钳工手工制作中提高精确加工工艺路线的分析

摘要：在钳工加工过程中，精确的划线和恰当的加工工艺路线，是提高钳工件的加工精度和提高生产效率的两个主要外在因素。通过典型的钳工件的划线方法比较和加工工艺路线的合理制定，就如何提高钳工件的精确加工，进行探讨。

关键词：钳工；划线；精确

引言

随着机械加工自动化水平的提高，企业越来越倚重于数控加工中心等设备来提高零件的加工效率和尺寸精度，实际在生产过程中，钳工操作在某些方面是其它加工方式无法替代的，并且随着生产的日益发展，钳工的工作范围越来越广泛，需要掌握的理论知识和操作技能越来越复杂，零件的加工精度有赖于工人的操作技能水平。下面就提高钳工加工精确的几个影响因素做出分析。

1 误差过大存在的原因分析

钳工加工中，引起误差过大的原因，除了与工人的基本操作技能、锉削能力、尺寸测量能力有关外，主要与钳工操作的划线方法、测量方法、加工方法的分析、加工工艺过程的制定不合理有关，与操作者的基本锉削能力、划线能力无关。这种不合理的操作方法，即使操作者锉削能力再高，也难以加工出合格的产品。

2 误差的主要常见形式

2.1 划线的不合理性

以前讨论过正六的锉配加工，提到过外正六边形的划线问题，六边形的几何划线方式很多种，在理论上都能划出完美的正六边形，但在实际操作中，由于加工误差的存在，许多划线方法是不合理的，现在简单把正六边形（无分度头）划线的几个方法进行讨论。

2.1.1 邻边依次划线法，划线过程如图1，设定毛坯为圆件。

钳工加工六方件是否精准的两个判断依据分别是长度尺寸和角度。我们在测量长度尺寸时，为测量方便，通常测量对边距离，边长的精度则要依靠角度的精准来保证；角度则是两边之间的夹角。非常明显，由于误差的存在，这种划线方法会引起误差的积累，六个角度、六个对边距、六个边长难以同时做到符合要求，因此这个方法可以说是最不合理，也是最不可能采用的。

2.1.2 对边划线法

以1为划线基准，进行对边划线，两种方式划线的精度相同，由于采用了对边优先划线的方法，保证了对边的平行度，减少了误差的积累，此方法相比（1）有了一定操作的可行性，缺点是120°线的划线存在难度，如图2保证了线1、2的平行度，但1、5或5、4或4、2之间的夹角难以保证120°。

2.1.3 几何作图划线法

采用几何作图的方式，根据尺寸要求，非常容易划出图3所示的划线，确定正六边形的六个顶点，依次连结，可得到所需的正六方划线，缺点是划线过程中，保证划针的针尖距离为正六边形的外接圆半径，以及划弧中心O1、O2的准确性。这种划线方式在尺寸精度要求不高的情况下，经常使用。

2.1.4 计算划线法

如何提高划线的精度对于钳工加工来讲，一是可以提高加工效率，二是提高加工精度。方法（2）、（3）的划线原理虽然相对精确，但存在缺点是划线过程中毛坯件经常转动，就会出现划线误差，如何减少毛坯件的转动，就能减少划线误差。再者方法（2）中如何使毛坯件准确转动120°是一个难点，下面以钳工加工中采用的一种精确划线 方法进行说明，划线结果如图4。

（1）固定毛坯，在中心处划水平线1；（2）根据对边距离，利用高度尺，可划出水平线2、3；这样可确保2、3的平行度和对边距离；（3）利用磁力表座（或其它方式），旋转毛坯90°；（4）利用工具精确旋转90°，根据毛坯直径，划线4，可保证线4与线1、2、3的垂直度；（5）利用计算结果，划线5、6，划线7、8，可得到正六方的六个顶点，连接六个顶点，可准确划出正六边形。

这种划线方法的好处是毛坯件在整个划线过程中只动了一次，误差和划线工具的误差一致，因此误差相对比较小，整个过程采用高度尺划线，保证了各线间的平行度或垂直度。

这是在无分度头的情况下的几各种划线方式，如果有分度头，正六方的划线则较简单，并且划线也比较准确。

划线过程要学会灵活运用，运用各种加工方式，达到加工的最佳效果，比如借料等。

2.2 锉削次序的不合理性

即使划线最为正确，在加工过程中，划线也只是参考线，只是划线越准确，钳工加工时，加工件相对越精确，效率越高。采用不同的加工路线仍会加工出不同的效果，仍以六方件为例说明。

我们设定以图4所划的线为准，进行加工。

2.2.1 邻边依次加工法

按照AB→BC→CD→DE→EF→FA的顺序进行加工，如同划线方法1一样，有加工误差的积累，加工精度低，很少采用。

2.2.2 对边加工法

采用六个边对边优先加工的方式，加工精度较高，图4加工工艺路线如下：

（1）首先锉削AB边；（2）锉削BC边，借用角度尺或角度样板保证AB与BC的夹角；（3） 锉削FA边，借用角度尺或角度样板保证FA与AB的夹角；（4）精加工AB、BC、FA三个边；（5）以精加工后的AB边为基准，精确加工DE边，保证AB与DE的平行度及距离即可；（6）方法同步骤（5），加工EF、CD两边。

这种加工工艺路线在粗加工时有较大的调整、修整空间，可以最大限度的保证对边距离和6个角度，从而间接保证正六的形状和尺寸精度，对图（2）、（3）同样使用对边加工方式的工艺路线较其它加工工艺路线，要有高的加工精度。

2.3 理论水平弱

在钳工制作中有时还需要理论计算的指导，如理论水平不够，得在某些方面难以得出真实的尺寸。以加工图5工件为例说明。

图中为钳工锉削零件，如加工时仅有外径千分尺可供测量使用，如何保证图中所要求的20±0.06的加工尺寸是难点，解决该问题的关键是图中要求加工的尺寸变为测量的间接尺寸，要解决这一问题，可通过尺寸链工艺方式来解决，根据题意可简单给出该问题的尺寸链，如图6所示。

解尺寸链：

A2基本尺寸：

A2=A1-A0=40-20=20mm

A2max=A1min-A0max=19.98mm

A1min=A1max-A0max=19.94mm

通过尺寸链的分析与计算可得出

此题中只有求解出A2的尺寸，通过加工测量A2，就能得到正确的A0，从而间接保证加工的精度。

3 尺寸舍取的选择

在钳工加工工艺过程中，经常遇到尺寸精度取舍的问题。由于各种原因，加工过程到最后出现无法保证所有的尺寸都能达到技术要求，这种情况下要善于分析各尺寸的主次地位，尽可能舍次保重、舍一而保全其它。

4 结束语

在钳工件加工过程中，分析出合理的划线方法和制定合理的加工工艺过程，是加工形状和尺寸精确钳工件的基础条件，具有一定的理论分析能力和计算能力是钳工精确加工的保障。

参考文献

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作者简介：燕金华（1975-），男，山东广饶县人，山东省东营职业学院石油装备与机电工程学院，讲师、硕士、高级钳工技师，主要从事机械设计与制造方面的教学。