精准、优质、高效——三步法锉好狭长平面
精准、优质、高效——三步法锉好狭长平面
【摘要】 笔者从事钳工实训教学将近三十年，逐渐摸索了一套综合运用精确划线、快速横向锉、精细纵向锉三种锉削方法，精准、优质、高效地锉好狭长平面的方法，简称为三步法锉好狭长平面。所谓精准，是指锉削表面达到了尺寸、形状与位置的准确；所谓优质，是指达到了锉削表面锉纹的整齐与美观；所谓高效，是指能在较短的时间内，完成零件的狭长平面的锉削加工，得到合格的工件。作为一种行之有效的锉削平面的论述，奉献给读者，供各位同行及学生们借鉴参考。
【关键词】 狭长平面的锉削 平面中凸 三步法 划线 横向锉 纵向锉
引言
正确的锉削方法和锉削操作工艺步骤，是每个学习钳工操作技能的学生或工人必须掌握的一项技能，也是参加各级技能鉴定，获得国家技能等级证书的一块敲门砖。要获得良好的钳工操作成绩，首先要学好平面锉削技术，尤其是要能锉好板材的狭长外形平面，这是关键。
但在实际工作中，不少操作者不能很好的领悟和把握锉削的技巧，造成平面锉削的技能始终不得法，工件平面锉不平。特别是在采用顺向锉法锉削板材周边的狭长平面时，由于在锉削运动中难以克服的两手上下摇摆，使锉削平面呈现出中间凸起的状况。操作者最终只能放弃整齐美观的顺向锉法，采用不光顺的交叉锉法或费时费力的推锉法来锉削平面，造成工件无论在尺寸、形状、位置精度以及表面质量等方面都不理想（见图1）。
究竟是什么原因锉不平整呢？怎样做才能突破这个难点，达到精准、优质、高效地锉好狭长平面的呢？查阅一些相关的钳工工艺与技能训练书籍，在这一方面的详细阐述并不多。为此，本人在教学中不断摸索实践，总结出通过“三步法”实现精准、优质、高效的狭长平面加工技术，撰文介绍给广大读者，供借鉴参考。
正文
锉削是用锉刀对工件表面进行切削加工，使工件达到所要求的尺寸、形状、位置和表面质量的操作。锉削精度可以达到0.01mm，表面粗糙度可达Ra0.8um。
锉削的应用范围很广，可以锉削平面、曲面、外表面、内孔、沟槽、和各种形状复杂的表面。还可以配键、做样板、修整个别零件的几何形状等。
普通钳工技能的考核及竞赛，一般都是采用10毫米左右的45钢（或Q235钢）板材。因为用这种板材设计的钳工操作技能考核试题，具有良好的锉削工艺性，易于在5～7个小时的时间里，完成相对比较复杂的装配组合件，有利于考核诸如锯、锉、錾、钻、铰、攻、装配等各项钳工操作技能（见图2）。
图2 滑台机构制作
这类装配组合件制作，一般都是在板材狭长的侧面上经钳工后再装配起来。由此可见，要保证这类装配组合件的制作质量，关键一点是要锉好板材狭长的内外平面，特别是要保证狭长外形的基准面精度，平面度一般要达到0.01～0.02mm。这是零件获得合格的尺寸、形状、位置精度以及表面质量的关键。
关于平面锉削的方法，综合现有一些钳工工艺与技能训练教材阐述，一般有以下三种简单描述，即：顺向锉、交叉锉和推锉（见图3）。
（a）顺向锉 （b）交叉锉 （c）推锉
图3 锉削方法
分析它们的工艺特点是：
顺向锉：顺向锉是最普通的锉削方法。锉刀运动方向与工件夹持方向始终一致，面积不大的平面和最后锉光都是采用这种方法。顺向锉可得到正直的锉痕，比较整齐美观。精锉时常采用。
交叉锉：锉刀与工件夹持方向约呈35度，且锉痕交叉。交叉锉时锉刀与工件的接触面积增大，锉刀容易掌握平稳。交叉锉一般用于粗锉。
推锉：推锉一般用来锉削狭长平面，使用顺向锉法锉刀受阻时使用。推锉不利于充分发挥手臂的力量，故锉削效率低，只适用于加工余量较小和修整尺寸时使用。这样的描述，虽然准确，但在锉削板材的狭长平面时，这三种方法却总是存在很难锉平的现象。出现的情况是：
按第一种顺向锉的方法，无论纵向锉削还是横向锉削，锉削平面总是呈现中间凸起的较大误差（锉削运动中，双手会或多或少的上下摇摆，这是难以完全避免的）；
按第二种交叉锉的方法，却因板材侧向加工面狭窄，不适合做交叉锉削运动，实际效果也不理想；
按第三种推锉的方法，往往因工件中间部位锉去的量多而两头少，产生了磨刀砖似的平面中凹的状况，同样达不到平面度要求。
于是又有初学者采用第一种锉削方法（平面会产生凸起）和第三种锉削方法（平面会产生凹陷）来相互抵消平面不平的状况，然而又产生了新的问题，即平面凹凸不平，呈波浪状（见图4） 。
究竟采用哪种方法可以精准、优质、高效地锉好狭长平面呢？问题关键在于手工操作难以达到像机器那样能使刀具相对固定地保持水平直线的锉削运动。而一旦狭长平面中凸现象产生后，锉刀犹如一块翘翘板，更容易在锉削运动中上下晃动了。
原因是找到了，但人体运动的局限性，加之操作经验不足，往往使初学者面对平面锉削时产生的不平现象束手无策，一次次的失败，严重影响加工质量和效率，甚至使人产生了畏难情绪，严重影响了学好钳工技能的信心。
笔者从事钳工实训教学将近三十年，逐渐摸索了一套综合运用精确划线、快速横向锉、精细纵向锉三个加工步骤，来精准、优质、高效地锉好狭长平面的方法，即“三步法”锉好狭长平面。所谓精准，是指达到了尺寸与形状的准确；所谓优质，是指达到了锉削纹理的整齐与美观；所谓高效，是指能在较短的时间内，完成零件的狭长平面的锉削加工，得到合格的工件。作为一种行之有效的锉削平面的经验论述，奉献给读者，供各位同行及学生们借鉴参考。
我们知道，平面锉削中最常用、最终的精加工方法应当是顺向锉，锉刀运动方向与工件夹持方向始终一致，面积不大的平面和最后锉光都是采用这种方法。顺向锉可得到正直的锉痕，整齐美观。
顺向锉有两种装夹方法，分别称为横向锉与纵向锉（图5）。横向锉是顺着板材的宽度方向锉削，工件横向装夹；纵向锉是顺着板材的长度方向锉削，工件纵向装夹。而笔者所要阐述的是克服顺向锉时狭长平面会产生中凸现象的方法，主要是采用综合使用顺向锉中的横向锉和纵向锉这二种锉削方法，并且掌握好这二种方法的转换时机（根据加工余量来判断）来消除平面中凸现象，在掌握技术要领后，可以做到在顺向锉时，让狭长平面不再呈现中间凸起的现象，甚至还能使中间呈极微量的凹的状态，这样加工后的狭长平面，以后在做其它加工平面的划线基准时，不会因为中凸而产生放不稳的状况，十分有意义。
笔者采用的这种方法概括为：“三步法”。
第一步，要精准地划好锉削加工界线。
精准的划线对锉削的效率有很大的影响。划线能确定工件的加工余量，使锉削加工时有明显的加工界限。但是这一步操作或这根线条，往往被初学者所忽视，有的人划线模糊，线条太粗或划线尺寸偏差太大，还有的人只在粗加工时观察线条，而在细、精加工时，就几乎不看划的线条了，只依靠量具测量，在工件尺寸逐步到位的过程中，产生了无数次重复的多点测量动作，消耗了太多的测量时间。
对划线的要求是：线条精细、深刻清晰，一次划成，尺寸准确。要注意在锉削的工艺过程中，无论粗锉、细锉和精锉，都要仔细观察锉削加工面与划线的离合程度，正确判断与调整加工余量，及时修正锉削面的尺寸和形状。
第二步，采用顺向锉中的横向锉进行粗锉，高效地去除绝大部分锉削余量。
将工件狭长的平面锉至中间部位基本到线（留0.05mm左右的目测加工余量），两端微翘（约0.05－0.1毫米以内），整个锉削平面呈中间微凹的状态（见图6）。这时，要注意养成根据划线目测加工余量的能力，达到快速、高效的加工目的。测量监控尺寸的重点放在工件中间部位，控制尺寸到规定的公差上限。
这种锉削要求，与前者相比，不追求平面上所有部位尺寸的一致性，工件尺寸监控重点部位只有中间一个点，而左右两端处只需粗略地测量或用刀口直尺直接目测观察，呈中间微凹即可。显然这样的要求容易达到，横锉时，只要中间部位比左右两端着重多锉几刀，便可达到效果。
也许有人会担心横向平面有中凸现象。事实上，工件（板材）的厚度很小，假如锉刀长300毫米，工件厚度为10毫米，那么在工件厚度上产生的中凸只有1/30的锉刀偏摆度，这样的误差在下一步精加工时还有办法给予修正，问题是不太大的。
注意这一步完成之后，就可以对加工平面进行四周倒角，比如0.3×45°，下一步是精加工，加工量很小，可不再倒角了。
第三步，采用顺向锉中的纵向锉进行精细锉，达到规定的尺寸精度和平面度。
这一步属于精细加工，由于工件两端加工表面有微翘的现象，锉刀搁在工件狭长表面上时呈两点支承的状态，犹如两点决定一直线，这时，没有了工件在纵向平面上中凸的影响，锉刀在纵向锉削运动过程中，能在工件前后两端高点的支承下，较好地实现平稳的锉削直线运动，同时工件前后两端在锉削运动中逐渐地被锉低，新的锉削表面所产生的纵向锉纹面积向中间逐步延伸扩大，工件横向旧锉纹面积相应地逐步缩小，这是十分明显的新旧锉纹此长彼消的变化现象，很容易目测观察到的（见图7）。当工件中间横向旧锉纹消失，全部呈现出纵向新锉纹时，则意味着即将结束加工或已经加工结束了。这时，通过测量便可以加以确认或作必要的微量修整，最好使工件尺寸达到公差的中间值。
精细锉时，锉刀运行要缓慢平衡，压力相对要轻。由于这时加工余量少（最少处即中间部位约0.05毫米），锉削时间短，顺着工件凹形面慢慢修正工件平面，当工件到尺寸时，就不会产生中凸现象，甚至可以产生平面有微量的凹形状。初学者最为诟病的顺向锉中凸的现象得到完美解决。
结束语
综上所述，三步法锉削狭长平面，达到了精准、优质、高效的效果。
为什么会精准？是因为巧妙地综合运用了横向锉、纵向锉两种锉削方法，消除了工件平面中凸的现象，工件加工表面的形状、位置及尺寸就容易控制并达标，为实施精准加工提供了可靠保障。
为什么会优质？是因为始终坚持采用顺向锉法，得到了正直、整齐、美观的锉痕表面，避免了操作者被动采用推锉法等辅助锉削方法，为获得优质的加工表面创造了条件。
为什么会高效？是因为粗加工时简便快捷，精细加工时纵、横两种不同的新旧锉纹此长彼消地变化，始终在操作者眼前呈现出连续变化的加工位置状态，减少了依靠反复测量来间接判断工件表面的位置与尺寸余量，充分发挥了操作者的目测自控能力，测量时间减少了，工件又很容易锉平，为实现高效加工奠定了坚实的基础。
参考文献：
[1]蒋增福．钳工工艺与技能训练[M]．北京：中国劳动社会保障出版社，2001．
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