李霞

（四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 德陽 618000）

0 引言

鉗工是最古老的零部件加工方式，是一種技能要求高、精度要求高的技術(shù)工作，不僅需要過硬的基本操作技能，還需要操作者對工件的加工工藝有著準(zhǔn)確完整的把握。加工工藝不合理，操作時對各方面指標(biāo)要求無法綜合考慮，分不清主次，最終影響工件的加工質(zhì)量甚至導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢。因此，編排出合理的加工工藝路線，在鉗工加工中尤為重要。

正五邊形屬于正多邊形，但由于不具備正六邊形對邊平行且相等的特殊性，加工方法與正六邊形會有所不同，難度也有所增加。假如再在中心鉆一定規(guī)格的小孔，要求保證孔心與各邊的相對位置，就更難了，在此，筆者以自己在鉗工工作中得到的經(jīng)驗(yàn)和啟發(fā)，就中心鉆孔的正五邊形加工工藝方法進(jìn)行了分析。

1 零件圖分析

圖1 正五邊形零件結(jié)構(gòu)圖

零件圖是制定工藝規(guī)程的原始材料，必須深入分析零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、功用及技術(shù)要求,了解零件加工表面的尺寸精度、形狀精度、位置精度和表面粗糙度等要求，否則，會因考慮不周，分不清主次影響工件的加工質(zhì)量［1］。正五邊形零件結(jié)構(gòu)及加工要求如圖1 所示。

根據(jù)圖形，該零件需要保證5 個角度、5 個邊長的精度、孔心位置及5 個頂點(diǎn)到各對邊的距離，而且精度要求都很高，同時還得考慮直線度、平面度、表面粗糙度等技術(shù)要求。備料一般跟工件尺寸相差不大，設(shè)為長2R+4、寬b+4 的長方形鐵塊。

2 加工方法及工藝分析

一般情況，經(jīng)驗(yàn)不足的操作者往往覺得應(yīng)該先加工正五邊形，再鉆小孔。其實(shí)這種方法在實(shí)際操作中是不可行的。第一，先加工各邊不便于劃線確定小孔圓心位置；第二，在實(shí)際操作中，由于操作因素和鉆床因素，誤差總是不可避免。打樣沖時，用力方向難免與鉛垂方向有一定的偏移，導(dǎo)致樣沖形狀位置與預(yù)期會有所偏差；鉆孔時，鉆頭刀尖由于磨損是有一定直徑的，再加上工件臺振動會使鉆頭與對準(zhǔn)位置有所變化。這樣一來，加工出的孔往往與預(yù)期會有約1 mm 以內(nèi)的誤差，直接導(dǎo)致工件報(bào)廢。對于這種中心帶孔的正N 邊形，無論是奇數(shù)邊還是偶數(shù)邊，都應(yīng)該先鉆孔，在保證圓心位置的前提下加工各邊。具體方法如下：

1）粗加工坯料的長邊m 邊，如圖2（a）所示，使基本保證直線度和平面度，再加工n 邊，使之與m 邊基本保持垂直。

2）劃線確定小孔中心，打樣沖。提高劃線的精度對于鉗工加工來講，一是可以提高加工效率，二是提高加工精度［2］?；阢@孔誤差，劃線時Y 方向需比預(yù)期多約0.5 mm，為（a+0.5）mm，為鉆孔誤差留下足夠的余量以便修整。至于X 方向，設(shè)置為中間位置約（R+2）mm，以便后面劃線。

3）鉆孔、擴(kuò)孔，去毛刺和尖角。去毛刺和尖角不僅出于加工質(zhì)量的要求，也為后續(xù)測量做準(zhǔn)備，否則影響測量的準(zhǔn)確度。

圖2 正五邊形加工方法流程

4）測量m 邊到小圓圓心的距離，這里用小圓最低點(diǎn)e 到m 邊的垂直距離來間接表示。計(jì)算與預(yù)期值a-r 的余量差值，將其修整到要求的尺寸精度。然后以修整好的m邊為基準(zhǔn)精修n 邊，使其與m 邊保持較高的垂直度，為后續(xù)測量做準(zhǔn)備。

5）劃線確定正五邊形5 個頂點(diǎn)并連線。這里采用“計(jì)算劃線法”［2］來確定5 個頂點(diǎn)位置。以修整好的m 邊為基準(zhǔn)，在b-0.83c（cos54°≈0.83）處劃線確定N 和Q 在垂直方向的位置，在b 處劃線確定M 在垂直方向的位置。測量小圓最右端f 到修整好的n 邊的距離d，計(jì)算正五邊形5 個點(diǎn)在水平方向上的相對位置，如圖2（c）所示，其中sin54°≈0.55，以便留下足夠余量修整。將各交點(diǎn)依次連線，即得正五邊形。

6）用鋸弓沿線去掉大部分余量，為了保證尺寸精度，鋸路不準(zhǔn)壓線，只能靠近參考線。

7）銼削各表面，達(dá)到尺寸精度要求。這一步是關(guān)鍵，多數(shù)人會很自然地采用按序加工法，如圖2（d）所示。即以O(shè)P為基準(zhǔn)，按順時針或逆時針方向逐邊加工，使每條邊都滿足角度要求和孔心位置精度要求，直到最后一條邊。這種方法從數(shù)學(xué)原理上是可行的，但是正五邊形邊長的精度是通過角度的測量及孔心位置加工精度來保證的，誤差不可避免，這樣會造成誤差的累積，加工最后一條邊時尤其嚴(yán)重。累積誤差最終導(dǎo)致難以同時保證5 個角度、5 個邊長和5 個尺寸b 的精度要求。

無疑，這種方法能保證正五邊形邊長及尺寸b 的精度，并且能減少累積誤差次數(shù)，提高加工精度。

3 結(jié)語

對中心鉆孔的正五邊形加工方法進(jìn)行了描述，就大多操作者加工方法的不足之處進(jìn)行了詳細(xì)分析，并且根據(jù)筆者的加工生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，提出采用直角三角形數(shù)學(xué)原理來確定正五邊形各邊兩端點(diǎn)及相應(yīng)頂點(diǎn)位置，同時采用對稱加工原則減少了誤差累積次數(shù)，從而提高了正五邊形的加工精度。

［1］劉賢金.鉗工銼削工藝問題研究［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010（3）：86.

［2］燕金華.鉗工手工制作中提高精確加工工藝路線的分析［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（7）：97.

［3］周春霞.關(guān)于外六角形體加工方法的幾點(diǎn)嘗試［J］.實(shí)踐與探索，2010（10）：162