蘭希園

(咸寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 咸寧 437100)

隨著工業(yè)制造的轉(zhuǎn)型升級，各類先進的數(shù)字化機械設(shè)備廣泛應(yīng)用在機械加工的各個領(lǐng)域，鉗工技術(shù)在企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的頻次越來越少，使得社會上對鉗工加工技術(shù)的認(rèn)識存在一些誤區(qū)，認(rèn)為在現(xiàn)代工業(yè)化高度發(fā)展的情況下可以淘汰鉗工這一工種。殊不知鉗工技術(shù)作為制造業(yè)的重要組成部分，綜合了鋸削、銼削和鉆削等加工方法及基本測量技術(shù)，是機械加工的一個獨立工種，具有其他工種無可替代的作用。因此，培養(yǎng)一批掌握基礎(chǔ)技能和綜合技巧的鉗工技術(shù)人才不僅是當(dāng)前工業(yè)發(fā)展需要，更為將來工業(yè)強國奠定扎實基礎(chǔ)。

創(chuàng)新是一個民族發(fā)展的靈魂，是一個民族進步的不竭動力。在教學(xué)實踐中積極思索并進行創(chuàng)新，是對學(xué)生創(chuàng)新能力最好的引導(dǎo)和示范。本文圍繞鉗工封閉式鑲配件凹件余料去除技術(shù)，多年來深入系統(tǒng)研究了封閉式鑲配件大孔法加工，最終得出在鉗工技能訓(xùn)練和制作過程中，大孔法在加工速度、勞動強度及操作技能綜合培養(yǎng)等方面均優(yōu)于現(xiàn)有教科書中排孔法，值得推廣。

1 研究樣本

中國有句古話叫“授人以魚不如授人以漁”，師者更甚之。在鉗工技能訓(xùn)練、競賽和考試考核中，封閉式鑲配件的加工比較常見，不僅能較好的訓(xùn)練和檢驗鉗工劃線、鋸削、銼削、鉆孔、鉸孔及攻螺紋和套螺紋等綜合操作技能，并對鉗工裝配中配合間隙的檢查和控制修正方法、技能掌握有很好的訓(xùn)練作用。封閉式鑲配件的結(jié)構(gòu)樣式非常多，只要簡單的變換便可以出很多的新題，案例不勝枚舉。為使研究更具有針對性，我們可以通過對少量典型案例比較分析這一技術(shù)手段，舉一反三，總結(jié)出大孔法在鉗工封閉式鑲配件凹件余料去除加工中的優(yōu)勢及其規(guī)律。下面就選取的三個典型樣本針對涉及大孔法和排孔法加工差異問題分別討論，樣本選自高等教育出版社《鉗工項目訓(xùn)練教程》項目三，封閉式鑲配件的加工中的三個案例即四方鑲配件、凹形鑲配件和V形鑲配件訓(xùn)練題為具體研究對象，見圖1所示[1]。

(a)四方鑲配件

(b)凹形鑲配件

(c)V形鑲配件

2 加工分析

目前很多職業(yè)院校機械大類專業(yè)的專業(yè)技能訓(xùn)練中，因鉗工技能無法速成，且對于培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)及機械加工基本技能很有幫助，所以對于鉗工技能訓(xùn)練都比較重視。除訓(xùn)練傳統(tǒng)制作鴨嘴錘加工外，一般都會有板類鑲配件的加工訓(xùn)練，即能較好地解決鉗工基本技能訓(xùn)練過程單一呆板的問題，又增加了學(xué)習(xí)趣味性。就板類封閉式鑲配件凹件內(nèi)腔大面積余料鉗工加工而言，至今為止，公開發(fā)行的教材上提供的只有排孔法。然而在實際加工中，很多學(xué)員會因鉆孔引偏折斷鉆頭或者是因孔距掌握不好等因素致使后續(xù)的銼削工作量大，加大了制作加工過程中的勞動強度很大，也易影響學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

針對這一技術(shù)難點痛點問題，筆者做了很多的嘗試，最終摸索出通過在封閉的凹件中先鉆出大孔，再用鋸弓鋸去除腔內(nèi)余料，初步測試覺得方法可行，通過進一步研究并實踐后發(fā)現(xiàn)，只要孔徑和孔位數(shù)量合理，采用大孔法加工代替排孔法去凹件余料有明顯優(yōu)勢，不僅在鋸削和銼削技能上保證并提升了實際操作技能，且對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維有積極作用，一舉多得。

2.1 四方鑲配件的加工

圖1a四方鑲配件零件的加工，凹件余料是一個20×20的內(nèi)腔方孔，依據(jù)教材凹件余料去除工藝，應(yīng)在臺鉆上對凹件的四邊鉆四條Φ3mm排孔后，再用鏨子去除余料，最后通過粗精銼等加工使得零件達(dá)到尺寸及其他的技術(shù)要求?？紤]臺鉆鉆孔時的振動等因素鉆排孔時留有0.5mm銼削余量后，有19×19的內(nèi)腔余料，在理想的狀態(tài)下，每邊可鉆排孔6個，共計20個孔，孔間間隙0～0.2mm，見圖2a圖所示。

(a)排孔法 (b)大孔法1 (c)大孔法2

從零件圖中得知，鑲配件的尺寸精度要求IT8級[2]，并有對稱度和垂直度要求，其整體技術(shù)要求比較高，在額定工時270min內(nèi)完成，有一定的技術(shù)難度。若是打排孔過程中出現(xiàn)折斷鉆頭或孔排布不均勻的情況，將更難完成。結(jié)合臺式鉆床鉆孔直徑一般在13毫米及以下這一具體技術(shù)參數(shù)[3]，經(jīng)研究鑲配件尺寸及結(jié)構(gòu)，本例有2種孔徑的大孔法比較合適，即Φ11mm孔或Φ8mm孔，孔位安排見圖2b、圖2c所示。

采用圖2b方式的大孔法加工，鉆Φ11mm孔2個，2孔分布于內(nèi)腔兩對角位置，見圖示。其孔徑較大，可直接使用普通寬鋸條，但寬鋸條靈活性不如窄鋸條，所以還是建議使用窄鋸條(或?qū)掍彈l磨窄后使用)，孔徑大的優(yōu)勢是鉆孔數(shù)少，后續(xù)鋸削操作安裝次數(shù)及輔助時間減少，效率更高。

采用圖2c方式的大孔法加工，鉆Φ8mm孔4個，4孔分布于內(nèi)腔兩對稱中心線上，見圖示。與圖2b方式的大孔法比，其優(yōu)勢在于整個鑲配件加工制作過程中，不用更換鉆頭，可順便將另外4個M10的螺紋孔底孔也鉆好，但其后續(xù)的鋸削加工安裝及輔助時間相對增加，且必須使用窄鋸條或?qū)⑵胀▽掍彈l磨窄后方可進行操作。通過多次實踐比較后，本例測試結(jié)果顯示，圖2b方式鉆2個大孔比圖2c方式鉆4個大孔優(yōu)勢更為明顯。

2.2 凹形鑲配件的加工

圖1b凹形鑲配件零件的加工，凹件余料是一個相對比較復(fù)雜的內(nèi)腔，在去凹件內(nèi)腔余料工藝流程時，用Φ3mm鉆排孔比較理想的狀態(tài)時需要鉆53個排孔，孔間間隙0～0.2mm，鉆孔工作量大，且后續(xù)銼削工作量也不小，見圖3a圖所示。

(a)排孔法

(b)大孔法1

(c)大孔法2

經(jīng)分析內(nèi)腔結(jié)構(gòu)及腔外2個Φ10mm孔，采用圖3b方式鉆5個大孔，其優(yōu)勢在于在鉆內(nèi)腔去除凹件余料大孔時，一起將腔外2孔鉆出，節(jié)約中途更換鉆頭工作時間，且鉆孔后，鋸條很方便地沿三角箭頭鋸削路徑均可到達(dá)直角處相交，鋸后銼削工作量小。也可采用圖3c方式鉆4個大孔，再分別沿三角箭頭均可到達(dá)直角處相交，比5孔法鋸削后留給銼削余量多。通過多次實踐比較后，本例測試結(jié)果顯示，圖3b方式鉆5個大孔比圖3c方式鉆4個大孔優(yōu)勢更為明顯。

2.3 V形鑲配件的加工

圖1cV形鑲配件零件的加工，凹件余料是一側(cè)半圓一側(cè)V形，其結(jié)構(gòu)更有利于大孔法加工孔位選擇。然依據(jù)教材去凹件內(nèi)腔余料工藝流程，用Φ3mm鉆排孔比較理想的狀態(tài)時需要鉆45個排孔，孔間間隙0～0.2mm，鉆孔工作量依然很大，見圖4a圖所示。

(a)排孔法 (b)大孔法

對于內(nèi)腔余料半圓孔或V形的結(jié)構(gòu)，可以優(yōu)先考慮在半圓孔和V形切線上鉆大孔并加以利用，對于減省后續(xù)工作量而言是非常有益的。本案例中，內(nèi)腔余料半圓孔孔徑為R12，超出一般常規(guī)臺鉆鉆孔最大直徑，且超過Φ13mm鉆頭也應(yīng)用少，結(jié)合內(nèi)腔最小腔距為16mm，選用直徑為Φ13mm鉆頭的3個大孔位凹件余料加工較為合適，鉆大孔后半圓孔部分留下的較大加工余量，可以通過沿圓周進行一次鋸削以減少銼削余量的目的，其孔位布局如圖4b所示。

3 工藝方案比較

通過對以上三組典型封閉式鑲配件凹件內(nèi)腔余料去除加工分析，采用現(xiàn)行教材上排孔法加工存在的一個共性問題是：排孔數(shù)量隨著內(nèi)腔尺寸增加孔數(shù)不斷增加，且在孔位排布上可能會因為尺寸限制使得有些時候不能很好排孔，導(dǎo)致間隙過大，留給后期鏨削和銼削工作量很大，嚴(yán)重影響影響工作效率，且勞動強度很大。在打排孔過程中，因其鉆頭直徑小且孔間距小，極易折斷，因此需要非常高的專注度，對于排孔數(shù)量大時，僅鉆孔的勞動工作量就非常大。排孔鉆完后，鏨削后留下的銼削余量也比較大，總體而言其凹件余料去除是整個鑲配件加工中主要用時及勞動強度大的部分。

大孔法加工的具體操作步驟基本是先鉆大孔后，將鋸條穿過大孔鎖緊在鋸弓上，再沿著設(shè)計好的鋸削路線進行鋸削，如圖中各孔線上的箭頭方向，最終使各鋸路匯合后，將整塊余料從凹件分離，達(dá)到去封閉式鑲配件凹件余料的目的。當(dāng)然，在操作過程中，由于操作者鋸削銼削技能水平的差異，需留出0.2～0.5mm銼削余料為宜。

從文中討論的三個典型案例來看，大孔法去凹件余料，具體大孔的孔徑和孔位是依據(jù)內(nèi)腔形狀及尺寸結(jié)構(gòu)等因素進行綜合確定，選擇的好對于整體的提升加工效率和降低勞動強度非常有益，因此在選擇時應(yīng)當(dāng)盡量充分考慮。

4 結(jié)語

通過筆者和多屆學(xué)生在鉗工技能訓(xùn)練過程中采用排孔法和大孔法去除凹件余料的加工制作情況得出，大孔法去除鑲配件的凹件余料后，內(nèi)腔四邊相對平整，銼削工作量非常小，勞動強度明顯降低，用時均比排孔法縮短30%以上，且內(nèi)腔尺寸越大，優(yōu)勢越為明顯。

因此，大孔法加工封閉式鑲配件凹件腔內(nèi)的余料比傳統(tǒng)排孔法加工優(yōu)勢很明顯，是鉗工技術(shù)中一種新的工藝方法，對于推動鉗工技術(shù)的發(fā)展具有極大的作用。