王建華

（四川核工業(yè)職工大學(xué)，四川 宜賓 644000）

引言

鉗工是機(jī)械專業(yè)的一個基本工種，鉗工技能比賽能較好地綜合反映鉗工技能水平。在鉗工技能比賽中，實做成績占比較大，常常占比賽總成績的70%--80%。鉗工實作技能操作，通常是使用普通臺鉆、砂輪機(jī)等操作簡單、精度低的機(jī)械設(shè)備和銼刀、手鋸等常用鉗工工具及直角尺、游標(biāo)卡尺等通用量具，在規(guī)定的時間內(nèi)，手工制作出高精度的、形狀復(fù)雜的工件。鉗工實作技能比賽，表面上看，賽的是動手能力，深層次看，賽的是動手技巧（制作工藝），因為制作工藝的優(yōu)劣，直接影響參賽鉗工是否在比賽中取得好的名次。

鉗工制作工藝的選擇與制定，千變?nèi)f化，因人而異。優(yōu)秀的制作工藝，技能操作過程既省勁又省時，工件精度還容易得到保證。在理論上對不同工件圖形進(jìn)行制作工藝研究、探索，對在實際操作時選擇和制定制作工藝有很大幫助。中央企業(yè)職工技能大賽，是中央企業(yè)系統(tǒng)具有權(quán)威性、專業(yè)性的國家級一類比賽。技術(shù)水平起點(diǎn)高，對其進(jìn)行學(xué)習(xí)、借鑒、分析、總結(jié)，可以使技能人員的技能技術(shù)水平實現(xiàn)“跨越式”提升。本文從中選出一套鉗工技能比賽實作題樣，在理論上對其進(jìn)行分析，整理出較優(yōu)的制作工藝方案，希望能起到“拋磚引玉”的功效。

一、參賽圖樣及技術(shù)要求

（一）總裝圖

1.圖樣及技術(shù)要求

裝配圖及技術(shù)要求（見圖1）

2.圖樣分析

要保證技術(shù)要求1，則各件必須嚴(yán)格控制尺寸精度且預(yù)留很小修配余量。裝配時，由于修配余量很小，使保證技術(shù)要求2 與技術(shù)要求3 的難度增大。因此，在制定加工方案時，應(yīng)選擇控制單件加工精度保證總裝精度的方案。件4（六方塊）換位配合影響最大，其精度應(yīng)控制在最佳范圍，應(yīng)優(yōu)先加工，保證其形狀、尺寸精度。

3.總體制作工藝方向

依據(jù)圖樣形狀及技術(shù)要求，應(yīng)選擇先難后易、先單件后配作、優(yōu)先保證主要工件精度再保證其他工件精度的基本制作工藝方向。

（二）毛坯及各工件圖樣

1.六方塊

2.U 型塊

3.底板

二、各工件制作工藝分析

（一）六方塊

1.六方塊圖樣

依據(jù)六方塊圖樣（參考文獻(xiàn)[1]），工件是將圓盤（Φ50×10）加工成正六邊形，正中心有一孔，尺寸公差適中（允許偏差0.03），角度公差值適中（允許偏差2′），加工易保證。

2.考核項目及配分

依據(jù)配分表（參考文獻(xiàn)[1]），該件配分13 分，各項考核項目均分，由于公差值相對較寬，容易得分。但由于該工件在總裝配合時，要繞其中心孔軸線旋轉(zhuǎn)，六方塊的六條邊心距尺寸應(yīng)一致，公差不能超出0.01mm，否則，技術(shù)要求不易達(dá)到，從而失去較多分值。因而，該工件加工難度較大，難在六條邊心距尺寸的一致性要求高。不能因保住13 分而丟掉幾十分。

3.制作方案及工藝分析

1）制作方案

方案一

①劃線：找出圓盤的中心；用劃規(guī)劃出正六邊形的外接圓并六等分圓周；連線成正六邊形，如圖2所示。②鋸削：用手工鋸沿正六邊形線鋸出正六邊形。如圖3所示。③銼削：按圖紙要求銼削正六邊形到尺寸要求。④……

方案二

①測量圓盤外圓的實際尺寸，計算相關(guān)尺寸，精確到0.001mm；②加工一基準(zhǔn)面，保證尺寸精度，如圖4 示。③預(yù)鉆Φ10 底孔Φ7，保證位置偏差≤0.01mm；④加工基準(zhǔn)面對面，保證尺寸精度；⑤加工基準(zhǔn)面相鄰兩面，用正弦規(guī)測量法進(jìn)行測量，控制尺寸偏差，如圖5 示；⑥……

2）工藝分析

上述兩方案中，方案一在劃線時會產(chǎn)生誤差，并將其帶入下一步，使第二步累積誤差增加，其結(jié)果是使最后一步加工時不容易保證尺寸及角度要求的精度，同時費(fèi)時又費(fèi)勁。方案二省掉了劃線工序，直接消除了劃線產(chǎn)生的誤差，既為后續(xù)加工中保證尺寸精度創(chuàng)造了條件，又節(jié)約了操作時間。常用游標(biāo)卡尺測量精度為0.02mm，超出該工件邊心距分析要求，不能保證后續(xù)裝配精度要求；千分尺測量精度為0.01mm，使用時不快捷；由測量平臺、量塊、正弦規(guī)、杠桿百分表等組成的角度測量系統(tǒng)（正弦規(guī)測量法），尺寸精度可以達(dá)到0.005mm，角度精度可達(dá)1′，還可一次測量，同時得出尺寸和角度的實際偏差，且偏差位置直觀可見，使工件制作中能更好地達(dá)到精度要求（精度取決于操作者的基本功）。間接地減輕了參賽者的勞動強(qiáng)度。方案二明顯優(yōu)于方案一，但對操作者的基本功要求較高。

（二）U 型塊

1.圖樣

依據(jù)U 形塊圖樣（參考文獻(xiàn)[1]），單個U 型塊加工面多達(dá)8 個，兩面間有角度要求的較多且角度誤差直接影響總裝配時的互換；孔精度要求高，而且為騎縫孔，加工難度大。

2.考核項目及配分

依據(jù)配分表（參考文獻(xiàn)[1]），兩個U 型塊一起檢測，總分19 分，其中孔的配分占8 分，評定標(biāo)準(zhǔn)為超差不得分。該工件的對稱要求直接影響總裝配質(zhì)量，兩個U型塊的對稱度值的一致性是制作中的難處所在，該工件不易得滿分且易影響其他的工件得分。

3.制作方案及工藝分析

本工件的重點(diǎn)是在制作凹槽時如何省時省力，同時保證凹槽預(yù)留的精修余量均勻。從而為對稱加工創(chuàng)造條件。

1）制作方案

方案一

①來料自檢，選基準(zhǔn)，精修基準(zhǔn)，保證垂直度偏差；②劃線；③用鉆排孔方法去除廢料形成凹槽，如圖6、圖7 示；④銼削……

方案二

①來料自檢，選基準(zhǔn)，精修基準(zhǔn)，保證垂直度偏差；②劃線；③用鋸削方法去除廢料形成凹槽，如圖8、圖9 示；④銼削……

方案三

①來料自檢，選基準(zhǔn)，精修基準(zhǔn)，保證垂直度偏差；②劃線；③鉆工藝孔，如圖10示；④用魚尾鋸鋸削成凹槽，如圖11 示。⑤銼削……

2）工藝分析

三種制作方案中，方案一最差，所鉆排孔中要達(dá)到兩孔圓周相切的理想效果很困難，就是達(dá)到了，廢料也不容易順利地掉下來，最后還得用鏨削、鋸削方法才能形成凹槽；所鉆排孔中要達(dá)到兩孔圓周相交，在鉆排孔時，不安全；銼削余量分布不均勻，在凹槽底部加工平面，難度稍大，再加上銼削余量分布不均勻，被加工面更不容易銼平，增大了制作難度，增強(qiáng)了鉗工的勞動強(qiáng)度，不容易達(dá)到圖紙的技術(shù)要求。費(fèi)時費(fèi)力，不可取。方案二較好，廢料能順利地去除，但銼削余量分布也不均勻。方案三最好，利用線切割機(jī)床的工作原理，廢料能順利地去除，銼削余量分布也均勻。省時省力，值得應(yīng)用。

（三）底板

1.圖樣

依據(jù)底板圖樣（參考文獻(xiàn)[1]），加工窄長面較多（6 個），且有內(nèi)凹面加工，位置精度要求高；孔的綜合要求很高，形狀精度可由鉸刀間接保證，位置精度（只允許偏差±0.02）交由普通臺鉆與普通夾具組成的系統(tǒng)（允許偏差±0.03）無法保證。因此，在制定孔的加工方案時，尤其是如何保證其位置精度應(yīng)優(yōu)化設(shè)計。

2.考核項目及配分

依據(jù)配分表（參考文獻(xiàn)[1]），該件配分21 分，其中孔的配分占12 分之多。在制作時，孔的得分應(yīng)想方法優(yōu)先保證得到，特別是孔與孔之間的位置尺寸精度。

3.制作工藝方案及工藝分析

參照前述工藝分析方法，充分考慮利用底板上的孔作鉆模配鉆U型塊上的騎縫孔，得出制作方案如下：

①來料自檢，選擇基準(zhǔn)，精修基準(zhǔn)，使垂直度誤差最小；②加工外形尺寸，保證尺寸精度要求；③加工70 配作尺寸，預(yù)留0.02mm 修配余量，同時保證對稱要求；④預(yù)鉆3-Φ10 孔的底孔3-Φ7 和工藝孔2-Φ7，保證3-Φ10 孔的底孔3-Φ7 的位置偏差≤0.01mm。

1）孔加工工藝方案流程

建議使用下述工藝方案進(jìn)行孔加工

①確定基準(zhǔn)，如圖12 示；②定位工件，如圖13 示；③夾緊工件，如圖14 示；④加工孔（先鉆中心孔，再鉆底孔，最后擴(kuò)孔、鉸孔）如圖15 示。

2）孔加工工藝分析

①利用機(jī)械加工原理中的系統(tǒng)誤差分析理論。免除了劃線工序，去掉了因劃線誤差帶來的精度影響，在保證尺寸精度的同時節(jié)約了大量制作時間。

②利用機(jī)械加工機(jī)床夾具的工作原理及工作過程，先定位，再夾緊，后加工。采用先鉆中心孔，再鉆底孔，最后擴(kuò)孔、鉸孔的工藝步驟，定心精確，切削阻力小，切削熱少，工件熱變形小，有利于工件的夾緊，工件不易產(chǎn)生位移，定位精度高（誤差≤0.01mm），容易保證孔的位置精度。

（四）總裝配方案及工藝分析

精度已達(dá)到要求的項目不加工（已得分）。裝配時，只修配預(yù)留加工余量的項目或沒有配分的表面，最終達(dá)到圖紙評分要求。該過程是反復(fù)裝配、修配的過程，應(yīng)細(xì)心、耐心，認(rèn)真對待。建議工藝方案：①將件2、件3（U 型塊）與底板組裝，修配底板（70 與件2 件3 配作尺寸），保證底板與件2、件3 的配合間隙及換面配合達(dá)到圖紙要求；②底板與件2、件3 組裝成一體，將六方塊與件2、件3 組裝，修配件2、件3 的凹槽預(yù)留加工余量，保證六方塊的中心孔與底板的中心孔的中心誤差≤0.01mm 以及六方塊與件2、件3 的配合間隙和換面配合達(dá)到圖紙要求；③選擇底板、件2 及件3、六方塊配合間隙最好的位置按總裝配圖組裝，并在底板與六方塊的中心孔中插入Φ7 芯棒；④將上述組裝好的工件按六方塊向下，底板朝上的方向放入鉆床夾具（機(jī)用臺虎鉗）夾緊（裝夾U型塊部位）；⑤利用底板上已鉆好的3-Φ10底孔3-Φ7孔做鉆模，使用Φ7 鉆頭鉆U 型塊的兩個騎縫孔；⑥將底板取出換向裝入，用Φ9.7鉆頭、Φ10h7 鉸刀鉆、鉸圖中3-Φ10±0.018 的兩個孔，保證80±0.02。⑦在已完全加工好的3-Φ10±0.018 孔的兩個孔中插入Φ10h7×50 的芯棒，用Φ9.7 鉆頭、Φ10h7 鉸刀同時鉆、鉸底板與六方塊的中心孔；⑧從鉆床夾具中（機(jī)用臺虎鉗）取出工件解體，去毛刺，精修各單件，達(dá)到總裝圖的最好精度和效果。

三、工、量器具準(zhǔn)備

三分手藝七分工具。在鉗工制作工藝中，量具的選擇很關(guān)鍵，可以說，量具決定制作工藝。但工、量器具的選擇應(yīng)以自身的操作基本功為基礎(chǔ)，根據(jù)圖樣分析、文件《推薦工、量器具準(zhǔn)備清單》以及選定的制作方案，選擇必需的、便捷的、高精度的、易操作的工、量器具。

結(jié)合前述內(nèi)容，建議選擇以下必備工、量器具。（見表1）

表1 建議必備工、量器具表

結(jié)論

（一）巧妙安排制作工藝，合理利用底板工件做鉆模，提高了孔距的一致性，將多孔的位置累積誤差降至最低，同時未違反競賽要求中不能使用鉆?；蚨惞ぞ哌M(jìn)行加工的要求。好、快、省地高質(zhì)量四保證了孔距精度。

（二）利用鉆床主軸定位工件孔的基準(zhǔn)，再將工件定位、夾緊、鉆孔，定心精確；采用先鉆中心孔，再鉆底孔，最后擴(kuò)孔、鉸孔的工藝步驟，切削阻力小，切削熱少，工件熱變形小，有利于工件的夾緊，工件不易移位，容易保證孔的位置精度。

（三）巧借工件毛坯，降低累積誤差；巧用機(jī)床的工作原理，使得手工制作更輕松。減輕了操作者的勞動強(qiáng)度，提高了工作效率。

（四）經(jīng)實踐，基本功較好的中級鉗工按文中敘述方案在規(guī)定的考核時間內(nèi)能達(dá)到考核要求。