淺談現(xiàn)代制造業(yè)中不可替代的傳統(tǒng)手工刮研技術(shù)

孔琳

摘?要：隨著數(shù)控加工等現(xiàn)代制造技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的手工刮研技術(shù)應(yīng)用日益減少，但在大型和精密機(jī)床導(dǎo)軌的修理及復(fù)雜零件滑動(dòng)副加工等場(chǎng)合，手工刮研技術(shù)依舊具有不可替代的作用。本文介紹了手工刮研的作用，手工刮研的操作要領(lǐng)、注意事項(xiàng)、質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量提高措施。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代制造業(yè)?手工刮研?操作要領(lǐng)?質(zhì)量檢測(cè)

隨著數(shù)控加工等現(xiàn)代制造技術(shù)的飛速發(fā)展和普及，傳統(tǒng)的手工銼削、手工鋸割等技術(shù)已逐步從生產(chǎn)制造業(yè)中淡出，其適用場(chǎng)合日益減少。但手工刮研在大型和精密機(jī)床導(dǎo)軌的修理及復(fù)雜零件滑動(dòng)副加工等場(chǎng)合，依然彰顯著其傳統(tǒng)手工技術(shù)的魅力，充分體現(xiàn)出現(xiàn)代制造技術(shù)無(wú)法替代的作用。

一、手工刮研的作用及其在現(xiàn)代制造業(yè)中的不可替代性

手工刮研是利用刮刀、基準(zhǔn)表面、測(cè)量工具和顯示劑，以手工操作的方式，邊研點(diǎn)測(cè)量，邊刮削加工，使工件達(dá)到工藝規(guī)定的尺寸、幾何形狀、表面光潔度和密合性等要求的一項(xiàng)精加工工序。由于所使用的工具簡(jiǎn)單、萬(wàn)能性強(qiáng)、加工余量少、精度高，因此被廣泛應(yīng)用在機(jī)器、工具制造和機(jī)械設(shè)備維修工作中。

鑒于手工刮研的以下特點(diǎn)，它在現(xiàn)代制造業(yè)中具有不可替代性。

第一，刮削是手工操作，簡(jiǎn)便靈活，不受工件尺寸大小、形狀和工作位置條件限制。

第二，刮削表面接觸點(diǎn)分布均勻，存油能力好，耐磨性能好。

第三，刮削的加工余量較其他的加工方法少，刮削過(guò)程不會(huì)引起工件的受力和熱變形，因而加工精度較高。

第四，刮削可以根據(jù)特殊要求把機(jī)床導(dǎo)軌面有意地刮成中凸或中凹等形狀。

第五，在裝配中可用刮削來(lái)修整尺寸鏈中的誤差。

二、平面刮研的基本操作姿勢(shì)

（一）手推式刮研

右手握刀柄，左手握刀桿離刀口50～75毫米處，刮削時(shí)，左手向下壓并控制刮刀的方向，右手向前推。人站的姿勢(shì)是左腳向前跨，上身向前傾斜，當(dāng)右手向前推刀時(shí)，上身亦向前擺動(dòng)。刮出一段刀花后，左手立即將刮刀提起，這樣可使刀花光滑。手推式刮削的適應(yīng)性較強(qiáng)，但要求臂力大，兩手動(dòng)作配合靈活。

（二）挺刮式刮研

將刮刀柄放在小腹右側(cè)肌肉處，雙手握住刀桿，左手離刀口80毫米處，利用腿和腰部的力量向前推擠，雙手將刮刀下壓并掌握刮削方向。當(dāng)刮出一段刀花后，將刀立即提起，雙手和臀部的動(dòng)作也要密切配合。挺刮式的刮削力量比較大，效率也較高，但對(duì)高位置或低位置的刮削比較困難，刮削面積太大時(shí)也不適用。

（三）拉刮

拉刮是利用拉刮刀，右手抓住刀柄用力向后拉，左手緊握刀桿部分往下壓，在工件表面拉刮出同樣的方塊形刀花。若刃口磨得光潔，鑄鐵材料比較緊密，可刮出花紋齊整而且光潔度較好的表面。其操作比推刮容易，刮削阻力也比較小。

（四）肩挺式刮削

刀柄頂住右肩，雙手握住刀桿距刀口40～60毫米處，用右肩和上身的力量向前挺刮，兩手下壓刀桿并立即提刀。工件位置較高、工件面積不是太大時(shí)，適宜采用這種方法。

三、刮刀角度和刮削角度

刮刀的刃部角度和刮刀對(duì)工件表面所成的角度，應(yīng)按所刮材料的硬度和韌性進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)刮削鑄鐵等脆性材料時(shí)，取β角大于90°;刮削韌性材料時(shí)，取β角小于90°。在掌握α角時(shí)，粗刮或刃口鈍時(shí)，取較大的α角;細(xì)刮、精刮或刃口鋒利時(shí)，取較小的α角。精刮用的刮刀，要在油石上細(xì)致精磨，刃口要平整，光潔度要在▽10以上，只有這樣才能刮出光潔度好的表面。

四、平面刮研的步驟

（一）粗刮

機(jī)械加工后的工件表面，或磨損拉毛嚴(yán)重的機(jī)床導(dǎo)軌表面要先進(jìn)行粗刮。第一遍粗刮時(shí)，可按著刨刀刀紋或?qū)к壍目v向45°方向進(jìn)行，第二遍按上一次的刮削在垂直方向進(jìn)行（即90°交叉刮）。工件較大的不直度、不平度、不平行度、不垂直度等形位偏差，一般都要求在粗刮時(shí)消除其大部分。因此要利用測(cè)量工具檢查其誤差的數(shù)值，盡可能在粗刮時(shí)消除。若有較大的誤差尚未消除即進(jìn)行細(xì)刮或精刮，勢(shì)必會(huì)造成返工而浪費(fèi)了細(xì)刮的工時(shí)。

（二）細(xì)刮

細(xì)刮是在粗刮的基礎(chǔ)上進(jìn)一步增加接觸點(diǎn)，并進(jìn)一步提高平行度和垂直度等。細(xì)刮的刀花寬度應(yīng)在6～8毫米，長(zhǎng)10～25毫米，刮深0.01～0.02毫米。刀口應(yīng)照準(zhǔn)點(diǎn)子刮，按一定的方向（在連續(xù)兩次同方向刮削后應(yīng)改變方向）一直向前順序刮去。如有點(diǎn)子漏刮時(shí)，應(yīng)等全面刮好后，將鐵屑刷去，再進(jìn)行補(bǔ)刮。

（三）精刮

精刮的目的，在于進(jìn)一步提高工件的表面質(zhì)量，而對(duì)尺寸的影響極微。在精刮時(shí)，刃口必須經(jīng)常研磨，要求平整銳利，為此，必須在油石上磨出光潔度較高的刃口，以保證刮出優(yōu)良的刮削表面。在刮削時(shí)，要用小型刮刀或?qū)⑷锌谀コ苫⌒?，刀花寬?～5毫米，長(zhǎng)3～6毫米，起落刀時(shí)要防止刀口深入。每刀均應(yīng)落在點(diǎn)子上，一般稱之為修點(diǎn)子。落刀時(shí)要根據(jù)點(diǎn)子的大小掌握輕重。顯示劑應(yīng)涂于工件表面，而且應(yīng)該薄而均勻，否則會(huì)出現(xiàn)假點(diǎn)子，造成錯(cuò)覺(jué)。

（四）刮花

對(duì)于外部的加工表面或機(jī)床導(dǎo)軌，為了增加美觀，在刮研好后或精刨好后，要經(jīng)常進(jìn)行刮花。刮花去除的金屬層極微，一般并不影響工件表面的精度，但若刮花表面，也是有損無(wú)益的。

五、研點(diǎn)時(shí)的注意事項(xiàng)

研點(diǎn)和刮削一般是交替進(jìn)行的，研點(diǎn)時(shí)若造成顯點(diǎn)失真，就會(huì)使刮削錯(cuò)誤。在粗刮時(shí)，先把顯示劑涂在標(biāo)準(zhǔn)平面上，要涂得厚一些。為了顯示劑便于涂布，在調(diào)制時(shí)要比細(xì)刮或精刮略稀一些，但不能過(guò)稀，否則不能辨別點(diǎn)子。

標(biāo)準(zhǔn)研具在和工件研點(diǎn)時(shí)，若工件本身很重（例如床身），應(yīng)使工具在自由狀態(tài)調(diào)整水平，然后用標(biāo)準(zhǔn)平尺進(jìn)行研點(diǎn)。若工件較小，先將標(biāo)準(zhǔn)研具平穩(wěn)地安放好，然后將被研面覆在上面進(jìn)行研點(diǎn)。在研點(diǎn)時(shí)，所施的壓力要根據(jù)工件的重量和形狀來(lái)決定，若工件重量對(duì)刮研面均勻分布時(shí)，研具或工件在水平方向移動(dòng)，移動(dòng)量在50～100毫米;但當(dāng)工件重量壓力分布不均勻時(shí)，應(yīng)加以適當(dāng)?shù)娜肆蛑亓浚M量使壓力均勻分布。

當(dāng)研具與刮研面的面積相接近時(shí)，研點(diǎn)時(shí)的路線應(yīng)略呈圓形或橢圓形，而超越懸空的部分不應(yīng)超過(guò)研具本身長(zhǎng)度的1/4，以免壓力不均。標(biāo)準(zhǔn)研具應(yīng)重復(fù)調(diào)頭幾次，這樣顯示的點(diǎn)子會(huì)更明顯，并可消除標(biāo)準(zhǔn)平面的部分誤差。

六、刮研的質(zhì)量檢測(cè)及質(zhì)量提高措施

（一）平面刮研質(zhì)量的檢測(cè)

1.平面刮研的質(zhì)量檢測(cè)指標(biāo)

檢測(cè)指標(biāo)有兩個(gè)：一個(gè)是幾何形狀，如與相關(guān)表面的垂直度、平行度和厚度尺寸;另一個(gè)是表面質(zhì)量。

2.研點(diǎn)檢測(cè)方法

刮研后的表面質(zhì)量常用研點(diǎn)法來(lái)檢測(cè)，這種檢測(cè)被稱為研點(diǎn)檢測(cè)法，即利用標(biāo)準(zhǔn)平面對(duì)刮削的工件表面進(jìn)行研點(diǎn)，工件表面上顯出點(diǎn)子的多少，作為表面質(zhì)量指標(biāo)之一。即利用一塊硬紙或薄鐵皮，挖出一個(gè)25×25平方毫米的方孔，將它覆在被檢平面上，在孔內(nèi)數(shù)點(diǎn)子數(shù)是否達(dá)到規(guī)定的點(diǎn)數(shù)，但檢測(cè)時(shí)應(yīng)在整個(gè)平面內(nèi)隨機(jī)的位置上進(jìn)行抽驗(yàn)，不能以某位置的檢測(cè)結(jié)果代表整體質(zhì)量。

（二）研點(diǎn)時(shí)易出現(xiàn)的問(wèn)題及改善措施

1.出現(xiàn)假點(diǎn)子

造成的原因有：一是研點(diǎn)時(shí)表面受力不均勻。改善措施：研點(diǎn)時(shí)應(yīng)使研具自由移動(dòng)。當(dāng)不對(duì)稱工件在研具上研點(diǎn)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)借助人力使研點(diǎn)面受力均勻。二是研點(diǎn)時(shí)研具移動(dòng)行程過(guò)長(zhǎng)。改善措施：移動(dòng)研具時(shí)防止懸空部分超過(guò)研具全長(zhǎng)的1/4。三是研具的面積不夠。改善措施：研具面積不少于工件研面的3/4。四是研具過(guò)重或工件剛性太差。改善措施：使工件覆在研具上研點(diǎn)，或?qū)ぜ鲞m當(dāng)?shù)妮o助支承。五是研具精度不高。改善措施：研具精度應(yīng)高于工件的刮研要求，而研具表面每刮方的點(diǎn)子數(shù)可少些，但點(diǎn)子面積要大。

2.研點(diǎn)出現(xiàn)變化

造成的原因有：一是工件裝夾不合理。改善措施：改善裝夾，防止裝夾變形，力求在自由狀態(tài)下夾緊。二是氣溫變化。改善措施：找出氣溫引起研點(diǎn)變化的規(guī)律，避免日光照射和周圍熱源的影響。三是裝配后局部受力變化。改善措施：剛性差的工件，在裝夾后受相關(guān)部件的重量或螺釘拉緊力的影響發(fā)生變形時(shí)，可根據(jù)變化規(guī)律控制工件精度，朝有利方向刮，或裝上部件后刮研，也可預(yù)裝等力矩配重物后刮研。

（作者單位：南陽(yáng)技師學(xué)院）