钳工平面锉削加工技术方法分析

宋亮

启东中远海运海洋工程有限公司 江苏 启东 226200

摘要：钳工平面锉削加工技术是一种广泛应用于零部件技工中的一种技术手段，由于对零部件的表面平整度、形状、尺寸等具有较高的要求，因此，需要钳工具有丰富的加工操作经验和技能。想要提高钳工平面锉削加工质量，首先需要正确的工作理念，不断优化和创新加工技术，找到在实际加工过程中存在的技术问题，规范加工方法，使加工的零部件达到国家使用标准。

关键词：钳工；平面锉削；加工技术；方法

锉削是钳工的一项基本操作技能,它应用广范,既可加工工件的内外平面、内外曲面、内外沟槽以及各种复杂形状的表面,还可以配键、制作样板以及装配时对工件的修整等,至今仍在现代化生产中具有广泛的适用性和不可替代的地位。从某种角度讲,锉削水平的高低在较大程度上反映出一个钳工操作者技能水平的高低。而平面锉削又是锉削工艺中最基本的操作,是钳工操作技能学习的主要内容。对于初学者来说,要想熟练、正确地掌握平面锉削的基本操作方法,并不是一件容易的事。下面针对如何提高钳工平面锉削技能进行探讨。

1钳工平面锉削加工中常见问题及原因分析

1.1钳工平面锉削加工中常见问题

在钳工平面锉削加工过程中，经常会出现零部件粗糙度不达标，零部件并不能投入到使用中的问题。除此之外，还存在零部件与图纸不一致，存在缺角、扭曲等问题，在加工完成后，存在零部件的最后质量检验不严格、没有科学合理的检查标准等问题，这些都是导致零部件质量差、零部件报废的问题。这些问题通常容易出现在工作经验少、工作时间短的钳工身上，这对我国零部件制造行业的发展造成消极影响。同时，如果在加工过程中没有按照规范的加工技术进行，容易出现锉刀断裂等问题，导致安全事故发生。

1.2锉削平面中凸现象的形成原因

在平面锉削中,中凸是最为普遍的现象。平面产生中凸现象的主要原因有:锉刀本身中凹,尤其是推锉法锉削,这是造成工件平面中凸的原因之一,姿势不正确,主要是站立姿势和在锉削运锉姿势不正确,导致运锉时不能保证锉刀运动轨迹水平运行而造成平面中凸。锉削时双手用力不正确,不能使锉刀保持平衡,这种现象在初学者中出现得比较普遍,主要是由于锉面狭小,而导致推锉刀不能水平,锉削平面出现中凸。锉刀在开始推出时,右手压力太大锉刀被压下,锉刀推至前面左手压力太大,锉刀被压下;形成前后面多锉而出现中凸。

1.3锉削平面透光不均匀现象的形成原因

透光法是检查平面的直线度、垂直度、平面度,以及表面粗糙度的常用方法。透光不均匀是锉削平面不平的直观反映。形成透光不均匀主要原因有锉削方法不正确,每循环锉削时排列不均衡或锉削用力不均匀。锉刀本身凹凸不平;这也是造成工件平面中凸的原因。锉刀纹齿有断裂缺损,使部分金属不能被锉削到。

1.4锉削动作以及手法不规范

钳工在进行锉削加工时,需要以正确的加工动作来确保锉削加工的平整度。有的新手钳工在开展锉削操作时,会呈现出一种姿势歪斜的不规范动作,从而其所加工的物件平面会出现歪斜现象。加上加工手法的不规范,所加工的物件会出现越锉越歪的问题,最终导致加工物件的报废。

2锉削的姿势及锉削过程中的两手用力方法

正确的锉削姿势能够减轻疲劳,提高锉削的质量和效率。锉削的姿势与锉刀的大小无关。锉削时站立要自然,左手锉刀、右手形成水平直线称为锉削轴线。右脚掌心在锉削轴线上,右脚掌长度方向与轴线成75度;左脚略在台虎钳前左下方,与轴线成30度;两脚跟之间的距离因人而异,通常为操作者的肩宽;身体平面与轴线成45度;身体重心大部分落在左脚,左膝呈弯曲状态,并随锉刀往复运动作相应屈伸,右膝伸直。

锉削力和锉削速度要锉出平整的平面,必须在保证正确姿势的同时,使锉刀保持直线运动。锉削时左右手的用力要随锉刀的前行作动态改变,右手的压力要随锉刀的前行逐步增加,同时左手的压力要逐步减小,当行程达到一半时,两手压力应相等,在锉削过程中锉刀应始终处于水平状态,回程时不加压力,以减少锉齿的磨损。锉削速度一般为40次/分钟左右,精锉适当放慢,回程时稍快,动作要自然协调,这也是初学者的难点,关键在于多练习。

常用平面锉削的方法有三种,即顺向锉、交叉锉和推锉(如图1、2)。顺向锉是最常用的锉削方法,锉削时,锉刀推进方向自始至终朝向一个方向;顺向锉可以得到整齐有致的锉纹,比较美观;适合于锉削面积不大或最后精锉的场合。交叉锉是指从两个方向交替对工件表面进行锉削方法。交叉锉可使锉刀与工件的接触面增大,锉刀运动时容易掌握平稳,能及时反映出平面的情况,且锉削效率较高。推锉是指用两手对称地横握住锉刀,手尽可能靠近工件,以减少锉刀左右的摆动量,用大拇指推动锉刀顺着工件长度方向进行推拉。

图1 顺向锉法

图2 交叉锉法 

3提高加工质量的的对策

3.1掌握平面锉削的基本动作要领

平面锉削的基本功主要包括锉刀的握法、站姿、运锉姿势和锉削力度,锉削加工过程中,一定要坚持正确的锉削习惯。严格按照规范掌握锉刀的握法,左手握前端,右手握紧刀柄。站立时两脚平行,左脚在前,右脚脚尖与左脚跟在同一直线上,均分体重。加持好工件,将锉刀平稳的放在加工平面上,有意识地控制锉刀力度及运动方向,提高加工面的平整度。

3.2选择合理的锉刀

锉刀是钳工锉削过程中的重要工具，对锉削加工质量及锉削效率具有十分重要的影响。因此，在锉削加工之前，需要钳工根据工件的加工形状、面积、平整度、材料要求选择正确的锉刀，这是开展锉削加工的重要准备工作。目前，在平面锉削加工中常用的工具有方锉、平锉、三角锉、半圆锉等，长度也具有明显的差异，有很多中分类，如200mm、100mm、800～1000mm、350mm等，根据齿纹还可以将锉刀分为双齿轮及单齿轮，具体还可以分为细齿轮、粗齿轮、油光锉多种类型。

例如在选择锉刀时，对于所需锉削面积较大同时具有大方孔的工件，需要选择平锉；而对于方孔较小的工件，通常需要选择方锉。一般情况下，方锉锉刀主要应用于矩形槽平面锉削及方形通孔中，平锉主要应用于锉削工件的表面及矩形槽中，三角锉则主要应用于燕尾槽平面锉削中。在选择锉刀材料时，需要结合加工部件的材料进行选择，对于有色金属部件通常需要硬度较高、耐磨性能好的锉刀，因此，应当选择金刚刀，金刚刀还具有很小的摩擦系数，可以很好的控制锉削力度，提高平面锉削加工质量。在选择锉刀齿轮粗细时，需要结合加工部件的精度，如果选择加工锉削软金属材料、加工精度要求低的部件时，可以选择粗锉刀。在选择新旧锉刀时，也需要引起注意，新锉刀通常用于锉削软金属，当新锉刀使用过一段时间后，可以将其应用于锉削硬金属的部件中。旧锉刀通常应用于锉削不平整的断面，这样可以延长锉刀的使用时间。

3.3选择适合的锉削方法

锉削方法可以分为平面锉削和曲面锉削，平面锉削中包括单向锉削、交叉锉削、推挫法；曲面锉削可以分为顺向锉削和横向锉削。在锉削过程中需要结合不同部件的加工需求，选择不同的锉削方法，这对零部件的加工效率、加工质量具有直接影响，选择适合的锉削方法可以有效的提高加工质量和加工效率，保证加工制造企业的经济效益。

例如对于平面相对平整、加工难度较低、部件结构简单、体积较小的加工部件，可以选择顺向锉削的方法，这种锉削方法可以根据零部件的横向纹理或纵向纹理及零部件的整体结构进行锉削，可以在工件平面得到品质的线条。除此之外，顺向锉削还经常被钳工用于零部件的最后抛光工作中。对于平面较为粗糙的加工部件，可以选择交叉锉削，这种锉削方法需要钳工在加工过程中，从加工部件的同一方向的两个端点开始锉削，沿着两个端点的连线进行加工。这种加工方法通常应用于零部件的第一步加工中，可以得到交叉的锉削痕迹。推挫法也是一种常用的锉削方法，这种锉削方法在实际的操作过程中需要钳工用双手的大拇指以推锉刀的形式进行锉削，通常用于表面狭长的零部件，可以用来对加工部件的细节进行完善和修整。推挫法的原理与顺向锉削相同，在实际的平面锉削加工中，需要将这三种方法综合应用，根据不同加工阶段、不同加工位置选择合适的锉削方法，以此提高锉削质量。每种锉削刀具有不同的锉削特点，所具有的锉削力也有所差异，在实际应用锉削刀具时，刃倾角、主偏角及前角都会影响锉削力，例如当前角较小时，锉削变形就会增大，锉削方向也会随之干煸，锉削力也会随之增大。相对而言，刃倾角对锉削力的主锉削力的影响较小，但是会较大的影响锉刀的背向力和进给力。因此，在具体的平面锉削加工过程中，合理选择锉削方法，控制锉削力大小，提高锉削加工部件质量。

3.4正确锉削姿势

正确的锉削姿势能够在很大程度上提升钳工操作人员在平面锉削时的锉削质量,而锉削的姿势主要包括了锉刀的握姿,操作人员的站立姿势,锉削时的姿势和锉削的力度几个方面。对于锉刀的握法,正确的握法应该是操作人员的左手大拇指根部压住锉刀的前端,食指和中指捏住并且控制住锉刀的下表面,右手则紧握住锉刀的刀柄部分,除了大拇指需要正压在刀柄的上部,其余四个手指只需要握紧锉刀就可以了,掌握好锉刀的拿取方法之后,就需要关注钳工操作者掌握正确的人体站位,一般情况下,人体的站位大致有五个动作,首先,钳工操作者的两脚间距约为一个拳头的大小,左脚向前位移,使得左脚的脚后跟和右脚的脚尖处在同一水平线上,而左脚脚尖微微向内拢,右脚脚尖则向外,把人体的重心放在两脚之间,在锉削的过程中,随着锉刀的锉削运动,握住锉刀的左手和右手的力道也要不断增加或减少,而钳工操作者的身体,尤其是上半身在锉刀往前推动时也要向前倾,在将锉刀回程时,要使锉刀离开工件的表面,避免锉刀的齿纹破坏已锉削好的平面。

3.5善于运用铲削

常用的锉削方法有顺向锉、交叉锉和推锉,这几种锉法对于一些局部凸起的处理效果不佳,一般铲锉来铲除局部凸起。一只手握住锉刀或压住锉刀前端1/3到1/2之间,将锉刀与工件表面呈0-35°夹角,锉刀的前端放在工件表面上局部凸起部位,利用前端锉齿推铲锉削,不接触工件表面其余部位,它可以进行局部位置材料去除,不引起周围尺寸超差,有利于提高平面锉削的效率和平面度。另外,铲锉工艺前,要修磨锉刀前端面,使前锉刀端面与大面及侧面基本垂直,保证锉刀大平面与前端面相交处的锉齿在同一条线上。

3.6平面锉削的手法技巧的合理利用

3.6.1粗锉阶段

粗锉阶段的加工余量比较大,可用锉刀全长大力锉削,但锉削速度不能太快,动作不能变形,合理控制锉刀摆动幅度。尽量保持锉刀的平衡,避免引起过大凸起。首先按正确的姿势要握持好长度适中的锉刀,握持舒服、自然。摆好站姿,锉削时,合理控制锉刀行程及锉削速度。锉刀来回运动的频率不要超过40次/分钟;锉刀向前推送所用的时间以1.5-2秒较合适,有利于保持锉刀的平衡。采用对边交叉锉锉削时可将台虎钳旋转约45°进行锉削,有效避免平面扭曲或塌角现象。

3.6.2半精锉阶段

半精锉阶段的主要工作内容是消除凸起,用刀口尺检测锉削面平面度,找到凸起位置及误差大小。利用铲锉的方法从最高处区域往下分若干层逐层进行修整,每铲锉一层,修整一次,并检查铲锉的平整情况,铲锉区域逐步扩大,直到锉平所有凸起。锉削的过程中要伴随垂直锉削方向的横向移动,保证锉削均匀,也可采用交叉铲锉法。

3.6.3精锉阶段

当所有凸起被铲锉干净后,一般采用顺向锉或推锉进行最后修整,以达到图纸要求的尺寸、平面度及粗糙度。平面修整时一定要谨慎操作,选用较短的锉刀。挫削时保证锉刀平直运动。把锉刀均匀压在锉削表面上,每次行程要要短,不能超过锉削表面的长度。锉削时动作要比粗锉时慢些,锉刀来回运动的频率不要超过30次/分钟;锉刀向前推送所用的时间以2秒较合适。

3.7规范平面锉削加工过程

平面锉削加工可以分为粗加工和精加工两个过程中，在两个加工过程中，需要对锉削加工过程中进行严格要求，包括锉削姿势、工件装夹、锉削用力方以及粗、细加工基准的选择，只有严格规范平面锉削的加工过程，才可以有效的保障零部件的加工质量和加工效率。

例如在锉削之前，需要做好准备工作，首先需要检查锉刀质量，不能使用破损、扭曲的锉刀，如果发现不合格的锉刀需要及时更换。其次需要将工件装夹到装夹台中，需要夹紧、夹正工件之后才可以开始锉削，工件的加工平面需要与台虎钳的钳口平行或略微高出虎钳口，这样可有效的提高加工部件的平整度，还可以减少在锉削加工过程中产生的噪声。同时，平面锉削还需要选择合适的加工顺序和精加工及粗加工基准，可以先将加工部件在粗基准中加工，最后安排到精基准中提高其精度。在加工过程中，钳工需要保持正确的站立姿势，身体需要与台虎钳中心线保持45°夹角，膝盖略微弯曲，左脚跨前半步，保持略微前倾、自然的状态。除此之外，在锉削过程中，两双手用力需要动态变化，左手用力需要随锉刀的推动变化，由大变小，而右手需要随锉刀推动由小变大。在整个过程中，锉刀的运动需要保持直线状态，受力符合杠杆原理，两手距离杠杆中的支点距离在不断变化，因此，两手的用力需要随动作的变化而改变。当平面锉削加工完成后，需要检查工件加工的平整度及尺寸是否处于误差范围内，能否达到使用标准，但是在实际的平面锉削加工中，部分钳工对工件没有采用准确、及时的测量，导致工件的平整度、尺寸不合格、工件报废的情况。因此，需要采用多种科学的测量方法和精确的测量器具检验工件加工质量，例如在锉削加工过程中，可以刀口尺或直角尺对工件的平行度、垂直度及表面平整度进行检查，如果发现工件出现问题时，需要及时调整，避免出现加工后工件不能投入使用。在对工件尺寸大小进行测量时，可以采用千分尺、游标卡尺等量具，将工件尺寸大小误差控制在标准范围内，这也需要钳工在不同的锉削阶段，需要采用不同规格的锉刀，以此提供工件的质量。除此之外，需要建立严格的平面锉削加工管理制度，在日常工作中需要加强思想教育，以此规范锉削加工技术，还需要落实责任制度，对出现质量问题的工件追究相关员工责任，约束锉削加工过程。在采购引进锉刀的过程中，需要严格把控锉刀质量，还需要对锉刀使用时间、使用寿命、存放等进行监管，避免由于锉刀问题出现安全事故。对于在平面锉削加工过程中所需要使用的设备也需要定期保养，保证平面锉削加工可以顺利进行。

结论

本文分析了平面挫削加工中的常见超差现象,针对这些问题提出了各种解决措施,平面锉削过程,要综合运用锉刀的选取、锉削姿势、锉削手技巧,尤其是根据不同的锉削阶段选取不同挫削手法和技巧。但真正控制挫削面平面度的是锉刀在各方向的平直运动,及挫削平面在各个部位材料的均匀去除。因此,钳工需要掌握锉刀平直运动的原理及平面度超差的原因,采用规范的姿势控制好锉刀的运动及压力,最大限度地保证挫削平面的平面度,提高锉削的效率。

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