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简析人工刮研技术

人工刮研是平面修整加工的方法之一,其目的是为了降低表面的粗糙度值,提高接触精度和几何精度,从而提高机床整体的配合刚度、润滑性能、机械效益和使用寿命;如果仅用平面磨床和导轨磨床加工是难以达到最佳效果的。人工刮研更是高档机床设备和铸铁平板所必需的加工工艺。
所谓“刮研”,是刮削和研磨两个工序的结合。即平面刮削--研磨显示,再平面刮削--再研磨显示,如此往复,交替循环,不断运作。从而达到使铸铁平板的表面粗糙度值和形位误差逐步降低;接触精度、几何精度在运作中逐步提高;最终达到规定要求为止。

一、 黑点规律

研具与铸铁平板经过研磨以后,凸起部分的铸铁平板表面显示的全是黑点,黑点分亮点、浓黑点、淡黑点。这些黑点在刮研中是一个变量。经过连续的交替循环不断地运作不断地刮研,黑点由稀少变稠密,由不均匀分布变为均匀分布。黑点的演变过程,也是表面光洁度、表面接触精度、表面几何精度逐步提高的过程。
研磨显示出来的黑点要区分对待。对于浓黑点刮削的刀迹大小应同按粗、细、精三个阶段规定大小刮削,其刀迹方向应同方向排列,逐步刮削到黑点全数刮完。经研磨显示后,第二遍以交错方向刮削也将黑点全数刮完。必须指出,每轮刮削,刀迹必须交错,否则将影响表面光洁度。在刮削中对黑点按亮、浓、淡在用力上应有轻重之分,即对亮点、大浓黑点用力要大;对大多数的浓黑点用力要适中;对淡黑点,则保留不刮,待下轮显示后变黑时再刮。必须强调指出的是,对于分布在铸铁平板平面边缘、角落的亮点,因隐布稀少,极易为人眼所忽略,极易漏刮。因为漏刮点在研磨时往往顶起研磨平板,妨碍黑点的正常显示,会形成黑点越刮越少的现象。

二、刮研的三个阶段

在刮研全过程中,一般要经历粗刮、细刮、精刮三个阶段。
1、粗刮阶段
粗刮的首要任务应先解决形位误差问题。比如车床溜板燕尾导轨的两端平行度,如不先解决好,留到粗刮好后再解决平行度,不但费工费时而且延误工期。粗刮刀迹要宽大、要大刀阔斧地进行。对每个点只刮一次不刮第二次。刀迹方向是同方向顺次排列,每轮变换一次。经过反复循环不断刮研,黑点由稀少变稠密,由不均匀分布至均匀分布,当任意刮方(25mm×25mm)达到4~6点时,表面粗糙度达到Ra2.5~Ra3.2时即宣告粗刮阶段的中止。

2、细刮阶段

细刮在粗刮基础上进行。细刮的任务主要解决表面质量问题,即接触精度、几何精度(平面度达到0.01mm/500mm2)、表面粗糙度(Ra1.6~Ra3.2),同时还要兼顾到形位误差。细刮的刀迹宽为6~8mm,长10~12mm,刀迹建议采用直推加扭转法,正“6”块反“6”块刀迹较好,当任意刮方达到10~12点时细刮阶段即宣告中止。

3、精刮阶段

精刮是在细刮基础上进行的,精刮的任务是进行提高刮研表面质量,兼顾、核定形位误差。精刮要磨好平面刮刀,要锋利,落刀要稳要轻,特别要避免刀角划伤表面,精刮刀迹宽5~7mm,甚至更窄更短,视刮削平面大小而变化。刀迹建议采用左扭转法或右扭转法,刮削时用力宜小,刮花则例外。当黑点增加到每任意方20~25点时,即宣告精刮结束,其铸铁平板平面度应为0.01mm/500mm2以下,表面粗糙度为Ra0.8~Ra1.6。

三、刀迹成形与受力分析

钳工在进行刮研铸铁平板操作时,将平面刮刀刀柄顶住胯骨,双手握住刀具,使平面刮刀与铸铁平板被刮表面形成一定的切削角度并对刀头施加压力,使平面刮刀刀刃吃紧平面。这时当人的胯骨和腰部给刀柄以推力,使刀刃切入铸铁平板金属表面并使刀刃在深入向前中切去研磨的黑点,然后将双手压力立即转换提升力,把刀头快速提起离开铸铁平板表面,完成挖掘式的刀迹成形切削过程,并刮去一层极薄的金属。
刀迹运作有三种方法:

1、 直推法

直推法产生长方块、三角块。表面呈现微波形,表面质量较差,适宜粗刮;

2、 直推加扭转法

直推加扭转法产生反“6”块、正“6”块形,表面呈细微波形,表面质量光滑适宜细刮;

3、 左右扭转法

左右扭转法产生正鳞块、反鳞块、燕翼块、燕身块等,表面呈细曲纹波形,表面质量光亮光滑,宜精刮或刮花;

从刮削过程看,刮削是合力作用的过程,操作熟练程度决定了刮削质量的优劣。
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