費永峰

（浙江微控智造有限公司，浙江 嘉興 314015）

現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展趨勢下，機械制造領(lǐng)域在推動我國工業(yè)化及促進地方經(jīng)濟增長方面發(fā)揮著積極的作用。通過對我國機械制造業(yè)發(fā)展歷程考察可以看出，機械加工技術(shù)在推動整個機械制造業(yè)發(fā)展中有著舉足輕重的地位，其中因部分機械加工設(shè)備無法保障機械產(chǎn)品質(zhì)量及精準性，因此鉗工技術(shù)在機械加工中扮演著重要角色。因此，深入研究與分析鉗工技術(shù)在機械加工中的應用至關(guān)重要。

1 鉗工技術(shù)概述

1.1 鉗工類型

在機械制造和加工領(lǐng)域，鉗工發(fā)展歷史比較悠久，其工作內(nèi)容包括設(shè)備制造和零件加工。由于部分自動化設(shè)備和機器對相關(guān)加工問題沒有很好適應性，因此必須要有一個鉗工來完成。在處理某些零件時，對精度要求比較高，主要是通過鉗工技術(shù)來提高加工質(zhì)量[1-3]。

目前，鉗工技術(shù)種類有裝配鉗工、模具鉗工和一般鉗工。模具鉗工在模具、樣品制造方面起到很好的作用，在進行樣板加工時能進行設(shè)計制造，此外，其在模具維護、管理等方面也起到很好的推動作用。對一般鉗工來說，在日常零件維護工作中，能起到很好的作用，包括零件調(diào)整、工作標準化和簡化。對裝配鉗工來說，這一技術(shù)的主要工作就是組裝，然后進行全面檢查，以確定組裝質(zhì)量。

1.2 技術(shù)操作特點

在實踐中，鉗工技術(shù)應用主要表現(xiàn)在如下幾點：

1.由于機械制造技術(shù)不同，鉗工技術(shù)靈活性和便利性更強，使用方式也更多樣，因此，可滿足不同客戶的機械要求，從而實現(xiàn)精密小型零件加工。

2.鉗工技術(shù)更加精準，且鉗工技術(shù)可將零件精確性發(fā)揮到極致，尤其是在復雜機械零件和精密結(jié)構(gòu)零件上更是如此，這是現(xiàn)代精密設(shè)備所不具備的。

3.由于鉗工技術(shù)成本較低，因此在各種生產(chǎn)工藝中具有更大優(yōu)越性，而對材料和人員要求也相對較低。在普通機械生產(chǎn)中，鉗工技術(shù)已得到普遍運用。在今后發(fā)展中，它的應用范圍會越來越廣，模具制造、零部件制造、加工等都會采用鉗工技術(shù)，而在半成品劃線上，則需要鉗工幫助[4-5]。

2 機械制造中鉗工技術(shù)的應用分析

2.1 尺寸鏈

在零件加工和組裝中，總是存在著許多大小上的問題，它們之間存在著某種內(nèi)在關(guān)系，通常一種尺寸改變就會導致另一種尺寸改變，或者一種尺寸獲得，而尺寸鏈理論則是一種很好的方法。構(gòu)成加工粒度鏈條不同尺度大小叫做“尺寸鏈”?？蓪⑵鋭澐殖煞忾]環(huán)與組成環(huán)兩類。具體如下：

1.封閉環(huán)：最后直接地或間接地確保尺寸鏈條準確性。在每條尺寸鏈中必須有一條，并且僅有一個閉合環(huán)圈。

2.組成環(huán)：除閉合圓圈外，其余都叫組成環(huán)，組成環(huán)可分為減環(huán)和增環(huán)兩類。增環(huán)：當其他成分環(huán)保持不變時，某個成分引起封閉環(huán)也會發(fā)生同樣變化，則該環(huán)為增環(huán)；減環(huán)：當其他成分環(huán)保持不變時，某個成分引起封閉環(huán)發(fā)生異向變化時，則該環(huán)為減環(huán)。

在建立制程尺寸鏈時，必須先對工藝流程及技術(shù)尺寸進行分析，以確定間接保證精度尺寸，設(shè)定封閉環(huán)，然后由封閉環(huán)開始，根據(jù)零件表面尺寸之間的關(guān)系，由單邊方向箭頭指示成環(huán)，這樣尺寸曲線就稱為尺寸鏈圖。通過以上定義，可通過尺寸鏈圖快速地判定組合環(huán)特性，凡是與封閉環(huán)箭頭方向一致的環(huán)系都稱為減環(huán)，與封閉環(huán)箭頭方向相反的環(huán)系稱為增環(huán)。

計算方法：

1.封閉環(huán)基礎(chǔ)尺寸。封閉環(huán)基礎(chǔ)大小與增環(huán)基礎(chǔ)大小和除以減環(huán)基礎(chǔ)大小總和，具體如下公式：

式中：

AΣ——封閉環(huán)尺寸。

M——增環(huán)的環(huán)數(shù)。

N——封閉環(huán)在內(nèi)的尺寸鏈的總環(huán)數(shù)。

2.封閉環(huán)的極限尺寸。封閉環(huán)最大限制尺寸等于全部增環(huán)最大限制尺寸和減去全部減環(huán)最小限制尺寸總和；封閉最小限制尺寸等于全部增環(huán)最小限制尺寸和減去全部減環(huán)最大限制尺寸總和。因此，極值法又稱最小極值法。利用公式計算表示如下：

3.封閉環(huán)上偏移ESA0與下偏移EIA。封閉環(huán)上偏移等于全部增環(huán)上偏移和減去全部減環(huán)下偏移總和，用公式表示如下：

封閉環(huán)的下偏差等于所有增環(huán)的下偏差之和減去所有減環(huán)的上偏差之和，用公式表示如下：

封閉環(huán)的公差等于所有組成環(huán)公差之和，用公式表示如下：

2.1.2 計算形式

1.正計算形式：知道每一組成環(huán)大小，就可得到閉合圈大小，它的計算結(jié)果具有唯一性，這是一種用于產(chǎn)品設(shè)計檢驗的格式。

2.反計算形式：在給定閉合環(huán)徑情況下，可求出每一組成環(huán)大小。因為組合環(huán)一般是幾個，因此，根據(jù)尺寸和精度需要，對閉合環(huán)容差進行逆解，并將其成環(huán)。這種格式經(jīng)常用于產(chǎn)品設(shè)計。

3.中間計算形式：確定閉合環(huán)徑和局部組合環(huán)大小，確定成環(huán)大小。它是應用最廣泛的一種，在制造工藝中，當基準不一致時，它經(jīng)常被用來求出工藝尺寸。

2.1.3 校驗

在制造過程中，工件尺寸是不斷變化的，從原始形狀到工藝大小，最終得到符合產(chǎn)品性能要求的設(shè)計尺寸。一方面，為滿足工藝要求，必須在工藝圖紙和工藝卡片上標明特定工藝尺寸，而不是按照產(chǎn)品圖紙上尺寸來進行，要進行相應的計算；另一方面，在加工過程中，經(jīng)常要進行多個基準變換，從而導致工序基準、定位基準或測量基準與設(shè)計基準不一致。此時，采用工藝尺寸鏈原理，對過程尺寸和容差進行分析。

2.2 鉆孔及鉆頭修磨

2.2.1 小孔

小孔是指直徑小于3mm 的洞。小孔鉆進難點是排屑困難、鉆頭易斷裂、位置偏差、鉆頭修磨等。鉆小孔注意事項如下：

1.選擇高轉(zhuǎn)速，鉆削直徑在1～3mm 小孔時，轉(zhuǎn)速應在1800 轉(zhuǎn)/分鐘以上，進給量要小而均勻。

2.鉆入時，進給量要盡可能小，防止打滑。

3.定心后，仍然要留神進給力，確保鉆頭初始位置。

4.進給時，要掌握好力度和手感。

5.在鉆孔中，首先要頻繁提起鉆頭，一是排屑，二是散熱；其次要在鉆頭上刷一次冷卻。

2.2.2 深孔

1.鉆具修磨要保證斷屑、分屑，使兩個螺旋槽排屑和排屑均勻，消除刀刃上的毛刺，避免粘附。

2.深度越深，進給量越小，排屑越多，越多越好，對鉆頭進行深度監(jiān)控，避免由于進給量太大，導致鉆屑堵塞，導致鉆頭和接長鉆桿斷裂。

3.在使用排屑同時，要向孔中注入足夠的切削液，以降低切削溫度，減小鉆頭與切屑結(jié)合。

4.注意切削動力學，看切削深度、排屑情況，聽傳動機構(gòu)聲音是否正常，用手摸工件或進給機構(gòu)手柄是否有不正常振動。一旦發(fā)現(xiàn)異常，應及時進行處理，避免對工藝造成不良影響。

2.2.3 鉆削

用常規(guī)鉆機在薄板上鉆時，易產(chǎn)生振動、孔不圓孔、工件易變形、鉆頭出口易拉傷、孔口毛刺較大等問題。薄片組鉆是將麻花鉆兩個主要切削刃研磨成凹形弧形刀刃，其鉆頭高度較小，刀刃外側(cè)磨成尖銳刀尖，與鉆心刀尖距離為0.5～1mm，即為三尖。所以，鉆頭鉆進時，兩個刀片都在工件上開一個環(huán)形凹槽，使鉆頭中心位置得到穩(wěn)固，使鉆頭軸向力不會突然下降。利用兩個銳外刃旋轉(zhuǎn)切割，將圓片從板孔中央切出，達到內(nèi)定中心外切圓，孔圓光潔、安全可靠的目的。例如，HJ050 焊機門板、穿線板孔等均采用群體鉆，而群鉆也能鉆有機玻璃、膠木板、薄鐵板等。

2.2.4 鉆削加工

鉆頭上角是118 度+2 度，刀口后角度是10-14 度，刀口角度是50-55 度。在工件切削加工中，鉆頭修磨對提高鉆具質(zhì)量至關(guān)重要，通常按下列程序進行：（1）在刃磨之前，首先對砂輪進行修磨。有一句話可參考：“砂輪需求不是特別，一般砂輪就夠；外輪側(cè)面要光滑，邊角可彎成小月形?！痹谶M行刃磨時，鉆頭與砂輪接觸，另一只手抓著鉆頭一個固定位置，另一只手在鉆頭上來回搖晃，在吃刀過程中，要確保刀身后角；在刀片要磨好的時候，要小心研磨不要從刀刃背面到刀刃側(cè)面，否則刀刃會出現(xiàn)退火現(xiàn)象。（2）對月牙槽進行研磨。用手持鉆頭，將刀身主要刀刃保持在水平方向，確保刀身斜度和刀身側(cè)面角度是正的。刃磨時，鉆頭以平直速度緩慢地進給，切勿在豎直面上下擺動，或繞著鉆桿旋轉(zhuǎn)，以免使刀身呈S 型，使刀身斜角減小，同時，弧形對稱性不易控制。（3）對刀片進行修整。在刃磨過程中，要特別留意鉆頭上磨削位置，從刀刃到刀身，要逐步從刀刃到刀心，同時要小心，切勿將刀片磨太薄。利用鉆頭技術(shù)，可將鉆頭加工為精擴孔、群鉆等，以適應不同使用條件。

2.3 螺紋加工

2.3.1 攻絲

利用絲錐在工件孔中切割出內(nèi)螺紋的工藝叫做攻絲。（1）一種螺釘。為降低切削力，延長使用壽命，將切削量分配到多個螺桿上，M6～M24 螺桿一組2 根，稱為頭錐（攻擊）和二錐（攻擊），M6 和M24 以上螺桿各有三根。（2）用于夾緊絲錐刀柄，使絲錐轉(zhuǎn)動。（3）決定基坑直徑。在攻絲過程中，絲錐在切割物料的同時，也會對物料造成壓力，從而使螺紋齒形發(fā)生塑性變形。底孔直徑D0=D0=D-P,D0 為底孔直徑，D 為最大螺紋直徑，P 為螺距，若M12 螺紋加工，P 為1.75mm，D0=D-P=12～1.75=10.25mm，鉆前選擇10.25 鉆頭，再用M12 絲錐攻絲；鉆鑄鐵件或塑性較小物料，底孔直徑D0=D-(1.05-1.1)P。（4）對線攻擊。在攻螺紋時，絲錐要方正，在絲錐進1～2 次時，用直角尺檢測絲錐豎直程度；在對齊、切3～4 次絲錐時，只要將絞線均勻地旋轉(zhuǎn)，不需要大力下壓。

2.3.2 套螺紋

套線也叫套圈，是指用板牙在圓筒或圓錐表面上切出外線一種加工工藝。帶螺紋時，由于板齒擠壓，導致材料發(fā)生變形，因此，在套圈之前，圓棒直徑應該比螺紋大直徑略小，d 直徑d=d-0.13P,d 表示圓柱直徑，d 表示螺紋大直徑，P 表示螺距。如M12 螺桿P 是1.75mm，則棒材直徑為12-0.13×1.75=11.78mm。

2.3.3 取斷絲錐

在螺紋加工過程中，由于操作不當，導致絲錐在孔中斷裂，從而導致零件報廢。在取出絲錐前，應先清除絲孔中的切屑和絲錐，然后添加適當?shù)臐櫥?，如煤油、機油等，以減少攻絲時摩擦力。一般也可將試件壓入斷絲錐容屑槽內(nèi)，沿退轉(zhuǎn)切線方向輕輕地將其除去。刀具外徑應該比被切斷絲錐底部孔徑小，通常為0.1-0.2mm，并在尾端磨為四方形，便于用鉸桿固定。如斷絲錐與螺孔嚙合過緊，無法用上述方法取出時，可用電火花處理將其擊碎，或用乙炔火焰或噴燈將其加熱，再用鉆頭鉆出。

2.3.4 修磨絲錐

如絲錐切割部位有磨損，就可進行修磨。在研磨過程中應注意：保持每一片葉片半錐角和切割段長度精確度和連貫性；旋轉(zhuǎn)時要小心，以免刮傷其他葉片刀片。如在調(diào)整后絲錐上出現(xiàn)明顯磨損，可使用帶棱角片狀砂輪對其進行修磨，并對其前角進行適當調(diào)整。

綜上所述，本文以鉗工技術(shù)在機械加工中的應用為研究方向，分析了鉗工技術(shù)類型及操作特點，論述了建工技術(shù)在機械加工中的具體應用，繼而結(jié)合當前信息化及智能化機械制造背景下鉗工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀提出相應的建議。綜合上述分析可以看出，機械加工企業(yè)要在國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中取得較好發(fā)展，必須對其進行深入研究。在機械加工中，有必要對鉗工的一些特殊技術(shù)問題進行進一步研究。對此，相關(guān)企業(yè)應積極探索出更加科學、高效的機械加工鉗工技術(shù)，對機械加工有關(guān)鉗工技術(shù)發(fā)展起到推動作用，從而提高我國機械工業(yè)的經(jīng)濟效益。