平面銼削方法分析

李雅昔

摘要：隨著我國機(jī)械加工水平的不斷提高，很多傳統(tǒng)的加工方法逐步被機(jī)械加工所代替，但對(duì)于某些精度要求較高的工件仍需鉗工進(jìn)行銼削。在實(shí)際的銼削加工中，常常存在表面不平整、精度不足等問題，因此急需對(duì)鉗工加工技術(shù)進(jìn)行規(guī)范，才能確保所加工的零件達(dá)到加工要求。本文將分析銼削平面過程中出現(xiàn)的問題及其原因，并對(duì)提高銼削平面加工質(zhì)量的方法進(jìn)行探究。

Abstract： With the continuous improvement of my country's machining level，many traditional processing methods are gradually replaced by mechanical processing，but for some workpieces with higher precision requirements， still needs file finishing by bench worker. In the actual filing process， there are some problems such as uneven surface and insufficient precision， therefore， it is urgent to standardize the fitter processing technology to ensure that the processed parts attain the processing requirements.This article will analyze the problems and their causes in the process of filing planes， and explore methods to improve the quality of filing planes.

關(guān)鍵詞：鉗工;平面銼削;加工技術(shù);銼削方法

Key words： bench worker;planes filing;processing technology;method of file

中圖分類號(hào)：TG934? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）24-0097-03

0? 引言

鉗工加工[1]作為一種廣泛應(yīng)用于零部件加工的技術(shù)手段，由于對(duì)所加工零部件的形狀、尺寸、平面度等具有較高的技術(shù)要求，因此，要求鉗工必須具有豐富的加工經(jīng)驗(yàn)和精湛的技能。只有找到實(shí)際加工中的技術(shù)問題，不斷優(yōu)化加工技術(shù)，規(guī)范加工方法，才能提高平面銼削的加工質(zhì)量，確保零部件的加工要求。

1? 平面銼削[2]加工時(shí)常見的問題

由于操作方便靈活，在生產(chǎn)加工中鉗工的適應(yīng)性非常廣泛，尤其適用于單件、模具和高精度零件加工等場(chǎng)合。在鉗工加工中，經(jīng)常出現(xiàn)的問題有塌邊、歪斜、銼削表面凹凸不平等。如在銼削樣板件時(shí)，由于接觸面較為窄小，銼削時(shí)銼刀的平穩(wěn)性難以控制，容易向兩邊滑出，造成橫向中凸，兩角塌陷;在銼削較大平面時(shí)，容易產(chǎn)生橫向傾斜或中凸、縱向中凹或中凸;在進(jìn)行清角時(shí)，通常會(huì)出現(xiàn)銼刀切到相鄰面，產(chǎn)生過切現(xiàn)象。

2? 平面銼削加工時(shí)產(chǎn)生問題的原因

2.1 檢查與選擇銼刀

“工欲善其事，必先利其器”，作為銼削的主要工具，一把合格的銼刀是進(jìn)行銼削加工的基礎(chǔ)。

2.1.1 檢查銼刀

銼刀對(duì)銼削效率與銼削加工質(zhì)量具有很大的影響。因此，鉗工需要根據(jù)工件的材料、加工形狀、平整度及銼削面積等因素，合理的選擇銼刀。在平面銼削中常用的銼刀有平銼（板銼）、方銼、半圓銼、三角銼等（如圖1所示）。

由于有的銼刀存在本身不平，甚至扭曲、彎曲、磨損缺失等現(xiàn)象，因此在使用前必須進(jìn)行仔細(xì)挑選。如銼刀存在上述現(xiàn)象應(yīng)立即更換，避免因銼刀存在質(zhì)量問題影響銼削后的平面質(zhì)量。

2.1.2 合理選擇銼刀

①根據(jù)加工余量[3]的不同，合理的選擇銼刀。

鉗工常用的銼刀，銼身長度有100mm、125mm、150mm、200mm、250mm、300mm、350mm、400mm等多種，齒紋粗細(xì)規(guī)格以銼刀每10mm軸向長度內(nèi)的主銼紋條數(shù)來表示，通常也可用1～5號(hào)銼刀表示（如表1所示）。

粗加工時(shí)（加工余量較大），為提高加工效率，使用粗齒銼刀;半精加工時(shí)，為保證所銼削平面的平面度、垂直度、平行度等要求，使用中齒銼刀;精加工時(shí)，為保證零件的尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等要求，使用細(xì)齒銼刀;油光銼只用于對(duì)工件最后的修光。銼刀齒紋規(guī)格選用如表2所示。

②根據(jù)待加工工件形狀結(jié)構(gòu)的不同，合理的選擇銼刀。

平銼主要用于銼削平面及內(nèi)直角表面;方銼主要用于銼削方形通孔與矩形槽;三角銼主要用于銼削燕尾槽及大于60°的成形通孔;半圓銼主要用于銼削凹弧面和平面。例如：在加工具有較大方孔且銼削面積較大的工件時(shí)，一般選用平銼;在加工較小方孔的工件時(shí)，通常選用方銼。

③根據(jù)待加工工件材質(zhì)的不同，合理的選擇銼刀。

銼刀的硬度必須高于待銼削材料的硬度，而且普通的銼刀不能用來銼削銅、鋁等硬度較低的材料，因?yàn)殂~、鋁會(huì)將銼齒堵塞。例如：在加工有色金屬材質(zhì)時(shí)，應(yīng)選用耐磨性較好、硬度較高的銼刀，如選用金剛石銼刀，由于金剛石銼刀的摩擦系數(shù)較小，在銼削時(shí)容易控制銼削力度，有利于提高平面銼削的加工質(zhì)量;銼削銅、鋁、軟鋼等低硬度材質(zhì)時(shí)，考慮到單齒紋銼刀的切削刃鋒利、前角大、楔角小且容屑槽大，在銼削時(shí)切屑不易堵塞，應(yīng)選用單齒紋（銑齒）銼刀;銼削合金材料時(shí)，由于合金材料的硬度較高并具有穩(wěn)定的化學(xué)性能，應(yīng)選用立方氮化硼銼刀。

④銼刀尺寸規(guī)格的選用。

根據(jù)待工件的尺寸與加工余量，合理的選擇銼刀尺寸規(guī)格。當(dāng)加工尺寸與加工余量較大時(shí)，應(yīng)選用大尺寸規(guī)格的銼刀，反之則選用小尺寸規(guī)格的銼刀。

⑤新舊銼刀的選用。

需根據(jù)待加工工件材質(zhì)及毛坯表面質(zhì)量，合理的選擇銼刀。對(duì)硬度較低的材質(zhì)，應(yīng)選用新銼刀，在新銼刀在使用一段時(shí)間后，再銼削硬度較高的材質(zhì)，可提高銼刀使用壽命。對(duì)于鋸割后的不平整表面，應(yīng)先使用舊銼刀修銼。

2.1.3 合理的修整銼刀

在樣板件的銼削時(shí)，需對(duì)銼刀進(jìn)行修磨改造，如磨平銼刀橫邊上的齒，或?qū)S刀的橫邊磨出相應(yīng)的角度。

2.2 對(duì)臺(tái)虎鉗鉗口的平整性進(jìn)行檢查

臺(tái)虎鉗的鉗口面應(yīng)與水平面垂直，工件應(yīng)夾持于鉗口的中間部位，且確保待加工面高出鉗口并與鉗口平行。以適當(dāng)?shù)膴A緊力加緊工件，防止造成工件產(chǎn)生變形。若工件裝夾不當(dāng)，在銼削時(shí)銼削噪音會(huì)增大，且會(huì)影響待加工平面的粗糙度與平面度。

2.3 正確的銼削姿勢(shì)

在銼削過程中，操作者需保證正確的姿勢(shì)[4]：正對(duì)鉗臺(tái)，身體與臺(tái)虎鉗中心成45°夾角，左腳前跨半步，膝蓋略微彎曲，身體略微前傾，重心置于左腳。在銼削過程中，要端平銼刀，雙手上施加的壓力需動(dòng)態(tài)變化，以工件作為支點(diǎn)，隨著銼刀的推動(dòng)，左手壓力由大變小，右手壓力則由小變大，確保在銼刀的推動(dòng)過程中使所形成的力矩始終保持平衡狀態(tài)（如圖2所示）。

2.4 及時(shí)、準(zhǔn)確的進(jìn)行測(cè)量

由于平面銼削完全為鉗工手工操作，因此為保證銼削質(zhì)量，在加工過程中，需及時(shí)、準(zhǔn)確的對(duì)工件進(jìn)行測(cè)量。如采用刀口尺以透光法來檢測(cè)所加工平面的直線度與平面度，測(cè)量時(shí)還應(yīng)多采用對(duì)角線檢測(cè)（如圖3所示）。在測(cè)量所銼平面的平行度與垂直度時(shí)，可采用直角尺以透光法進(jìn)行檢查。工件的尺寸精度測(cè)量可采用游標(biāo)卡尺、千分尺等量具及時(shí)檢查。

2.5 適當(dāng)?shù)匿S削速度

在進(jìn)行平面銼削時(shí)，銼削速度不宜過快或過慢。銼削速度過快會(huì)增加銼削過程中產(chǎn)生的摩擦熱，使工件的溫度上升，一方面易造成銼齒損壞，影響銼刀的使用壽命;另一方面在銼削加工完成后，由于銼削平面中間部位冷卻速度慢，四周部位冷卻速度快，將導(dǎo)致冷卻后的銼削平面產(chǎn)生中凸現(xiàn)象;此外，若銼削速度過快，在銼削過程中銼刀不易保持平衡，造成銼削時(shí)銼刀上下擺動(dòng)，使銼削平面產(chǎn)生凸形鼓面。若銼削速度過慢，會(huì)降低銼削效率。一般應(yīng)使銼削速度保持每分鐘30～40次左右。

3? 銼削平面的方法與技巧

常用的銼削平面方法有：斜銼、橫推銼、交叉銼和順向銼法。在粗加工時(shí)通常采用斜銼與交叉銼，有時(shí)也采用順向銼法。為保證所銼平面的表面粗糙度與尺寸精度通常使用橫推銼，由于橫推銼銼削效率低，因此一般在修平階段才使用橫推銼。

順向銼是指在進(jìn)行平面銼削時(shí)，銼刀始終順待銼削平面朝著一個(gè)方向銼削，使銼削平面得到正直的銼痕（如圖4所示）。但對(duì)初學(xué)者而言，由于銼刀與工件的接觸面積較小，銼刀不易保持平衡，使銼削的平面易產(chǎn)生中間凹下或凸起的現(xiàn)象。

交叉銼是指銼刀的運(yùn)動(dòng)方向與工件夾持方向呈35°，且銼痕交叉，交叉銼時(shí)由于銼刀與工件的接觸面積較大，銼刀容易掌握平穩(wěn)（如圖5所示）。當(dāng)加工余量大于0.4mm時(shí)，交叉銼與順向銼可以混合使用;當(dāng)加工余量在0.1～0.4mm時(shí)，為保證平面度，應(yīng)采用交叉銼法。

推銼一般用來銼削狹長平面，或者當(dāng)順向銼推進(jìn)受阻礙時(shí)采用。推銼法效率較低，只適宜在加工余量較小或修正尺寸時(shí)使用，推銼不但能修正銼削平面的銼痕，還能保證尺寸公差（如圖6所示）。

在平面銼削時(shí)，很少采用單一的銼削方法，一般需綜合使用各種銼削方法，即需根據(jù)不同的加工位置與不同的加工階段選擇相應(yīng)的銼削方法，以提高平面銼削質(zhì)量。

由于每種銼刀的幾何特征不同，在進(jìn)行銼削時(shí)其銼削力也存在差異。前角、主偏角與刃傾角都會(huì)對(duì)銼削力產(chǎn)生影響。若減小前角，將會(huì)增加銼削變形，導(dǎo)致銼削力增大。主偏角對(duì)銼削力的方向會(huì)產(chǎn)生一定的影響，當(dāng)方向出現(xiàn)偏差，將導(dǎo)致銼削力方向的改變。刃傾角雖對(duì)主切削力的影響不大，但會(huì)對(duì)其他銼削力造成影響，如改變進(jìn)給力與背向力。因此為減小銼刀對(duì)銼削力的影響，在不同的銼削方法中，應(yīng)對(duì)銼刀做合理選擇，控制銼削力的大小，以提高平面銼削的加工質(zhì)量。

3.1 銼削單一平面的方法

選用粗齒銼刀進(jìn)行單一平面粗加工時(shí)，采用順向銼法、交叉銼法、斜銼法，此時(shí)工件與銼刀的接觸面較大，容易保持銼刀平穩(wěn)。在所銼削平面達(dá)到基本平整的狀態(tài)后，換半圓銼、中扁銼采用橫推銼進(jìn)行銼削，最后換小平銼、小扁銼采用順向銼法進(jìn)行修光，保證所銼平面外觀平整。

在銼削結(jié)構(gòu)簡單、加工難度較低、待加工平面相對(duì)平整且體積較小的工件時(shí)，選用順向銼法，此時(shí)可根據(jù)待加工工件的整體結(jié)構(gòu)及橫向或縱向紋理進(jìn)行銼削，使銼削平面得到正直的銼痕，比較美觀。在銼削較為粗糙的平面時(shí)，應(yīng)選用交叉銼法，一方面交叉銼法去屑較快，銼削效率較高;另一方面由于銼痕交叉，容易判斷銼削表面的不平程度，因此也容易把表面銼平。

3.2 銼削帶角度樣板的方法

樣板[5]的形狀一般較為復(fù)雜，為避免相鄰表面的切傷，需對(duì)銼刀進(jìn)行改造，如將銼刀橫邊上的齒磨平，或?qū)S刀的橫邊磨出相應(yīng)的角度。樣板粗銼時(shí)，一般選用中齒銼刀，銼削過程中將銼刀上已磨平的一邊對(duì)著已加工表面，避免切傷已加工表面（如圖7所示）。樣板精銼時(shí)，常使用半圓銼，先采用斜向銼銼削對(duì)角，在對(duì)角基本平直后，再采用順向銼、橫向銼，以確保相應(yīng)的位置度、平面度等技術(shù)要求。在進(jìn)行銳角清角時(shí)，可使用修磨后的半圓銼或三角銼，將銼刀上已修光面對(duì)著已加工表面，采用順向銼法進(jìn)行修整。

4? 結(jié)語

鉗工加工具有廣泛的適用性，平面銼削在機(jī)械加工中仍將發(fā)揮重要作用，平面銼削作為鉗工的基本技能，也應(yīng)不斷探索、總結(jié)。只有掌握正確的操作姿勢(shì)、合理的選擇銼削方法、正確的檢測(cè)方法，并通過刻苦訓(xùn)練，才能提高平面銼削水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃葉紅.鉗工平面銼削加工技術(shù)方法分析[J].河北農(nóng)機(jī)，2021（7）：84-85.

[2]李東海，唐漢杰.鉗工高質(zhì)量平面銼削技術(shù)的探討[J].農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)，2020，46（2）：59-60.

[3]王華祥.論提高鉗工操作技能的方法[J].湖北農(nóng)機(jī)化，2020（2）：103.

[4]李明.提高鉗工加工工件效率的方法分析[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2020（5）：174-175.

[5]陳新記.試論鉗工技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展改良思路[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2018，26（4）：48-49.