浅谈现代制造业中不可替代的传统手工刮研技术

孔琳

摘 要：随着数控加工等现代制造技术的飞速发展，传统的手工刮研技术应用日益减少，但在大型和精密机床导轨的修理及复杂零件滑动副加工等场合，手工刮研技术依旧具有不可替代的作用。本文介绍了手工刮研的作用，手工刮研的操作要领、注意事项、质量检测标准和质量提高措施。

關键词：现代制造业 手工刮研 操作要领 质量检测

随着数控加工等现代制造技术的飞速发展和普及，传统的手工锉削、手工锯割等技术已逐步从生产制造业中淡出，其适用场合日益减少。但手工刮研在大型和精密机床导轨的修理及复杂零件滑动副加工等场合，依然彰显着其传统手工技术的魅力，充分体现出现代制造技术无法替代的作用。

一、手工刮研的作用及其在现代制造业中的不可替代性

手工刮研是利用刮刀、基准表面、测量工具和显示剂，以手工操作的方式，边研点测量，边刮削加工，使工件达到工艺规定的尺寸、几何形状、表面光洁度和密合性等要求的一项精加工工序。由于所使用的工具简单、万能性强、加工余量少、精度高，因此被广泛应用在机器、工具制造和机械设备维修工作中。

鉴于手工刮研的以下特点，它在现代制造业中具有不可替代性。

第一，刮削是手工操作，简便灵活，不受工件尺寸大小、形状和工作位置条件限制。

第二，刮削表面接触点分布均匀，存油能力好，耐磨性能好。

第三，刮削的加工余量较其他的加工方法少，刮削过程不会引起工件的受力和热变形，因而加工精度较高。

第四，刮削可以根据特殊要求把机床导轨面有意地刮成中凸或中凹等形状。

第五，在装配中可用刮削来修整尺寸链中的误差。

二、平面刮研的基本操作姿势

（一）手推式刮研

右手握刀柄，左手握刀杆离刀口50～75毫米处，刮削时，左手向下压并控制刮刀的方向，右手向前推。人站的姿势是左脚向前跨，上身向前倾斜，当右手向前推刀时，上身亦向前摆动。刮出一段刀花后，左手立即将刮刀提起，这样可使刀花光滑。手推式刮削的适应性较强，但要求臂力大，两手动作配合灵活。

（二）挺刮式刮研

将刮刀柄放在小腹右侧肌肉处，双手握住刀杆，左手离刀口80毫米处，利用腿和腰部的力量向前推挤，双手将刮刀下压并掌握刮削方向。当刮出一段刀花后，将刀立即提起，双手和臀部的动作也要密切配合。挺刮式的刮削力量比较大，效率也较高，但对高位置或低位置的刮削比较困难，刮削面积太大时也不适用。

（三）拉刮

拉刮是利用拉刮刀，右手抓住刀柄用力向后拉，左手紧握刀杆部分往下压，在工件表面拉刮出同样的方块形刀花。若刃口磨得光洁，铸铁材料比较紧密，可刮出花纹齐整而且光洁度较好的表面。其操作比推刮容易，刮削阻力也比较小。

（四）肩挺式刮削

刀柄顶住右肩，双手握住刀杆距刀口40～60毫米处，用右肩和上身的力量向前挺刮，两手下压刀杆并立即提刀。工件位置较高、工件面积不是太大时，适宜采用这种方法。

三、刮刀角度和刮削角度

刮刀的刃部角度和刮刀对工件表面所成的角度，应按所刮材料的硬度和韧性进行调节。当刮削铸铁等脆性材料时，取β角大于90°;刮削韧性材料时，取β角小于90°。在掌握α角时，粗刮或刃口钝时，取较大的α角;细刮、精刮或刃口锋利时，取较小的α角。精刮用的刮刀，要在油石上细致精磨，刃口要平整，光洁度要在▽10以上，只有这样才能刮出光洁度好的表面。

四、平面刮研的步骤

（一）粗刮

机械加工后的工件表面，或磨损拉毛严重的机床导轨表面要先进行粗刮。第一遍粗刮时，可按着刨刀刀纹或导轨的纵向45°方向进行，第二遍按上一次的刮削在垂直方向进行（即90°交叉刮）。工件较大的不直度、不平度、不平行度、不垂直度等形位偏差，一般都要求在粗刮时消除其大部分。因此要利用测量工具检查其误差的数值，尽可能在粗刮时消除。若有较大的误差尚未消除即进行细刮或精刮，势必会造成返工而浪费了细刮的工时。

（二）细刮

细刮是在粗刮的基础上进一步增加接触点，并进一步提高平行度和垂直度等。细刮的刀花宽度应在6～8毫米，长10～25毫米，刮深0.01～0.02毫米。刀口应照准点子刮，按一定的方向（在连续两次同方向刮削后应改变方向）一直向前顺序刮去。如有点子漏刮时，应等全面刮好后，将铁屑刷去，再进行补刮。

（三）精刮

精刮的目的，在于进一步提高工件的表面质量，而对尺寸的影响极微。在精刮时，刃口必须经常研磨，要求平整锐利，为此，必须在油石上磨出光洁度较高的刃口，以保证刮出优良的刮削表面。在刮削时，要用小型刮刀或将刃口磨成弧形，刀花宽度3～5毫米，长3～6毫米，起落刀时要防止刀口深入。每刀均应落在点子上，一般称之为修点子。落刀时要根据点子的大小掌握轻重。显示剂应涂于工件表面，而且应该薄而均匀，否则会出现假点子，造成错觉。

（四）刮花

对于外部的加工表面或机床导轨，为了增加美观，在刮研好后或精刨好后，要经常进行刮花。刮花去除的金属层极微，一般并不影响工件表面的精度，但若刮花表面，也是有损无益的。

五、研点时的注意事项

研点和刮削一般是交替进行的，研点时若造成显点失真，就会使刮削错误。在粗刮时，先把显示剂涂在标准平面上，要涂得厚一些。为了显示剂便于涂布，在调制时要比细刮或精刮略稀一些，但不能过稀，否则不能辨别点子。

标准研具在和工件研点时，若工件本身很重（例如床身），应使工具在自由状态调整水平，然后用标准平尺进行研点。若工件较小，先将标准研具平稳地安放好，然后将被研面覆在上面进行研点。在研点时，所施的压力要根据工件的重量和形状来决定，若工件重量对刮研面均匀分布时，研具或工件在水平方向移动，移动量在50～100毫米;但当工件重量压力分布不均匀时，应加以适当的人力或重量，尽量使压力均匀分布。

当研具与刮研面的面积相接近时，研点时的路线应略呈圆形或椭圆形，而超越悬空的部分不应超过研具本身长度的1/4，以免压力不均。标准研具应重复调头几次，这样显示的点子会更明显，并可消除标准平面的部分误差。

六、刮研的质量检测及质量提高措施

（一）平面刮研质量的检测

1.平面刮研的质量检测指标

检测指标有两个：一个是几何形状，如与相关表面的垂直度、平行度和厚度尺寸;另一个是表面质量。

2.研点检测方法

刮研后的表面质量常用研点法来检测，这种检测被称为研点检测法，即利用标准平面对刮削的工件表面进行研点，工件表面上显出点子的多少，作为表面质量指标之一。即利用一块硬纸或薄铁皮，挖出一个25×25平方毫米的方孔，将它覆在被检平面上，在孔内数点子数是否达到规定的点数，但检测时应在整个平面内随机的位置上进行抽验，不能以某位置的检测结果代表整体质量。

（二）研点时易出现的问题及改善措施

1.出现假点子

造成的原因有：一是研点时表面受力不均匀。改善措施：研点时应使研具自由移动。当不对称工件在研具上研点时，应适当借助人力使研点面受力均匀。二是研点时研具移动行程过长。改善措施：移动研具时防止悬空部分超过研具全长的1/4。三是研具的面积不够。改善措施：研具面积不少于工件研面的3/4。四是研具过重或工件刚性太差。改善措施：使工件覆在研具上研点，或对工件做适当的辅助支承。五是研具精度不高。改善措施：研具精度应高于工件的刮研要求，而研具表面每刮方的点子数可少些，但点子面积要大。

2.研点出现变化

造成的原因有：一是工件装夹不合理。改善措施：改善装夹，防止装夹变形，力求在自由状态下夹紧。二是气温变化。改善措施：找出气温引起研点变化的规律，避免日光照射和周围热源的影响。三是装配后局部受力变化。改善措施：刚性差的工件，在装夹后受相关部件的重量或螺钉拉紧力的影响发生变形时，可根据变化规律控制工件精度，朝有利方向刮，或装上部件后刮研，也可预装等力矩配重物后刮研。

（作者单位：南阳技师学院）