精准、优质、高效——三步法锉好狭长平面

时间:2022-10-03 05:28:13

精准、优质、高效——三步法锉好狭长平面

摘 要:本文介绍一套综合运用精确划线、快速横向锉、精细纵向锉三种精准、优质、高效地锉好狭长平面的方法,可用三步法锉好狭长平面。

关键词:狭长平面的锉削 平面中凸 三步法 划线 横向锉 纵向锉

锉削是用锉刀对工件表面进行切削加工,使工件达到所要求的尺寸、形状、位置和表面质量的操作。锉削精度可以达到0.01mm,表面粗糙度可达Ra0.8μm。正确的锉削方法和锉削操作工艺,是每个学习钳工操作技能的学生或工人必须掌握的技能。要学好平面锉削技术,锉好板材的狭长外形平面是关键。

一、平面锉削的方法

综合现有钳工工艺与技能训练教材的阐述,关于平面锉削的方法,一般有三种简单描述,即顺向锉、交叉锉和推锉(见图1)。

顺向 锉叉锉 推锉

图1 锉削方法

分析它们的工艺特点如下。

1.顺向锉

顺向锉是最普通的锉削方法。锉刀运动方向与工件夹持方向始终一致,面积不大的平面和最后锉光都是采用这种方法。顺向锉可得到正直的锉痕,比较整齐美观,精锉时常采用。但无论纵向锉削还是横向锉削,在锉削运动中,双手会或多或少地上下摇摆,导致锉削平面总是呈现中间凸起的较大误差。

2.交叉锉

锉刀与工件夹持方向约呈35°角,且锉痕交叉。交叉锉时锉刀与工件的接触面积增大,锉刀容易掌握平稳。交叉锉一般用于粗锉。但因板材侧向加工面狭窄,不适合做交叉锉削运动,实际效果也不理想。

3.推锉

推锉一般用来锉削狭长平面,在顺向锉法锉刀受阻时使用。推锉不利于充分发挥手臂的力量,故锉削效率低,只适用于加工余量较小和修整尺寸时使用。这种方法往往因工件中间部位锉去的量多而两头少,产生磨刀砖似的平面中凹的状况。

鉴于以上原因,有初学者采用顺向锉和推锉相结合的方法来抵消平面不平的状况,然而又产生了新的问题,即平面凹凸不平,呈波浪状(见图2) 。

图2 平面波浪状

二、三步法实现精准、优质、高效

笔者在教学中不断摸索实践,总结出通过三步法实现精准、优质、高效的狭长平面加工技术。所谓精准,是指达到了尺寸与形状的准确;所谓优质,是指达到了锉削纹理的整齐与美观;所谓高效,是指能在较短的时间内,完成零件的狭长平面的锉削加工,得到合格的工件。

我们知道,平面锉削中最常用、最终的精加工方法应当是顺向锉。顺向锉有两种装夹方法,分别称为横向锉与纵向锉(图3)。横向锉是顺着板材的宽度方向锉削,工件横向装夹;纵向锉是顺着板材的长度方向锉削,工件纵向装夹。而笔者所要阐述的是克服顺向锉时狭长平面会产生中凸现象的方法,主要是综合使用顺向锉中的横向锉和纵向锉这两种锉削方法,通过掌握好这两种方法的转换时机(根据加工余量来判断)来消除平面中凸现象。在掌握技术要领后,可以做到在顺向锉时,让狭长平面不再呈现中间凸起的现象,甚至还能使中间呈极微量的凹的状态,这样加工后的狭长平面,以后在做其他加工平面的划线基准时,不会因为中凸而产生放不稳的状况,十分有效。

图3 横向锉与纵向锉

笔者采用的这种方法概括为“三步法”。

1.第一步:精准地划好锉削加工界线

精准的划线对锉削的效率有很大的影响。划线能确定工件的加工余量,使锉削加工时有明显的加工界限。但是这一步操作或这根线条,往往被初学者所忽视,有的人划线模糊,线条太粗或划线尺寸偏差太大,还有的人只在粗加工时观察线条,而在细、精加工时,就几乎不看划的线条了,只依靠量具测量,在工件尺寸逐步到位的过程中,产生了无数次重复的多点测量动作,消耗了太多的测量时间。

对划线的要求是:线条精细、深刻、清晰,一次划成,尺寸准确。要注意在锉削的工艺过程中,无论粗锉、细锉和精锉,都要仔细观察锉削加工面与划线的离合程度,正确判断与调整加工余量,及时修正锉削面的尺寸和形状。

2.第二步:采用顺向锉中的横向锉进行粗锉,高效地去除绝大部分锉削余量

将工件狭长的平面锉至中间部位基本到线(留0.05mm左右的目测加工余量),两端微翘(约0.05~0.1mm),整个锉削平面呈中间微凹的状态(见图4)。这时,要注意养成根据划线目测加工余量的能力,达到快速、高效的加工目的。测量监控尺寸的重点放在工件中间部位,控制尺寸到规定的公差上限。

图4 平面波浪状

这种锉削要求,与前者相比,不追求平面上所有部位尺寸的一致性,工件尺寸监控重点部位只有中间一个点,而左右两端处只需粗略地测量或用刀口直尺直接目测观察,呈中间微凹即可。显然这样的要求容易达到,横锉时,只要中间部位比左右两端着重多锉几刀,便可达到效果。

也许有人会担心横向平面有中凸现象。事实上,工件(板材)的厚度很小,假如锉刀长300mm,工件厚度为10mm,那么在工件厚度上产生的中凸只有1/30的锉刀偏摆度,这样的误差在下一步精加工时还有办法给予修正,问题不太大。

注意这一步完成之后,就可以对加工平面进行四周倒角,比如0.3×45°,下一步是精加工,加工量很小,可不再倒角了。

3.第三步:采用顺向锉中的纵向锉进行精细锉,达到规定的尺寸精度和平面度

这一步属于精细加工,由于工件两端加工表面有微翘的现象,锉刀搁在工件狭长表面上时呈两点支承的状态,犹如两点决定一直线。这时,没有了工件在纵向平面上中凸的影响,锉刀在纵向锉削运动过程中,能在工件前后两端高点的支承下,较好地实现平稳的锉削直线运动;同时工件前后两端在锉削运动中逐渐地被锉低,新的锉削表面所产生的纵向锉纹面积向中间逐步延伸扩大,工件横向旧锉纹面积相应地逐步缩小,这是十分明显的新旧锉纹此长彼消的变化现象,很容易目测观察到(见图5)。当工件中间横向旧锉纹消失,全部呈现出纵向新锉纹时,则意味着即将结束加工或已经加工结束了。这时,通过测量便可以加以确认或作必要的微量修整,最好使工件尺寸达到公差的中间值。

图5 纵向锉时中间横向锉纹逐渐缩小至消失

精细锉时,锉刀运行要缓慢平衡,压力相对要轻。由于这时加工余量少(最少处即中间部位约0.05mm),锉削时间短,顺着工件凹形面慢慢修正工件平面,当工件达到尺寸时,就不会产生中凸现象,甚至可以产生平面有微量的凹形状。初学者最为诟病的顺向锉中凸的现象得到解决。

综上所述,三步法锉削狭长平面,达到了精准、优质、高效的效果。

为什么会精准?是因为巧妙地综合运用了横向锉、纵向锉两种锉削方法,消除了工件平面中凸的现象,工件加工表面的形状、位置及尺寸就容易控制并达标,为实施精准加工提供了可靠保障。

为什么会优质?是因为始终坚持采用顺向锉法,得到了正直、整齐、美观的锉痕表面,避免了操作者被动采用推锉法等辅助锉削方法,为获得优质的加工表面创造了条件。

为什么会高效?是因为粗加工时简便快捷,精细加工时纵、横两种不同的新旧锉纹此长彼消地变化,始终在操作者眼前呈现出连续变化的加工位置状态,减小了依靠反复测量来间接判断工件表面的位置与尺寸余量,充分发挥了操作者的目测自控能力,测量时间减少了,工件又很容易锉平,为实现高效加工奠定了坚实的基础。

参考文献:

[1]蒋增福.钳工工艺与技能训练[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2001.

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