反向研磨巧借料

■淮海工业集团有限公司 （山西长治 046012） 周建民

■山西机电职业技术学院 （长治 046011） 李水利

借料是钳工生产中经常用到的操作方法，指的是对于一些在尺寸、形状和位置上存在一定误差和缺陷的坯料，当误差和缺陷不大时，可以通过试划和调整使各加工表面都有足够的余量，并得到恰当的分配，而误差和缺陷则在加工后消除。因此对于有缺陷的零件，怎样通过借料来修复而再利用，变废为宝，从而降低生产成本，成了大家积极思考的问题。

1. 问题提出

图1 零件结构图

对于含有槽类或凸台的量规，通常不仅对槽或凸台有尺寸要求，更多的还有对称度的要求，对称度经常达到5级以上，这类零件对加工设备及操作人员提出了很高要求，因此交验合格率比较低。以槽为例，如图1所示，槽宽的尺寸要求为B+10，槽两侧面的对称度公差为t1。此零件在加工过程中由于机床设备精度或是工人操作水平等原因，往往会出现对称度不符合要求。如图2所示，零件在粗加工后，槽宽度尺寸的加工余量为f，槽平面C和槽平面D的对称度误差t1a，t1a＞t1，C平面远离基准平面。当对称度偏差小于槽面的加工余量f时，常规借料通过平面C来找正，再研修槽面D，使零件合格。但是在生产实际中，经常会遇到对称度偏差大于槽宽尺寸的加工余量的情况，这时采用常规的借料方法是无法补救的，就会把产品作为废品，不再处理。本文主要针对对称度偏差大于槽宽尺寸加工余量的缺陷零件，提出与常规借料相反的操作方法——反向研磨借料法，可以消除零件上道工序产生的缺陷，使不合格零件得以最大限度的补救。

图2 反向研磨法原理

2. 反向研磨法

（1）反向研磨法原理如图2所示，在半径为r的圆中，C平面平行D平面，过E点作与C平面夹角为α的C′平面，作E F垂直C′，过O作OO1⊥EF于O1，取过F作平面D′，使D′平面平行C′平面。由作图过程得出两个阴影三角形相似，当α较小时有

由（1）可得

由公式（3）可以得出：当r＜2h时，b＞a。

（2）反向研磨借料法的操作工艺，当对称度偏差大于槽面的加工余量时，可以采用反向研磨法来纠正，反向研磨法借料的主要特点是对槽面加工多的一面进行研磨，使该槽面相对原中心线倾斜，然后再将零件旋转180°，研磨槽的另一平面，依据槽宽尺寸对称研磨两面，直至符合要求。该方法纠正对称度偏移量b由公式（3）确定。通常情况下，当槽深尺寸r－h与半径r比值小于0.5时，利用这种方法纠正对称度非常有效。

如图3所示，利用反向研磨借料法的具体操作如下：①用V形铁夹持零件直径为f d的轴段，如图4所示，槽宽Bt0用量块检测余量大小，再用杠杆千分表对槽的下平面找平。②以找平的槽的下平面，将杠杆千分表指针对零线，然后翻转V形铁180°，V形铁的上表面与平板接触，槽的上平面转到下平面的位置。用杠杆千分表再测翻转后的槽下平面，观察杠杆千分表指针相对于零线偏摆的方向和数值，进而确定出槽对称度的偏离方向及数值大小。③对杠杆千分表指针偏摆值低于零线的槽面C进行外低内高的小倾斜研磨，即研磨槽面的外面，使槽面出现小的倾斜度，如图3所示。C面需要研斜的量a由槽宽尺寸的余量f和对称度偏离的大小确定。④槽面C研磨后得到C′平，用V形铁夹持f d轴段，利用杠杆千分表对C′面进行找平。此时，槽低面的数值有所提升，实际中心平面与基准中心平面的偏离数值变小，从而达到对称度偏离数值小于槽宽尺寸余量的结果。⑤然后再将零件旋转180°，开始研磨槽D平面。借助V形铁，通过杠杆千分表控制该加工面与C′平面对称。用量块测出槽宽实际值，然后再平均分配研磨余量，直至槽宽尺寸合格，并同时保证对称度要求。

图3 对称度误差

图4 利用V形铁测对称误差

在槽形零件或带凸台零件加工中，当槽或凸台的尺寸形位有较高精度要求时，利用反向研磨借料法可以纠正一些对称度偏差较大的缺陷零件，提高了产品的合格率。

3. 结语

适用于反向研磨借料法纠正对称度偏差的零件必须满足下列条件：

（1）基准是可绕某中心能够旋转的几何要素。

（2）实际中心平面的对称度偏差大于其对应的宽度尺寸的加工余量。

在工具钳工中，反向研磨借料法经过多次实践，确实解决了槽形和带凸台零件的高精度对称度补救问题，具有推广价值。