高精度平面锉削的技术创新

针对高精度零件平面锉刀加工中的表面划痕缺陷，分析了其产生的原因和传统锉刀的工作缺点。通过高精度光面锉刀的创新设计，以带状高速钢的线切割平面作为锉刀工作面，对零件的加工面进行锉削和修整，可以高效完成平面加工，保证表面粗糙度要求。

1前言

许多高精度零件的平面需要钳工锉平。一般这些平面的精度要求都比较高。除了高尺寸精度以及形状和位置精度之外，它们还需要具有足够低的表面粗糙度值。通常表面粗糙度值Ra需要达到0.8 ~ 1.6 μ m，在锉削过程中，容易出现划痕等缺陷，导致表面粗糙度达不到设计要求。因此，一方面对操作人员的技能水平有较高的要求，另一方面要注意锉刀的选择、锉刀的方法等技术措施。

2锉刀表面划痕的原因分析

锉刀切削是指操作者以一定的方式握持锉刀，使锉刀的工作面与工件的加工平面相接触，作平滑均匀的往复推拉运动。在推进锉刀的过程中，锉刀齿切削已加工表面，以去除已加工表面上的多余材料；在回程中，锉齿不起切割作用。

在锉刀的工作面上，锉齿按照一定的排列规则被覆盖。锉刀是锉刀的主要结构，可以起到切割的作用。用于金属加工的锉刀通常用特殊的切削齿加工而成。锉刀上的每一个锉齿都相当于一个单独的切削工具，都有自己的前角、后角等切削角度。锉刀结构，从宏观上看，这些锉齿是按照一定的规律排列在锉刀的工作面上的，它们在锉削过程中一起切削材料。每两排锉齿之间的间隙形成容屑槽，锉削过程中产生的切屑暂时积聚在这些容屑槽中。随着锉刀向前推进，当锉刀齿离开加工表面时，切屑通常会自动从锉刀上脱落。锉削过程中产生大量切屑时，有些切屑会卡在容屑槽内，甚至高于锉齿的高度。此时，如果锉刀继续前进，切屑会在锉面上形成很深的划痕。由于锉软质材料时容易出现这种现象，此时应选择切屑槽较大的粗齿锉。

而用于高精度平面锉的细锉和光锉，锉齿必须更小，锉齿排列更紧密，导致容屑槽更小。特别是，光面锉具有较小的容屑槽。锉削过程中，切屑更容易嵌在锉齿中并堆积、卡死，划伤被加工表面，严重损害其表面质量，划伤被加工表面。这些锉刀的容屑槽中嵌入的切屑不易清理，有时用钢丝刷也很难清理干净。需要用划线器等锋利的工具一个一个的去除，影响加工效率。

3高精度光面锉的创新设计

在高精度的平面锉削过程中，为了避免被加工面划伤，通常会采取减小锉刀受力或在锉刀工作面涂粉笔灰等措施，但都不能从根本上解决加工面划伤的问题。特别是在最后的精整阶段，操作稍有不慎就会出现表面划痕，导致整个加工平面的表面质量下降，不得不重新精整。如果这样的反复修边次数过多，不仅会降低加工效率，还会影响零件的尺寸精度。

在生产实践中发现，线切割等电腐蚀加工的零件表面在与其他软材料零件表面接触并相互摩擦时，会产生一定的微切削效应。基于这一发现，用线切割高速钢带(HSS，俗称白钢带)制成高精度光面锉[3]，以其切割面为锉面，对零件的加工面进行锉削修整，取得了良好的效果。

线切割加工的高精度光面锉的工作表面布满了电腐蚀加工时电击形成的微小凹坑。高精度光面锉工作面上的微小凹坑被局部放大，根据线切割切削参数的不同，这些微小凹坑的大小为0.5 ~ 2.5微米。凹坑之间连接的微小突起形成具有切削功能的锉齿，凹坑起到容屑槽的作用。这些锉齿很小，随机排列在光面锉的工作面上。用光面锉修整零件表面时，其碎屑是细粉。同时，由于光面锉工作面上用作容屑槽的微小凹坑为开放式结构，加工时切屑不会嵌入光面锉的容屑槽中，从而避免划伤零件的加工面。在实际操作中，无论是零件的加工面，还是油光锉工作面上的切屑，用刷子都可以轻松去除。即使是软质材料，这种高精度的光面锉也能达到很好的整饰效果。用高精度光面锉加工表面。

在传统的锉刀制造过程中，首先加工锉齿。为了提高锉刀齿的硬度，需要进行淬火等热处理工艺，最后锉刀必然会出现凸凹或扭曲变形，影响其性能。而创新设计的光面锉，是经过过热处理的高速钢加工而成，成型后不需要热处理，不会变形。同时，得益于WEDM的高精度优势，其工作面的直线度和平整度可保证在0.02mm以内，这也是高精度平面锉光整加工中高精度光面锉的又一有利因素。

4加工案例

阀套是液压系统的重要组成部分。它有3组12个方孔，用来配合阀芯控制液压油的流量。其尺寸精度和表面粗糙度要求较高，尺寸精度控制在0.01mm以内，表面粗糙度值Ra控制在0.4μm m以内，同一组方孔的工作面必须严格统一，误差不得超过0.01mm，阀套的流量控制孔一般是精锉后磨削加工。如果同一组的四个方孔中的任何一个工作面尺寸超出公差，则必须对其他三个孔进行整形，以保持其工作面一致。所以在用普通光面锉锉的过程中经常会出现表面划痕，导致后续的精整工作量增加，严重影响加工效率。

使用改进后的高精度光面锉，优化了阀套流量控制孔的加工方案，充分发挥了高精度光面锉不易嵌屑的优势，消除了加工表面的划伤现象。加工表面只需微磨即可满足技术要求，加工效率提高一倍。

5结束语

随着机械化的高度发展，锉削这种手工加工方法被限制在很小的范围内。而需要锉削的零件一般是机床难以加工或加工成本较高的零件，且多为精度要求高的重要零件。采用新型高精度光面锉，在保证零件加工精度的前提下，尽可能提高加工效率。此外，在钳工实践技能竞赛中，可以使用高精度光面锉高效修整工件的加工面。