論「工業母雞」〈二〉

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，最後經過多次對磨后得到一對0級平面。要知道，在90年代初，8級鉗工在外面幹活，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，可這麼高的精度，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，我怎麼看都沒問題，他們一看就知道什麼地方有偏差了，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，私通黃讓工匠做螺桿，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，做好螺桿也不是什麼不得了的事，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，你只要告訴他們要做的東西是什麼樣的就可以了。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麼高的精度，而不是他們不能做到。因此，只要穿越者本身有一點理**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，操作員只要會編程就行了，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，後天的因數占的比列相當大。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。

現在么，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。

五、更好的理論及方法在車床加工精度進步中的決定性

太祖有一句名言「沒有文化的軍隊,是愚昧的軍隊」，那麼理論和方法在車床性能進步中起到了什麼作用呢？很多人會說，機床的零部件精度越高，機床的加工精度越高。好吧，不得不承認，這話是有道理的。可是，這話也是僅有點道理而已。如果我當年這麼回答老師，肯定要不及格了，用當年同學的話來說就是「被老師用竹竿捅下來」。對於我們學機床的而言，這種回答是一個想當然的回答。

我們在前面已經大致說了車床各個部分和它們對機床的加工精度的影響，但是請注意，各個部分對加工精度的貢獻是不一樣的，因此要提高加工精度，必須能夠正確的分析出各部分對加工精度的影響。然後對應的去提高精度或改變結構或原理，這樣才能達到效果。比如，導軌的精度一般情況下就不要打什麼主意了，即使能提高精度，對大部分車床加工精度的提高也是忽略不計的。

那麼，如何去進行相關的計算呢？從一開始的完全靠摸索，到各種各樣的簡化模型，再到現在的精密模型，機床的設計一直在圍繞著這些理論和模型轉。這些理論和模型中間用上理論力學、材料力學、彈性力學、塑性力學、流體力學等等當時最前沿的知識，歷史上有無數讓後人仰慕的牛人為它奮鬥了終身。但在以前，計算方法都是簡化計算或經驗公式，因此對機床的精度的全面細緻分析一直沒有，人們雖然能造出高精密的機床，但靠的是理論的大致指導和各個方面的不停摸索出的經驗，因此對於整個工業來說，高精密的機床的生產還是手工作坊式，誰也不能完全保證這是個可複製的生產過程。直到70年代，有限元法的橫空出世，模型才能精確分析，開始比較有說服力了。正如**到處是JQ，可光補風捉影的猜測是不行的，那隻會讓人民群眾真正關心的JQ溜掉，因此要有證據，要從心裡學、社會學出發，構建出雙方詳細的心裡變化和活動，才能真正的發現JQ。順便提一下，有哪位好人能給我幾張豬頭卡，我要用它們來對在**軍版公然發展JQ的童鞋表示廣大群眾的熱切關心。

當然了，提出理論模型無論對錯都是要付代價的，大家都是吃這碗飯的，誰會自認自己不行呢？因此吵吵嚷嚷是常態，動用學霸作風打擊對方也是很常見的，各國都如此。我的某位工科老師留學前蘇聯，前蘇聯的博士（副？）答辯委員會成員是國家指定成員來自的單位，該單位將人選上報國家后基本要這人退休后才能換人。畢業答辯時他的一位同學選了一個高難度的課題，在學術界一直是有爭論的，放國內那就是應該好好表揚的事，可答辯委員會成員聽完論文後，他們之間卻分成幾派吵了起來，那個倒霉的同學在上面不知所措的站著，純潔的像個小白兔一樣，最後只能第二年再答辯了。當然了，一旦模型和理論被證明正確，那就抖起來了，那就是新一代的學霸。

順便說一下，對於我等學機械的來說，有限元法就是聖殿呀，干機械設計的不會有限元分析，出門都不好意思和人打招呼。當然了，由於機械發展的實在是太久了，中間出了很多的經驗公式和實驗數據，一般的設計，不用有限元法照樣可以完成。記得本FC在課程設計時，計算校核就是經驗公式、查表、查各種性能曲線。到軍工廠后驚訝的發現，搞機械設計的竟然沒人懂有限元，但同時絕望的發現，他們的設計也沒任何問題。他們的經驗豐富到什麼程度呢？設計室的主任能夠簡單用筆算一下就能知道你這個設計（雷達）的重心在哪，而且誤差還很小（為什麼要說重心，因為雷達是旋轉的，要配平，這很重要）。當然了，不管再牛B的經驗，理論和方法上一旦能精確分析，終究會變成新時代的屠龍刀法。

a、對於機床的動力來源，我在前面的介紹中已指出，直道20世紀初，很多機床仍然不是用電機來獲得動力的，而是動力車間通過鍋爐產生動力，傳遞到車間的大樑上，再通過皮帶傳遞到機床上。那麼，機床的轉速和速度的不均勻性就可想而知了，更何況，一個車間的機床的皮帶都是連在一根大樑上。在歷史上，人們為降低來自動力對加工精度的影響可是動足了腦筋，在理論的支持下各種方法都用過，如工作過程中機床都開著，而不是一會有一台啟動，一會有一台關機，這樣可以保持動力的總輸出是穩定的，從而提高加工精度。

動力換成電機后，自然機床的加工精度就立馬提高了。現在么，有的機床開始不用普通電機而用各種先進的伺服電機了。

b、車床床身的震動和彈性變形對加工精度的影響，解決的方法就不是加工精度更高，而是修改設計。如中間增加橫樑（比如，平行四邊形受力很容易變形，而變成田字形就好了）、修改尺寸形狀等（不同的尺寸和外形，對震動的響應是不一樣的）。一般設計師們不會採用換材料的方法，因為床身很重的，換材料成本太高了。在這中間，對床身的精度要求沒變，但車床的加工精度已經變好了。

有限元在這方面是個利器，但機床的模型正確與否直接決定了最終效果。

c、說實話，齒輪箱的變化到不大（其中的軸承放在下面談），但是，這也僅僅是看起來。它是一個對理論設計和精密度要求都很高的東東。比如說，斜齒輪和人字齒輪就比直齒輪運動平穩、噪音小，凸面直齒也比普通直齒效果好。但是，應用最廣的直齒輪最主要的變化是提高了加工精度，其它的更多的是靠摸索，有理論指導下的摸索，也有瞎貓碰死耗子的摸索。這簡直就快成特列了。

但是，在這漫長的過程中，齒輪箱的設計可是理論翻新很多，要達到效果就千萬不要把希望完全寄托在齒輪的加工精度上，別忘了這中間還有很多受力變形的問題，這些問題的解決比完全指望齒輪的精度要有意義。當然了，經驗在其中也起著重要作用。

d、在車床中，主軸系統是個極其關鍵的部分，當然，車床頭上裝軸承的孔精度越高越好，但軸承的精度卻是其中的關鍵，對於軸承的精度，滾珠是其中的關鍵，但這不是指滾珠的精度！在主軸受力后，力傳遞到軸承的內圈套上，簡單的說有軸向力和徑向力，這些力有傳遞到滾珠上，而滾珠之間是有間隙的，在這種情況下，有的滾珠之間很擠，有的很松，軸承的內圈在此情況下變形，軸的旋轉自然也就不是同心的了，而是一個錐形。因此，不同受力指標的軸承，滾珠的大小、數量、滾珠和滾道在軸向的間隙等都要靠理論分析來決定，這個因素比滾珠的精度要重要的多,可以說是對軸承精度影響最大的因素。當然，軸承的內、外圈的精度、滾珠及滾道的硬度等等也是因素。

我曾見到過迴轉精度極高的密珠軸承，簡單說它就是靠裡面密集的小滾珠實現了高精度。可它正因為滾珠小且密集，只能低速、受力小，因此常用在高精密儀錶的轉檯等上，基本無法在機床上應用。當然了，軸承的種類實在太多，滾針、氣壓、油膜、液壓等等，可能在機床領域使用的就很少了。

軸承在一代代先進理論的指導下，精度越來越高，自然，機床的精度也水漲船高了。合理的設計主軸，也能相當的提高機床的精度。

e、刀具是機床中直接實現切削的部分。前面已經提過，它扯到的理論太多太複雜，每一次進步都是不容易的。我曾經因為工作需要，買過多本詳細研究切削加工過程的書，作者都是世界著名大學的教授主任之類的，裡面的分析從宏觀到微觀，理論一套又一套，假設一個又接一個，加工斷面的顯微圖一張又一張，其中的理論都有事實和顯微圖為依據，可仍然不能像理論力學那樣自圓其說，矛盾也很多，最後的結論仍然是經驗型的，當然也是先進的。物理對物體的微觀研究早就到原子內部，但加工過程的機理仍然還在探索之中。

但對於刀具而言，它在加工的重要性是個很有意思的話題，一方面，它也沒什麼極其重要的，另一方面它一旦有了突破卻又能震驚業內人士，讓大家感覺到不可思議。比如說，車床，刀具可以工人自己做,就是焊點高速鋼到到刀柄上，用的差不多了就重新焊點上去。當然，也有賣完整刀具的，兩者使用起來，後者對刀很容易，一次加工的深度可以很深，由於外形合理，使用受命要長，而且加工磨損小，對保持一刀加工中的精度很有好處，但一但用的差不多了，就只能報廢買新的了。可我用前者多加工幾次，注意對刀，一樣能達到後者的加工精度，而且使用成本還低的多。後者在技術上代表了技術的突破，是發展方向，可前者也不是就不行了。因此，我國的刀具行業的落後，有它的原因，但決不是說刀具差了就幹不了活。

我希望大家能正確認識這方面的問題。

f、工藝

現在又說到工藝了，工藝的重要性大家都很清楚了。經常有人說「我們能設計出來，可工藝不行，因此造不出來」，很遺憾，絕大部分情況下，尤其是機械方面，這個說法就是錯誤的。工藝本身就是設計的一部分。工藝本身就是一個很複雜的理論和無數方法的集合。說句實話，工藝對各種理論的要求相當高，由於它牽扯的方面太多，故而難度很大。一個好的設計師，本身的知識就要包括要具備好的工藝知識，能夠利用各方面的理論知識去找到工藝方法。不要以為方法就是沒什麼技術知識含量的，其實它的技術知識含量相當高。

如要加工一個超長軸或超大件，現有的車床不能完成，可牛X的工藝師會設計出巧妙的裝夾具，用它去完成加工，這其中要用各種理論證明裝夾具能保證加工件要求的精度。在機床的生產過程中有大量的裝夾具，這些裝夾具保證了機床的精度。

不論機床的哪部分，一旦有了更好的理論分析，往往就意味著機床又開始進步了。

順便賽點私貨，我看了一些機械相關的專業書籍，對作者進行比較，發現一個有趣的現象。在國外，尤其是小白們一談起就KC發白的發達國家，往往這些作者的工作經歷是某著名大學畢業，在業內聞名遐邇的企業干到總工、研究所負責人、首席專家什麼的，到40－50歲回到大學，出任教授、系主任之類的。他們寫的書，理論和實際結合的相當好，提出的理論和方法不僅是看起來先進，而且很有說服力，很震撼人，對實際工作很有指導。相比之下，在國內，現在更常見的現象是博士畢業后就留校，一路干到教授、系主任，或一直在某研究所干，一直干到高級研究員、負責人。他們寫的書，比之前者就差的遠了。再加上，工作以來經常看到很多大學（包括國內公認的牛X大學）的教授們，一個個30出頭，在外面接項目干，滿口的理論讓人無法反駁，可事實卻經常在打他們的臉。我常想，如果我是教育部長，就下令，沒有在工廠干滿10年的，不能出任大學教授，沒有干到相當於總工的，不能出任系主任。此處強烈歡迎打臉。

六、偉大的工業化大生產（標準化、自動化及流水線，爆武器海的必備）

本章原是準備在「牛B的數控時代」這一章節中寫的，後來發現還是的專門寫一章才行。謹此向讀者們道歉。

人類進入偉大的工業時代，一夜之間，物質財富急劇增長，各種產品向潮水一樣湧出，讓人目瞪口呆。反應在軍事上，偉大的單炮塔皇冠－－－－T34海就是工業化生產頂峰的一個代表傑作。什麼？你說米格21海和f16海，讓我們熱血沸騰的是無比宏大的機械化時代的一戰和二戰，如果是穿越到電子時代的，請看下一章。

很多小白一穿越，就大喊特喊標準化，以為標準化就可以極大提高產品生產率。究其原因，是因為今天的很多宣傳上宣傳標準化是極其重要的。他們孰不知這背後的深刻含義，簡單的將標準化理解為工業化大生產的唯一條件。

標準化，其本身的目標是：

1、裝配變簡單，降低了對熟練工人的要求，從而提高了裝配這個環節的生產效率。

2、實現零部件的完全替換，產品的維護變簡單，得到用戶的歡迎。

3、隨著生產的社會分工，標準化對此有著積極的意義。對於機床供應商和工藝人員來說，只需研究在這種情況下如何製造更好的設備和加工工藝，從而提高設備的性能以及加工能力。

標準化的實現，必須要隨著加工設備的精度提高，測量設備具有快速測量能力等條件才可以在大規模的工業生產中發揮優勢，否則的話，代價太大，得不償失。關於工業化的大規模生產，決定性的因素是機床的性能，比如，一個工廠理論上最大的生產能力由加工設備來決定，和是否標準化無關。現代的各種加工過程的優化生產方式，如很多人嗨的不得了的流水線方式，只是充分利用加工設備，減少其它的人為影響生產效率的因素而已。

在這裡，加工設備主要是各種專業機床和後來的各種自動化機床及流水線，具體原因在下面說。

測量設備主要是量規。因為用通用量具，測量對工人要求高，花的時間多，不適合大規模工業化生產的要求。而量規的種類是很多的，往往還要定做，不是買幾個就行的。如果這兩方面都保證不了，那就降低標準化的要求吧，採用按公差分組匹配的方法解決問題，這也是歷史上長期採用的方法。如步槍直到大米的M16出現后，才真正實現零部件的完全替換。

還有，要實現標準化，必須作大量的實驗，從而編製出合理的公差表，否則就會對生產造成極大的困擾。舉個列子，槍械的加工中長期使用按公差分組匹配的方法，但到底什麼樣的公差分組才能將槍匹配的好呢？如果公差分組不當，裝配出來的槍自然有的好有的差，無法實現公差分組的目標，反而會給自己造成極大的麻煩。