吳如樵

摘要：我國是“制造大國”，制造業(yè)一直是我國經(jīng)濟社會發(fā)展的重要支撐力量。近年來，在供給側(cè)改革、科技創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略實行、生態(tài)文明建設(shè)的大環(huán)境下，我國制造業(yè)逐漸向輕量化、綠色化、高效化發(fā)展，諸多制造企業(yè)創(chuàng)建了柔性生產(chǎn)線，引入大量自動化、智能化機械設(shè)備，初步實現(xiàn)了制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。鉗工作為傳統(tǒng)工業(yè)的組成部分，在先進制造技術(shù)的推動下其分工更加精細(xì)、其技術(shù)的應(yīng)用范圍也愈加廣泛。但是，傳統(tǒng)鉗工技術(shù)已經(jīng)不能滿足制造業(yè)高效率、自動化發(fā)展需求，呈現(xiàn)出明顯的滯后性與局限性。為此，企業(yè)需要全面改進鉗工作業(yè)方法、優(yōu)化鉗工技術(shù)。文章闡釋了先進制造技術(shù)的概念及先進制造背景下傳統(tǒng)鉗工技術(shù)面臨的困境，重點探究傳統(tǒng)鉗工與先進制造技術(shù)的融合路徑。

關(guān)鍵詞：先進制造技術(shù);鉗工技術(shù);融合

0? 引言

隨著現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)的快速發(fā)展，以傳統(tǒng)制造技術(shù)為基礎(chǔ)，融合高新前沿技術(shù)并可應(yīng)用于產(chǎn)品全生產(chǎn)過程的先進制造技術(shù)應(yīng)運而生，改變了傳統(tǒng)制造企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境、流程及技術(shù)方法，并推動了制造加工的機械化、自動化及智能化，部分企業(yè)制造加工中鉗工加工工序已經(jīng)被機械加工替代，如銼削加工由銑削、高精度磨加工替代。隨著數(shù)控機床的投入使用，制造企業(yè)可以利用數(shù)控設(shè)備完成零部件的線切割等，加工生產(chǎn)的精度等級與效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)鉗工加工，由此可見，傳統(tǒng)鉗工極有可能失去其原本的應(yīng)用場景與價值。但從現(xiàn)代企業(yè)人才需求來看，其對于技能型裝配鉗工的需求量居高不下，表明其雖采用柔性化及智能化機加工生產(chǎn)方式，但仍需要傳統(tǒng)鉗工技術(shù)基礎(chǔ)與加工方法。由此可見，傳統(tǒng)鉗工技術(shù)唯有與先進制造技術(shù)縱深融合才能在加工生產(chǎn)中找到其自身的定位，一方面將傳統(tǒng)鉗工技術(shù)的思維方法、知識經(jīng)驗應(yīng)用于先進制造中，另一方面依靠先進制造技術(shù)改進傳統(tǒng)鉗工技術(shù)方法，即可以實現(xiàn)兩者的共同發(fā)展，又能為中小型制造企業(yè)提供更為靈活的加工生產(chǎn)方式。

1? 先進制造技術(shù)概述

先進制造技術(shù)是指以傳統(tǒng)制造技術(shù)為基礎(chǔ)、以信息及科學(xué)等高新與前沿技術(shù)為支撐，囊括市場分析、產(chǎn)品設(shè)計、加工裝配等產(chǎn)品生產(chǎn)全生命周期的現(xiàn)代化新型制造技術(shù)，是當(dāng)前世界各國制造業(yè)研究的焦點，也是擴大制造業(yè)經(jīng)濟、生態(tài)及社會效益的“利器”。

先進制造技術(shù)具有以下特點：其一，數(shù)字化。從制造企業(yè)加工生產(chǎn)層面來看，先進制造技術(shù)的數(shù)字化體現(xiàn)在對加工生產(chǎn)全要素的控制上，即通過設(shè)備參數(shù)、工作量、工序、材料用量等數(shù)據(jù)實現(xiàn)對加工生產(chǎn)質(zhì)量與成本的全面控制;其二，精密化。在先進制造領(lǐng)域，工程材料，如汽車零部件、工程構(gòu)件等加工精度顯著提升，掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡等設(shè)備、裝置、儀器的應(yīng)用可保證加工精度達到0.1um，基于操作機械的移動精度也可達0.1nm;其三，虛擬化。在加工生產(chǎn)中，利用虛擬現(xiàn)實及仿真技術(shù)、人工智能技術(shù)、三維制圖技術(shù)等能夠模擬現(xiàn)實的制造環(huán)境與流程，呈現(xiàn)出制造系統(tǒng)的運行狀態(tài)，各類圖紙也由傳統(tǒng)的二維平面轉(zhuǎn)變?yōu)榱Ⅲw的數(shù)字化模型;其四，智能化。以智能機器及人類專家共同筑成的人機交互式智能制造系統(tǒng)具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)功能，可實現(xiàn)對海量信息的自動化收集、處理、完善與應(yīng)用，繼而取代制造過程中部分腦力勞動。

從先進制造技術(shù)的特點可以看出，其實質(zhì)上是傳統(tǒng)制造技術(shù)與信息、網(wǎng)絡(luò)、人工智能、虛擬現(xiàn)實與仿真等技術(shù)的結(jié)合體，保留了傳統(tǒng)制造中的有效要素，并且需要以人類的智慧作為補充與糾偏。鉗工技術(shù)作為傳統(tǒng)制造技術(shù)的重要組成部分，其要想在先進制造技術(shù)中有所應(yīng)用及發(fā)展，就需要與上述技術(shù)實現(xiàn)深度融合，繼而將傳統(tǒng)鉗工技術(shù)經(jīng)驗、方法、理論等轉(zhuǎn)化為先進制造技術(shù)。

2? 鉗工技術(shù)簡介

鉗工技術(shù)主要包括劃線、鋸割、銼削、孔加工等。在二十世紀(jì)初期，鉗工技術(shù)開始應(yīng)用于機械及自動化制造中，其中銼削技術(shù)是現(xiàn)代制造最為常用的鉗工技術(shù)之一，該技術(shù)的要點在于控制零部件尺寸、形位公差，在實際應(yīng)用過程中，鉗工的技術(shù)水平、規(guī)范掌握程度、作業(yè)是否標(biāo)準(zhǔn)等都會影響產(chǎn)品最終的質(zhì)量及產(chǎn)品與用戶需求的契合程度。

鉗工技術(shù)中的銼削工藝流程為：分析產(chǎn)品圖紙，結(jié)合產(chǎn)品加工精度合理確定產(chǎn)品毛坯的尺寸;確定工藝路線，選擇能夠保證加工精度、操作便捷、加工周期短的工藝以及加工設(shè)備與工具類型;合理估算每一工序所需要的時間、安排作業(yè)流程，繼而提升鉗工加工效率。

無論是何種鉗工技術(shù)，在實際應(yīng)用中都需要以產(chǎn)品圖讀取為前端環(huán)節(jié)。為此，在鉗工加工之前，需要深入剖析產(chǎn)品圖中呈現(xiàn)的產(chǎn)品功能及使用場景、產(chǎn)品內(nèi)外部結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品特點、孔位等信息。同時，還需要預(yù)設(shè)產(chǎn)品精度基準(zhǔn)，主要包括產(chǎn)品尺寸及形狀精度基準(zhǔn)、孔位精度基準(zhǔn)、產(chǎn)品表面粗糙程度精度基準(zhǔn)等，主要原因在于產(chǎn)品精度是決定產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素，如果精度基準(zhǔn)設(shè)定過高，則會導(dǎo)致銼削過度，產(chǎn)品尺寸偏小;如果精度基準(zhǔn)設(shè)定過低，則會導(dǎo)致產(chǎn)品外觀、功能等不能滿足用戶的需求。此外，產(chǎn)品圖分析及精度基準(zhǔn)設(shè)定后需要準(zhǔn)備產(chǎn)品毛坯，通常情況下，產(chǎn)品毛坯的尺寸與形狀與產(chǎn)成品差別不大、加工余量較小，因此在選擇毛坯時需要格外注意毛坯的尺寸。最后，嚴(yán)格按照產(chǎn)品圖擬定鉗工工藝流程，主要包括確定加工工序、準(zhǔn)備加工工具、制定實施方案，其中加工工具的準(zhǔn)備尤為重要，鉗工加工工具一般包括銼刀、鉆孔設(shè)備等，不同工具適用范圍不同，如果選擇食物則極有可能導(dǎo)致產(chǎn)品報廢。

綜合來看，鉗工技術(shù)是指以手持工具對工程材料進行加工的技術(shù)，其主要的工藝流程為讀圖——確定精度基準(zhǔn)——準(zhǔn)備毛坯——確定工藝流程——準(zhǔn)備加工工具與設(shè)備——制定加工方案——加工，同時還需要考慮各工序的工作量、時間等，以保證加工時間充裕，繼而提高產(chǎn)品加工生產(chǎn)質(zhì)量。

3? 傳統(tǒng)鉗工技術(shù)與先進制造技術(shù)的融合路徑

3.1 傳統(tǒng)鉗工技術(shù)的優(yōu)劣勢分析

在傳統(tǒng)鉗工加工中，需要采用鉗工工具、設(shè)備等對零部件進行加工，或維修設(shè)備、安裝及調(diào)試設(shè)備。其屬于工具維修及制造技術(shù)的范疇，在實際的應(yīng)用中具有一定的優(yōu)勢：①傳統(tǒng)鉗工技術(shù)以銼刀、鋸子等各類手持工具為基礎(chǔ)，具有較強的靈活性，能夠滿足多種條件、環(huán)境的加工需求，還可以根據(jù)工件的特點調(diào)整加工方法;②在產(chǎn)品的加工生產(chǎn)中對于鉗工技術(shù)的要求較高，需要加工人員根據(jù)工件的特點等采用合適的加工方法。同時加工過程中可以及時發(fā)現(xiàn)問題、糾正問題。此外，技術(shù)高超的操作者加工效率高、產(chǎn)品精度好，并且可以指導(dǎo)鉗工加工過程;③鉗工技術(shù)操作簡單，所使用的工具及設(shè)備的可操作性較強。尤其在小批量生產(chǎn)中，鉗工技術(shù)的應(yīng)用不僅成本低，而且可以保證加工效率。

因傳統(tǒng)鉗工技術(shù)為人工制造技術(shù)，其在實際應(yīng)用中也具有較為明顯的劣勢：其一，精度波動較大。傳統(tǒng)鉗工加工質(zhì)量與手工操作人員技術(shù)水平、職業(yè)態(tài)度及素養(yǎng)等有密切的聯(lián)系，如果操作人員技術(shù)水平不足，則會導(dǎo)致加工精度較差。其二，成本較高。與機械工具相比，鉗工技術(shù)所需的手工工具加工耗時、耗力，并且需要多名操作人員相互配合，人力成本高。同時，傳統(tǒng)鉗工加工模式下產(chǎn)品不合格率較高，無形中增加了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。其三，效率低。傳統(tǒng)鉗工技術(shù)適用于小批量制造中，對于大批量生產(chǎn)來說，傳統(tǒng)鉗工加工周期長、速度慢。

3.2 鉗工技術(shù)在先進制造技術(shù)中的應(yīng)用

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的日新月異，制造技術(shù)逐漸朝向高效化、自動化、智能化發(fā)展，與制造相關(guān)的新設(shè)備與新技術(shù)應(yīng)運而生，為傳統(tǒng)鉗工技術(shù)的轉(zhuǎn)型與升級注入了新的活力。尤其是在鉗工分工上更為精細(xì)，各項工序的作業(yè)方法也得到顯著的改善，在很大程度上推動了鉗工技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展。例如當(dāng)前制造業(yè)企業(yè)使用較為普遍的數(shù)控機床在性能、加工精度、控制管理能力、能源消耗等方面均優(yōu)于傳統(tǒng)機床，可以實現(xiàn)物料的自動化傳輸、加工過程的智能化控制、精度的自動校準(zhǔn)等，一方面促進企業(yè)柔性生產(chǎn)體系的構(gòu)建，另一方面也提升了制造業(yè)整體的加工精度。在此背景下，現(xiàn)代制造要求及條件對于鉗工技術(shù)提出了更高的要求，其中最為突出的要求即為鉗工加工精度的提升。基于此，在鉗工加工過程中，要摒棄以往單一的手工加工方式，對于大型工件可以在讀取圖紙信息、預(yù)估加工精度及時間、制定加工方案的基礎(chǔ)上采用機床對工件進行切割;對于微型系統(tǒng)零件的切割，可以采用在傳統(tǒng)車削及銑削基礎(chǔ)上發(fā)展而來的微細(xì)銼削及微細(xì)鉆削技術(shù)，如使用移動方便且順暢的桌面微細(xì)銼削機。由此可見，鉗工技術(shù)在先進制造技術(shù)中的應(yīng)用不是簡單堆砌新型制造技術(shù)，而是要將鉗工技術(shù)的經(jīng)驗運用到制造過程中。

裝配鉗工、機修鉗工、工具鉗工是鉗工最主要的3種工藝，裝配鉗工主要是工件加工、機械設(shè)備裝配和調(diào)整加工;機修鉗工設(shè)備的安裝、調(diào)試以及維修;工具鉗工就是利用鉗工工具進行加工和維修。雖然說鉗工工藝有多種分類，但是都要求操作者有較高的操作水平，能夠根據(jù)加工工件的特點選擇合適的工藝，面對突發(fā)問題能夠采取有效的措施解決，對鉗工的操作十分熟練，在實踐操作的過程中能夠產(chǎn)生創(chuàng)新的理念，提出有效可行的發(fā)展模式，能夠適應(yīng)現(xiàn)代先進制造技術(shù)的發(fā)展。因此，從事鉗工工藝的技術(shù)員要懂得觀察、善于分析、勇于創(chuàng)新，隨著科學(xué)技術(shù)和制造行業(yè)技術(shù)的發(fā)展，完善和提升自身的操作水平，做到與時俱進，適應(yīng)現(xiàn)代先進的生產(chǎn)力的需求。

在先進制造技術(shù)體系內(nèi)，要發(fā)揮技術(shù)項目的綜合價值，就要建立完整的管控技術(shù)監(jiān)管模式，夯實技術(shù)管理結(jié)構(gòu)的同時，將工藝項目的運維流程作為中心，完善具體工藝融合效果。正是在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的時代背景下，先進制造技術(shù)中運行鉗工工藝能有效提升監(jiān)管工序的合理性，并且保證工藝模式和規(guī)范化運行效果符合預(yù)期，從根本上推動工藝流程的發(fā)展和進步。除此之外，在對先進制造技術(shù)中鉗工工藝進行系統(tǒng)化分析的過程中，不能忽略微細(xì)加工項目的綜合價值，要建立健全統(tǒng)籌性較好的運維管理機制，確保能整合具體要求，對設(shè)備進行精加工管理，其質(zhì)量更加輕便且底部安裝相應(yīng)的輪子就能完成靈活化應(yīng)用管控，實際操作模式也能得以優(yōu)化，對設(shè)備安裝處理、調(diào)試處理以及維修維護處理等工序進行監(jiān)督控制，保證工藝技術(shù)體系和各項流程的之間的完整程度得以優(yōu)化。從根本上創(chuàng)新發(fā)展理念，實現(xiàn)先進制造技術(shù)中鉗工工藝結(jié)構(gòu)的全面升級。

4? 結(jié)束語

在制造業(yè)發(fā)展新形勢下，先進制造技術(shù)的產(chǎn)生與演進引發(fā)了加工生產(chǎn)的一系列變革，傳統(tǒng)鉗工技術(shù)已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代制造的需求，呈現(xiàn)出較大的滯后性與局限性。為此，應(yīng)促進鉗工技術(shù)與先進制造技術(shù)的縱深融合，對制造技術(shù)進行全面系統(tǒng)地優(yōu)化布局，挖掘鉗工技術(shù)適用新場景，并在傳統(tǒng)鉗工技術(shù)中整合新技術(shù)、新設(shè)備、新理念，繼而促進鉗工技術(shù)與先進制造技術(shù)的融合化、可持續(xù)發(fā)展。

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