胡國(guó)強(qiáng)

胡國(guó)強(qiáng)金切刀具技能大師工作室 江蘇蘇州 215123

我于《金屬加工（冷加工）》2020年第8期、第10期工匠故事欄目分別刊登了“刀具工匠在路上”“難忘送技在江西”兩篇文章，這期與大家分享一篇關(guān)于鉸刀的故事。

對(duì)帶有精密孔零件的常規(guī)加工中，孔徑的尺寸和精度，最終大多是由鉸刀來(lái)決定的。因此，鉸刀精度的優(yōu)劣將直接影響零件的質(zhì)量。通常這類精密孔零件，要求其孔徑尺寸最佳為中間公差，表面粗糙度值不低于1.6μm。我在長(zhǎng)期的刀具生涯中，練就了一種可使零件孔徑發(fā)生不同變化的鉸刀修磨法。在生產(chǎn)加工中，能立竿見(jiàn)影提高產(chǎn)品質(zhì)量，且令同行們一時(shí)難以理解。

20世紀(jì)80年代初，我任廠里工具車間主任。一天機(jī)加工車間傳來(lái)消息，他們?cè)谑褂弥睆?2mm硬質(zhì)合金機(jī)用鉸刀對(duì)40Cr材料鉸孔時(shí)，孔徑一直為負(fù)公差，不符合質(zhì)量要求。經(jīng)查，鉸削用量及冷卻方式如往常無(wú)變化，檢查鉸刀直徑和精度也合格，但就是鉸削孔徑達(dá)不到要求。操作者及廠工藝技術(shù)人員多次到現(xiàn)場(chǎng)觀察和分析找不到原因，因此，該零件被迫暫停加工。

我了解情況后，將鉸刀帶到辦公室，認(rèn)真地審視其6等分切削刃的每一條刃口，始終沒(méi)發(fā)現(xiàn)有何弊端。后來(lái)又到加工現(xiàn)場(chǎng)，仔細(xì)詢問(wèn)和查看了全部加工工藝過(guò)程，也找不到一條合理的解釋。我不甘心，第二天來(lái)到該車間工具庫(kù)，找到一把他們?cè)瓉?lái)多次使用過(guò)且已被報(bào)廢的直徑22mm的硬質(zhì)合金機(jī)用鉸刀，回來(lái)用5倍放大鏡分別對(duì)兩把鉸刀的刃口，逐條仔細(xì)地反復(fù)對(duì)比和觀察，終于有了新的發(fā)現(xiàn)。初步判斷，其癥結(jié)可能就出在鉸刀過(guò)渡刃的幾何角度上。

發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，我拿著鉸刀立刻安裝在M6025工具磨床的兩頂尖上，將鉸刀過(guò)渡刃的偏后角向上作5°傾斜，用碟型金剛石砂輪對(duì)其6條刃口重新修磨。

改磨完成后，我將鉸刀交給機(jī)加工車間的操作者，請(qǐng)其再行試鉸。但他一看還是原來(lái)那把鉸刀，表現(xiàn)得不肯配合竟說(shuō)：“不鉸了，再鉸下去廢品算誰(shuí)的?！?看樣子沒(méi)商量。我即通知其班組長(zhǎng)按原工藝親自上機(jī)試鉸。不一會(huì)兒，一根零件鉆、鉸完成，我請(qǐng)車間質(zhì)檢員到場(chǎng)當(dāng)眾進(jìn)行檢驗(yàn)。結(jié)果孔徑上下偏差分別為＋0.015、－0.025mm，達(dá)到最佳的中間公差值。我請(qǐng)他接連再加工了3件，經(jīng)驗(yàn)證均完全合格。

當(dāng)時(shí)，那位年輕的操作者不相信這是真的，自己拿起內(nèi)徑千分表，對(duì)剛鉸完的工件一一反復(fù)測(cè)量了兩次后，對(duì)我剛才的不敬表示歉意。這時(shí)該車間的主任和調(diào)度員也到場(chǎng)，不斷詢問(wèn)我是何原因，我也不置可否地幽默了一把：這是“變魔術(shù)”。

在孔鉸削現(xiàn)場(chǎng)，車間主任和廠工藝部門負(fù)責(zé)人，均對(duì)這把鉸刀之神奇不解，再三問(wèn)我原委，我說(shuō)，以后有機(jī)會(huì)我會(huì)詳細(xì)介紹，現(xiàn)在我只能告訴你：把控好鉸刀的幾何角度，是改變零件質(zhì)量的關(guān)鍵。

大概兩個(gè)多月后，蘇州市科協(xié)金切協(xié)會(huì)舉辦了一次技術(shù)成果宣講會(huì)，我為把此孔鉸刀講清楚做足了功課，并通知了該廠工藝部門、加工車間的主任及操作者到場(chǎng)，我為他們?cè)敿?xì)講解了改進(jìn)孔鉸刀過(guò)渡刃的原理及刃磨的全過(guò)程（見(jiàn)圖1）。最后，我提醒與會(huì)者，今后在選擇孔鉸刀時(shí)，應(yīng)該注意檢查切削刃的幾何角度形狀，買來(lái)的新鉸刀不一定每把都能滿足加工的質(zhì)量要求。

圖1 技術(shù)成果會(huì)上講解孔鉸刀技術(shù)要點(diǎn)

后來(lái)，我想這會(huì)不會(huì)是一種偶然的巧合？為了求證，我從工具庫(kù)中找來(lái)多把同直徑的硬質(zhì)合金機(jī)用鉸刀，分別對(duì)其過(guò)渡刃作了3種不同角度的重磨，經(jīng)過(guò)對(duì)45鋼、不銹鋼材料的鉸孔試驗(yàn)，終于使我明白：這不起眼的過(guò)渡刃決不能等閑視之，否則，“差之毫厘，謬以千里”，它是影響孔加工尺寸和表面質(zhì)量的主要關(guān)鍵之一。

我們每天在搞金屬加工，其實(shí)每天都在自覺(jué)或不自覺(jué)地與一個(gè)“力”字在打交道。這孔鉸刀的切削刃，設(shè)計(jì)分布著各種不同的幾何角度，每一個(gè)角度在切削中，都會(huì)體現(xiàn)出其三要素。平時(shí)，我們通常只關(guān)注鉸刀的修光刃，而不大在意它的過(guò)渡刃，其實(shí)它是鉸孔的開(kāi)路先鋒，它接觸工件起始點(diǎn)和角所產(chǎn)生的力，決定后續(xù)鉸孔質(zhì)量的優(yōu)與劣。實(shí)踐出真知，我就是從不懈地探索中獲得啟迪，再通過(guò)實(shí)踐證實(shí)了我的判斷。

鉸刀過(guò)渡刃與修光刃相交O點(diǎn)以下的連線位置，如果處理不當(dāng)，就會(huì)造成孔加工后出現(xiàn)3種尺寸及表面粗糙度，如圖2所示。

圖2 鉸刀過(guò)渡刃與修光刃結(jié)構(gòu)關(guān)系

具體分析為：當(dāng)線段Ob與鉸刀軸線垂直，鉸孔時(shí)此段切削刃對(duì)孔的待加工層是在推削。加工脆性材料會(huì)使孔徑變大且表面粗糙度值較高；如加工塑性材料，孔壁受塑性變形后彈性恢復(fù)使孔徑縮??；當(dāng)線段Oa與鉸刀軸線成角＞90°時(shí)，此段切削刃對(duì)孔的待加工層是在擠削，加工后的孔質(zhì)量更為惡劣，甚至?xí)斐闪慵?bào)廢；只有當(dāng)線段Oc與鉸刀軸線成角＜90°約為6°～ 8°時(shí)，加工后孔的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均能達(dá)到要求。

縱觀當(dāng)今年輕的金屬加工操作者，每天都在領(lǐng)刀、裝刀、切削，當(dāng)?shù)毒吣p后就直接卸刀換新已形成常態(tài)，很少有人關(guān)注刀具上的幾何角度的變化。我曾在一次講課中說(shuō)到此事，對(duì)方反詰道：“我們是操作工不是刀具工，井水不犯河水?！蹦敲?，這事如發(fā)生在當(dāng)下怎么辦，臺(tái)下眾笑答：“胡老師，很簡(jiǎn)單，換一把新的，再不行，再換再買唄。”開(kāi)個(gè)玩笑而已。

我們這一代仍認(rèn)為：切削刃材料為生命，幾何角度是靈魂，二者缺一不可。前者，操作者無(wú)法選擇，后者卻可不斷應(yīng)變。高超與訣竊，來(lái)自n次重復(fù)細(xì)微的探究和不懈的勞作之中。