实现高精度平面的技术解析

创造高精度平面的历史，可以追溯到约瑟夫·惠氏（Joseph Whitworth）（1803～1887年）想出来的三面配研法。如图2.15.1所示，准备三块板（一般是用铸铁制成），每两块一组，接触面各自旋转90°后进行配研，并反复此操作。

配研是指在一侧板的表面上薄薄涂上光明丹，对两块板做研磨，只有凸部的光明丹受到高压而涂色改变，将改变的部分做微小的“刮研”作业。这个作业反复顺次进行的结果，三块板都同时实现高精度平面。将这三块中的一块作为基准平台，其他的两块作为作业平台，只在制造机械零件时使用。

莫兹利（Maudslay）于1800年期间利用这个方法得到高精度的导轨面，在制造高精度车床机械加工技术领域带来了革命性的技术进步。在两个平台涂以薄薄的油等液体。仔细加以啮合，当两者的空气挤出之后，两者紧紧连起来，发现的这个作用对约翰逊（Johansson）的量块的发明有重要影响。

图2.15.1 三块板对磨法的次序

用这样的平台不仅可以制造高精度平面，而且由此可以制造基准钢直尺和直角规。

例如兼为直角规的直尺规的制作如下。如图2.15.2a所示的直尺规，制造时首先做No.1平面，制作方法可按上面平台制作时所用的高精度面制作要领来进行。

(www.xing528.com)

图2.15.2 直角规及其制作

a）直尺规 b）直角的判断方法

下一步，制作与No.1面平行的No.2面，此时在基准平台上读取各个位置的高度，在维持平面的同时要达到各位置高度一样地进行刮研作业（实际上要有相当的熟练度）。这一作业完成后，再制造No.3面使之垂直于No.1面或No.2面。直角的判断方法如图2.15.2b所示。当No.1面在上面时，较之No.2面在上面时刻度差的一半即为偏离直角面的距离。

高精度平面适用于高精度机械的所有场合，如果无法做到高精度平面，则装配时达不到精度，或者发生以此作为运动基准时机械运行的移动体的运动精度达不到的问题。又因为高精度的平面决定了工夹具的性能，因此这个技术在要素技术中可以说是特别重要的技术。

认为通过机床加工就能得到高精度平面，但实际上由强制加工（例如切削或者研削加工）的方法是不容易得到高精度平面。为了尽可能得到高精度平面，必须使用刮研或者研磨这样的选择性压力加工法。

【系1】高精度平面可以用三面配研法做成。