摘要:刮削在職業技術教育和技工教學中是較薄弱的實訓課題。本文主要闡述如何學習和掌握刮削知識、刮削工具以及刮削操作方法,以使學生能夠更好地掌握有效、實用的鉗工刮削技術,這也是鉗工專業教師不斷總結和研究探索的問題。
關鍵詞:鉗工專業 刮削知識 刮削工具 刮削方法
刮削是鉗工專業學生學習的重要課題,是一種比較古老的手工操作方法,也是一項比較繁重的體能勞動。作為機械制造和修理中最終精加工重要型面的一種重要方法,刮削可以提高尺寸精度和形位精度,減小表面粗糙度值。在刮削技術的學習過程中,掌握好刮削知識、刮削工具,采用正確的刮削方法來消除不良因素對刮削操作的影響,才能使零部件的加工精度達到規定的技術要求。因此,在教學中教師應把握好以下幾個方面:
一、了解刮削的目的與特點
刮削的目的是為了降低表面粗糙度值,提高接觸精度和幾何精度,從而提高機床的配合精度、潤滑性能和使用壽命。刮削在機械制造和工量具制造及日常維修中占有重要地位,它是精密機床設備加工所難以替代的,因而也是必需的加工方法。它的特點是工具簡單,不受工件形狀、位置以及設備條件的限制和影響,具有切削量少、切削力小、產生熱量低、裝夾變形小等特點。但對操作者技術水平要求較高,而且操作上重復單調,容易造成學生的煩躁情緒。因此,在教學中教師要重點強調操作過程要有細心和耐心,并加強操作指導以增強學生的信心。
二、突出刮削的作用
刮削后的零部件表面,不僅能獲得很高的形位精度、尺寸精度,而且能使零部件的表面組織緊密和獲得小的表面粗糙度值,還能形成比較均勻的微淺坑,創造良好的存油條件,減少摩擦阻力。所以刮削常用于零部件互相配合的重要滑動面,如機床導軌面、滑動軸承等。刮削時刮刀對工件既有切削作用,又有推擠和壓光的作用。刮研擠壓對零件表面的硬度有一定的提高,刮研后留在工件表面的小坑可存油,使配合件在往復和回轉運動中有足夠的潤滑不致過熱而引起拉毛或抱死現象。教學中可運用實物比對來提高學生的感性認識,以加深對其作用的理解。
三、控制刮削余量減輕勞動強度
工件表面的刮削,每次只能刮去很少的量,而且勞動強度很大,因此機加工后留的刮削余量不宜太大,刮削前的余量一般控制在0.05~0.4mm之間,平面和曲面(孔)的余量數值應按國標相應規定選擇。教學中強調具體用量數值應根據刮削面積大小和工件結構剛性以及孔徑大小而定,刮削面積大則余量相應要大;剛性差,余量相應也要大些。但若刮削余量太大,則既影響刮削工作效率又增加勞動強度。
四、掌握顯示劑及其使用方法
顯示劑是用來顯示被刮削表面誤差大小的。每次刮削前,為了辨明工件誤差的位置和大小,需要在精密平板、平尺、專用檢具或與工件相配的偶件表面涂一層薄而均勻的顯示劑,然后與工件合在一起對研。對研后,工件表面的某些凸點便會清晰地顯示出來,這個過程稱為顯點。常用的顯示劑有紅丹粉(油),是氧化鐵或氧化鉛(鐵)加機械油調制,用于鋼和鑄鐵工件刮削;藍油,是普魯士藍粉與蓖麻油或機械油調制,用于精密工件和有色金屬及合金的工件的刮削。刮研時,要保持顯示劑清潔,不能混進砂粒、鐵屑和其他污物,以免劃傷刮削表面和造成顯點的虛假。顯點后將凸起的亮點刮去。經反復顯點和刮削,使工件表面的顯點數逐步增多并均勻分布,表面的形狀誤差逐步減小。教師在教學中應強調不同材質、不同表面顯示劑的選用是不同的,調配顯示劑的稠與稀也有不同的要求。但顯示劑的涂抹要薄且均勻,工件與校準工具的表面一定要保持清潔,這是提高顯點效果的重要環節。
五、刮削面質量和精度的檢查方法
刮削表面質量,從刮削操作的過程看,刮削者的技術熟練程度決定了刮削面質量的優劣。刮削面質量的檢查方法,是將被刮削面與校準工具對研后,用邊長25mm的正方形方框罩在被檢查面上,根據25×25平方毫米面積內均布的研點數來評定,點數越多,表面精度越高。一般連接面要求有5~8點;導軌面要求有12~16點;精密平面的平板、平尺等檢具的表面及滑動配合的精密導軌面要求有16~25點;超精密平面的平板或高精度機床導軌及精密測量量具的表面要求有25~30點。大多數的刮削面還要用水平儀進行平面度和直線度檢查;導軌配合面除了用方框檢查還要用塞尺檢查配合間隙大小。對平行度可用百分表進行測量檢查,垂直度用垂直圓棒進行檢查。對滑動軸承內孔的刮削面質量,不同接觸精度的研點數要求不同,應根據軸承孔徑大小和機床精度要求而定,一般動力機械的軸承要有4~8點;通用機械的軸承要6~12點;精密機械的軸承要16~25點。要使學生明確,接觸點數的增加表示表面的質量越好。檢查則是在刮削的表面隨機取25mmx25mm面積內的研點數,而不能指定位置。
六、刮削工具與用途
刮刀是刮削工作的重要工具,刮削時由鉗工手持刮刀操作,刀頭部分要有足夠的硬度和鋒利的刃口,刀體要有彈性。常用T12A和GCr15鋼制成,也可在刮刀頭部焊上硬質合金,以刮削硬金屬。后端裝有木柄,刀體部分淬硬到HRC60左右。刮刀有平面刮刀和曲面刮刀兩種。平面刮刀用于刮削平面和刮花,分為粗、細、精三種刮刀;曲面刮刀用來刮削內曲面,曲面刮刀有多種形狀,常用有蛇頭刮刀和三角刮刀,用鈍后可在油石上修磨。
刮削平面校準工具主要有:校準平板、校準直尺和角度直尺及專用校準型板。要使學生懂得它是用來與刮削表面對研,以顯點數和疏密程度來顯示刮削面的平面度和檢驗刮削面的精度,為刮削操作提供依據。
七、刮削操作方法
刮削也稱刮研,是刮削和研磨兩個工序的結合。即研磨顯示刮削,再研磨顯示與刮削,往復交替循環,使刮削表面粗糙度值和形位誤差逐步降低,接觸精度、幾何精度在刮研中逐步提高,直至達到規定要求。刮削操作是教學中的難點,掌握好刮削方法是學習和掌握刮削技術的關鍵所在,因此教師應從以下三個方面進行指導:
1.刮削方法的要領
(1)選擇基準面,基準面應比沿其表面移動的工件的面長。
(2)刮基準面,然后根據基準面配刮相配合的另一面。
(3)兩個相鄰的面以一大面為基準面先刮。
(4)相同形狀的階臺面,以原設計基準或磨損量較小的作基準面先刮。
(5)裝配過程中,需通過刮削來調整兩個部件上的互相平行或垂直面時,應刮削其接觸面。
2.平面刮削方法
分推刮和拉刮兩種。推刮主要依靠臂力和胯部的推壓作用,切削力較大,適用于大面積的粗刮和半精刮。拉刮僅依靠臂力加壓和后拉,切削力較小,但刮削長度容易控制,適于精刮和刮花。推刮有手刮法和挺刮法兩種。其刮削方法是:
(1)粗刮:先用連續推刮方法,去除機加工痕跡。用粗刮刀在刮削平面上均勻地鏟去一層金屬,對凹凸不平的地方進行不同程度的刮削,快速除去過多的余量,刀跡較長,按一個方向刮。當表面研點為4~6點/25mm2,有細刮余量時為止。
(2)細刮:用細刮刀經粗刮的表面上刮去稀疏的大塊高研點,進一步改善不平現象。細刮時用短刮方法,刀跡寬約5mm,長約6mm。第二遍刮削時要用40°左右的交叉刀跡。當研點均為10~15點/25mm2時停止。教師要特別強調對硬點應刮重些,軟點要輕些。加強指導學生軟硬點的判別。
(3)精刮:用帶圓弧刀刃的精刮刀進行刮削,使研點達20~25點/25mm2。精刮時常用點刮,每個研點盡量只刮一刀,交叉刀跡排列整齊,刀跡寬和長應小于5mm,且落刀要輕,起刀要快。將最大、最亮的點全部刮去,中等顯點只刮頂部,而小研點則留住不刮,以便迅速提高研點數量,達到精刮要求。
(4)刮花:主要使表面美觀和形成良好潤滑條件。采用拉刮方法,常見的花紋有斜紋花、魚鱗花和半月花等。
3.曲面刮削
一般常用三角刮刀,刮削時用腕部和肘部的力量,用腕力控制使刀刃順著工件曲面刮削,用紅丹粉顯點,用工藝軸作為內曲面研點的校準工具進行配研刮削。對滑動軸承的刮研方法是:
(1)研刮軸瓦。其方法是應先刮接觸點,同時要顧及接觸角,最后再研刮側間隙。要使接觸精度符合技術要求,并使側間隙達到允許的數值。一般側間隙是頂間隙的一半,但不允許超過頂間隙的2/3。同時接觸角在60°~90°范圍內。注意接觸與非接觸部分的交界處應刮研成光滑過渡,用手指擦抹應感到光滑。
(2)上下瓦之間有調整墊片的,應該上下瓦同時研刮。刮好之后再用墊片調整軸承的頂間隙,一般控制在1/l000d~3/l000d之間。上下瓦之間沒有調整墊片的,上瓦的研刮就可直接從軸承蓋里取出,放在軸頸上研刮。上瓦的側間隙、接觸角及接觸點應和下瓦一樣,研刮上瓦時,應先刮頂間隙,使頂間隙基本達到要求,再刮研接觸角和接觸點。
刮削是鉗工專業學生必須學習和掌握的重要課題內容,也是展現技能水平高低的一個項目。正是基于以上認識,我校教師對實訓過程進行了精心的分析和指導,使我校鉗工專業學生對刮削技術有了較好的理解和掌握,畢業生進入機械制造和修理行業后,普遍受到用工單位好評。
參考文獻:
「1」勞動部培訓司.鉗工工藝學[M].北京:中國勞動出版社,1991.
「2」勞動部培訓司.鉗工生產實習[M].北京:中國勞動出版社,1985.
(作者單位:福建省閩北高級技校)