!”,也有的網友認為,只有在制造機械落后的國家才會如此的依賴人工,宣傳頌揚這些厲害的匠人不利于鼓勵科技創新......看到這些評論之后,相信不止涉世未深的小編也是疑惑重重,很多網友也是一頭霧水?;诖耍【幩煺垇砘钴S于網絡的諸位業內人士各抒己見,達到在不斷交流中接近真相的目的。下面,就請大家先看看他們都說了些啥?
網友LovelyHibiki:
我認為一些入行多年的能工巧匠確實能夠做出比較精細的工件,但是,手工是永遠無法達到機械加工的精度和穩定性的。閑話少敘,看下面的例子,用事實說話!
下圖是長春光機所生產的高精度中階梯光柵,每毫米有6000道均勻的刻槽, 刻槽間距誤差小于一根頭發絲的千分之一,加工時僅僅是工匠手的溫度帶來的誤差就足以破壞光柵的一致性了。

完成它的是長春光機所承擔的國家重大科研裝備研制項目“大型高精度衍射光柵刻劃系統”。

大型望遠鏡和空間光學系統的反射鏡片,一般用鋁、鈹或者碳化硅制成鏡坯,然后用高精度磨床將其磨成所需的形狀。
下圖是長春光機所研制的4m直徑碳化硅鏡坯。

下圖是人類空間光學的造物,預定于明年十月發射的詹姆斯韋伯太空望遠鏡的6.5m鈹反射鏡,放在這里作為鏡片加工完成的例子。

不管是吉林一號、高景一號、地球之眼這樣普通的遙感衛星,還是NRO的鎖眼偵察衛星,亦或是披著遙感X號或高分X號馬甲的某些衛星,當然也包括上面這塊將要運行于拉格朗日點的太空望遠鏡,他們不分中外不分高低貴賤,鏡片加工精度都至少要達到他們所使用光波長的十分之一這個量級,也就是約20nm,有的還要更高,比如NRO的丟倉庫的垃圾鏡片都能讓NASA撿去當寶。而這20nm的誤差,僅有工匠眼球上的50個水分子寬,比工人手指毛細血管搏動時的尺寸變化還要小得多,而且工件需要加工成的形狀不是平面而是拋物面或者為某些用途精心設計的復雜曲面,你讓個人來加工試試看?
后放個上帝也無法手工加工出的零件:

GE高精度3D打印一體式燃油噴嘴,注意這是展示品,真貨是內部形狀相同的封閉結構。
網友JackyQ:
這個說法,也對也不對。
從對的角度來說,其實所謂“匠人”的日本工業領域的角色就是如此,不僅在機械打磨、裝配方面,甚至還在電子領域,日本的部分軍用的芯片電路是人在顯微鏡下制造出來的。在開發領域過去也有很多這樣的匠人,比如說科研和測試開發用的很多電子電路由于只需要幾片十幾片,無法采用非常先進的設備制造,而普通制造方式故障率又高,所有有不少拿著手提箱的老專家,科研單位打電話請來之后在放大鏡下面默默地焊接電子電路,我看過這個質量真心贊。這個工作在十幾年前各大科研機構攻關自主開發柴油機/汽油機電控系統時候蠻多的,現在比較少了。我在技術評審一些很老的企業的時候,很多零部件需要考慮動平衡,然后就有完全參考動平衡機的動量偏置后純靠手感打孔平衡的老師傅。
但是反過來說,千分之三毫米,其實也就是3u,在汽車領域雖然算高,但也不算是什么特別高的精度。高速旋轉的摩擦副表面如果采用了超精磨+拋光帶的話,圓度一般在4-8u左右。而下圖是目前我生產控制中高的形位公差要求:
誰來手工挫一個我看看?(而且是PQC值哦,一年你要挫一百多萬個哦!)

接下來我們說這個圖片:

我覺得這個照片應該是擺拍的。
為什么3u的精度很難。在實際制造中,根據我的經驗,4-8u的制造精度主要是設備的穩定性,而4u以下的制造還必須加上溫度補償。3u不僅制造困難,測量也困難。所有我的供應商,走進測量室沒有溫濕度機的我扭頭就走,評審會議就是當著總經理的面說你們測量室根本不值一看。4u-8u要求有效溫控測量,一般為20+/-2度,4u以下要求恒溫室測量,要求20+/-1度。對于4-8u加工主要看設備,而4u以下的尺寸和形位公差要求,必須具備加工時非接觸式的溫度測量以及自動式的加工余量補償。那么從制造困難角度來說,除了穩定性外,還有很大一部分的難度是定位和其他的加工補償。
但是如圖中,使用的是簡易的臺虎鉗,銼刀也是粗糙的銼刀,師傅的額頭還有謎之反光(是熱的么?),按照如圖挫出來的零部件,應該是不可能純靠手工加工達到所謂3u的精度的。無論師傅的手感多好,臺虎鉗所裝夾的裝夾面很差,波動抖動都很厲害,而且現場根本就沒有溫控手段,表面質量也會很差,這種戰斗機你造出來就是害人。
所以我大膽的假設一下,這個所謂的3u是否是機械加工到一定程度,然后師傅用銼刀和精拋帶做一些后續加工修正。比如說加工到30+0.01,然后手工順著這個平整面一點點往下拋,拋到30+0.003以下。其他的形位尺寸要求可能會寬一點之類的,然后通過測量手段來篩選合格品。所以所謂手工能達到這個精度,我覺得本身也有一些宣傳的噱頭在里面。
我在國內走的機械制造類的工廠,從兵工相關國企、跨國企業、各地首富投的私企也不下五六十家了,目前還沒看到那家和我說他們的技師能夠手工加工到這個精度的。而是不停的在我的建議下采購幾千萬到上億投資額的生產線和樣品線。
其實大眾們也應該要了解,兵工行業和常規的制造行業還是有區別的,飛豹造的再多也不可能一年七八百萬的規模來制造,一年就小幾百,購買我說的那種機床國家沒有這個信心和投資能力,因為這可能只是一個非常小的零部件而已。能手工的就手工了,而且可以造幾百個根據尺寸測量結果后篩選出一個就好了。
不用考慮我們普通制造業所關心的內費、外費等等,所以就好比我一開始說的那樣,可能你是被迫必須要選擇手工制造,而不是說因為手工制造好所以不用數控機床。
后就是拋棄用途談精度是錯誤的,如果你確實用不到這個精度,那么也就沒有必要上這么高的手段了。
自動化制造是大方向,這個誰也改變不了。我覺得可以考慮的是將軍工制造的民間參與度進一步提升,國家資助國內的制造業企業提升制造,在民用提升的同時借用提升軍用制造能力。起到一分錢當2分甚至1毛錢花的效果。
以上就是我的一點粗淺的看法。
匿名網友:
精加工領域的忍不住了,來說兩句。
有一個邏輯性的問題,討論起來比較有意思。“工匠比數控機床還”這里的指的是終的加工結果,而工匠加工和數控機床加工是對加工方式的描述。那么這里的邏輯很簡單了,加工方式直接決定加工結果嗎?并不全是,因為諸位都漏下了加工中重要的一環,即補償加工(也就等價于控制系統中的反饋環節)。

那么我們就回到了初的問題,終的加工的精度由什么決定?人手還是機器來做這件事都是執行的環節,決定加工精度的還有檢測反饋的環節啊!于是就有以下的情況:

像上圖一樣,執行器的精度低,每次誤差多大看心情,但測量設備的精度高,每次誤差多大都能準確測出。這種情況就比較像人手來操作了,每一次加工的誤差都可能會很大,奈何設備牛逼,每一次加工的誤差有多大都會修回來,如果是熟練的技工大叔的話,在犧牲了一定時間以后,精度肯定是可以保證的。

上圖這種情況就比較像機器了,執行器的精度高,測量設備的精度也高,每次加工后會有誤差但誤差都非常小而且穩定,一般情況下比人手加工要強。
那么人加工就不如機器加工了嗎?分場合。
有一個例子,在加工工件時為了把工件的回轉中心和主軸的中心放在一條直線上,一般我們會拿小錘去敲工件,再拿千分表去測,反復幾次就能把誤差調到3um以下。有一個法國研究生應該是只在工廠中實習過,來時候就很傲慢地說我們國家都用的專用夾具來生產產品,你們這個精度太低了。須知道這樣的結論是非??尚Φ?,一般工廠的精度只是10um的量級(也就是絲),夾具本身裝夾也有誤差, 終的裝夾結果沒有手調的精度高。因為我們會根據千分表的反饋去調節,而夾具設計地再好精度也有限。
機器加工有自己的局限。例如用一個機床來加工導軌,該機床的導軌1000mm長直線度10um左右,那不做任何外部調整,用這個機床加工出的1000mm長導軌直線度不會優于10um,因為機床本身的誤差會被復印上去。這種情況下方便的方法就是讓熟練的技工大叔用手去磨。當然,設計一個伺服機構來在位補償加工也是一個解決方案,但是當精度達到納米量級,首先這種設備就不好制造,能不能造出來都兩說;其次成本?。〖脊ご笫逭f我一天三兩二鍋頭四斤豬頭肉一人吃飽全家不餓,造這么牛逼的設備夠養活好幾十個我了!
這樣的例子有很多很多,哪個更還要分場合。工程的問題很多都講求一個trade-off,沒有好,只有更適合。外行人看機械這門學科容易產生的誤區就是脫離實際情況,直接下結論哪個更強,須知這種結論是很武斷的,尺有所短寸有所長,合適的才是好的。
小編:
感謝以上三位“大神”的專業分析!相信大家在看了以上不同角度的分析之后都對這個問題有了更深的理解,也一定有著很多個人的觀點和看法。在機械行業中,由于加工的環境、技術、器材和要求等等的不同,所有的問題都不是表面上那么簡單,可以一句話就回答清楚。所以,多多討論才有利于大家共同進步。
后,對于這個問題您心目中自己的觀點和看法是什么呢?歡迎在文章下面留言討論。
(資料來源:知乎問答 LovelyHibiki JackyQ)
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