浅谈曲面锉削加工

用锉刀对工件表面进行切削的加工方法称为锉削，锉削一般是在錾锯之后对工件进行精度较高的加工其精度可达 0.01mm，表面粗糙度可达R0.08um。锉削的应用范围较广，可以锉削工件的内外表面及各种沟槽。最基本的是曲面锉削加工，曲面是单一的圆弧面。

掌握内外圆弧面的锉削方法和技能，是掌握各种曲面锉削的基础。锉削不仅对锉削技巧有更高的要求对锉刀也有更多的要求。锉刀的选择是否合理，对工件加工质量工作效率和锉刀的寿命都有很大的影响。通常应该根据工件的表面形状、尺寸精度、材料性质、加工余量及表面粗糙度等要求来选用。

锉刀断面形状及尺寸应该与工件被加工表面的形状的大小相适应。一般粗锉刀用于锉削铜、铝等软金属及加工余量大、精度低和表面粗糙的工件；细锉刀用于锉削钢、铸铁以及加工余量小、精度要求高和表面粗糙度数值较低的工件；油光锉则用于最后修光工件表面。

在锉削时工作人员要掌握一定的操作要点：1.锉削时要保持正确的操作姿势和锉削速度。锉削速度一般为40次/min左右。2.锉削时两手用力要平衡回程时不要施加压力，以防止减少锉刀的磨损。锉削曲面时加工方法比较复杂，圆弧曲面形状控制不易掌握，在教学中应作为难点之一，在练习中应充分重视。

曲面 锉削的主要方法有以下几种：

第一， 加工外圆弧面，锉削外圆弧面所用锉刀都为板锉。锉削时要求锉刀要同时完成两个运动：前进运动和锉刀绕工件圆弧中心转动。锉削外圆弧面的方法有两种：1.顺着圆弧面挫，锉削时锉刀向前右手下压，左手随着上提，双手反复做上下摆动，并使锉刀顺着圆弧面移动，完成锉削运动。这种方法能使圆弧面锉削光洁圆滑，但效率不高，适用于精挫圆弧。2.横着圆弧面挫，锉削时，锉刀作直线运动，并不断沿圆弧面移动。这种方法锉削效率高，但只能挫成近似圆弧的多棱形面，故只适用于圆弧面的粗加工。

第二， 加工内圆弧面。它主要使用的锉刀是圆挫或半圆挫。锉削时锉刀要同时完成三个运动：即前进运动、随圆弧面向左或向右移动、绕锉刀中心转动。加工内圆弧面需要同时完成三个动作才能保证挫出的弧面光滑、准确、这就给练习者带来了一定难度，在练习时可先练习前两个运动，等较为熟练时，再把第三个动作加进去，通过反复练习，仔细体会，下苦功夫，才能掌握正确的锉削内圆弧面加工方法。

第三， 球面基本锉法：1.纵向横向滑动挫法：锉刀根据球形半径摆动纵向倾斜角度并在运动中保持稳定。锉刀推进刀体同时向左向右滑动注意可将球面大体分为4个区域进行对称锉削，依次循环锉削至球面顶点。2.侧向垂直摆动锉法，锉刀根据球半径摆好侧倾角度并在运动中保持稳定，锉刀推进时，右手同时作垂直下压锉刀柄的摆动。

在实际加工前，必须充分确定每道工序的切削用量。选用切削用量前，充分考虑切削的各种因素，正确地选择切削条件。影响切削条件的因素包括：机床、夹具的刚度；机机床伺服系统的定位精度；刀具预期寿命和最大生产率；工件数量；工件材料的硬度及热处理状况；加工精度、表面粗糙度；切削速度、切削深度、切削进给率；切削液的种类、冷却方式。上述诸因素中以切削速度、切削进给率等切削用量最受关注，也是对切削加工影响最大的物理量，而其它因素在选择切削用量前就已经确定。切削速度直接影响加工效率，若切削速度过小，则加工时间会很长，刀具无法发挥其性能；若切削速度过快，加工时间虽然可以缩短，但是刀体内容易产生高热，影响刀具寿命。决定切削速度的因素很多，概括起来有：

1.刀具材料：刀具材料不同，允许的最高切削速度也不同；

2.工件材料：工件材料的硬度会影响刀具的切削速度，同一把刀具加工硬材料时削速度应降低，而加工较软材料时切削速度可以提高；

3.刀具寿命：道具使用时间（寿命）要求长，则应采用较低的切削速度，反之采用较高的切削速度；

4.切削深度与进刀量：切削深度与进刀量大，切削力也增大，切削热会增加；

5.刀具的形状：刀具的形状、刃口的锋利程度都会影响切削速度的选取；

6.冷却液：合理选择和使用切削液，可以改善刀具与工件的摩擦状况，降低切割力和切削温度，减少刀具磨损；因此使用切削液可以提高切削速度，不用切削液则应降低切削速度；

7.机床性能：机床刚度好、精度高，可以提高切削速度；反之，则需降低切削速度。

切削速度主要受刀具耐用度和机床刚度的制约，刀具使用时间（寿命）要求越长、机床刚度越差，则切削深度越小。

进给量要根据零件的加工精度、表面粗糙度、刀具和工件材料来选取，但是最大进给量不能超出机床刚度、进给驱动机构以及数控系统的限制。

在加工过程中，平面与曲面的连接在加工中经常遇到，掌握好平面与曲面的加工方法尤为重要。一般情况下，应先加工平面，然后加工曲面，这样便于平面与曲面圆滑连接。如果先加工曲面后加工平面，则在加工平面时由于锉刀无依靠而产生左右移动，损伤已加工表面，在加工平面与内弧面连接时应特别注意。在加工平面时，不要加工到切点处，应留有2毫米左右余量，在圆弧面加工后，再做休整去除，以便使弧面与平面过渡圆滑并相切。

掌握了曲面锉削的加工方法后，还应该要求学生，在加工之前对来料进行检查，通过划线，了解加工余量，然后进行加工。在划线时线条要清晰，在加工时，不要只注意将圆弧挫圆而忽略了与其准面的垂直度，以及横向的直线度。顺着外圆弧面锉削时，锉刀摆幅度要大，这样，易于挫圆弧面。挫内圆弧面时，一定要先把形体挫正，推挫圆弧时，锉刀要作些转动，防止坍角。在检查曲面形状的线轮廓度时，可用曲面样板，用透光法进行检查，根据透光强弱均匀情况，综合判断曲面形状体线轮廓度，而后进行休整加工。在加工接近图样要求时，对误差的修正不可操之过急，应综合考虑，细心操作，以免操作不当，形成新的误差，只有这样，才能尽快掌握曲面锉削加工技能。