中心鉆孔的正五邊形鉗工加工工藝分析

摘 要：本文分析了中心鉆孔的正五邊形工藝方法，現(xiàn)在很多操作者在工藝方法上存在著一定的不足之處，本文針對這些不足之處將一種解決方法提了出來。也就是通過對直角三角形勾股定理的利用，在確保孔心位置和角度的同時，使邊到頂點的距離以及邊的精度得到保證，同時還采用對稱加工的原則對誤差的積累進(jìn)行控制，這樣就能夠使正五邊形的變形得以最大限度的減少。

關(guān)鍵詞：正五邊形；加工工藝；精度

作為一種正多邊形，正五邊形并不具備像正六邊形一樣的對邊相等且平行的特殊性，因此在對正五邊形進(jìn)行加工的時候也會采用與正六邊形不同的方法，而且具有更高的難度。假如將一定規(guī)格的小孔站在中心，同時保證各邊到孔心的相對位置，就會具有更高的難度。筆者與自己的工作經(jīng)驗相結(jié)合，分析介紹了中心鉆孔的正五邊形加工工藝方法。

1 認(rèn)真分析零件圖

對工藝規(guī)程進(jìn)行制定的原始材料就是零件圖，因此必須要對零件的技術(shù)要求、功用以及結(jié)構(gòu)特點等進(jìn)行深入的分析，對零件加工表面的粗糙度、位置精度、形狀精度以及尺寸精度等要求具有充分的了解，如若不然就會由于考慮不充分而導(dǎo)致沒有將主次分清楚，最終會對工件的加工質(zhì)量產(chǎn)生極大的影響。

2 加工方法和工藝

如果經(jīng)驗不足的操作者在一般的情況下都會覺得要先對正五邊形進(jìn)行加工，然后再鉆小孔。然而在實際的操作中這種方法是不可行的，首先如果先將各邊加工出來，這樣在劃線確定小孔圓心位置的時候十分不便，其次，由于鉆床因素和操作因素的影響，在實際的操作中總會出現(xiàn)各種誤差。比如，用力的方向在打樣沖時就可能會與鉛垂方向產(chǎn)生一定的偏移，就會造成樣沖形狀位置達(dá)不到預(yù)期的要求。在具體的鉆孔施工中由于鉆頭刀尖而具有一定直徑的磨損，再加上工件臺的振動，就往往會導(dǎo)致加工出的孔出現(xiàn)誤差，最終導(dǎo)致工件被報廢。總之，在加工中心帶孔的正 N 邊形時都應(yīng)該首先鉆孔，在使圓心位置得到保證的前提下在對各邊進(jìn)行加工[1]。

（1）對粗加工坯料的長邊m進(jìn)行加工，使其基本保證平面度和直線度，再對短邊n進(jìn)行加工，要使短邊與長邊保持垂直。詳情見下圖1。

（2）劃線確定小孔中心。對于鉗工加工而言，提高劃線的經(jīng)度除了可以使加工效率得以提升之外，還可以有效的提升加工精度。出于對鉆孔誤差的考慮，在劃線的時候要具有一定的預(yù)留量，約為 0.5mm，用（a+0.5）mm來表示，這樣就可以便于以后的調(diào)整。

（3）鉆孔、擴(kuò)孔，將尖角和毛刺去掉。將尖角和毛刺去掉也是為了保證加工質(zhì)量，同時也將后續(xù)的測量準(zhǔn)備工作做好，不然就會使測量的準(zhǔn)確度受到嚴(yán)重影響。

（4）對小圓圓心到 m 邊的距離進(jìn)行測量，在這里選擇小圓最低點e 到 m 邊的垂直距離對其進(jìn)行間接的表示。對與預(yù)期值 a-r 的余量差值進(jìn)行計算，隨后對其進(jìn)行修正，從而使其符合相應(yīng)的尺寸精度。隨后按照修整好的 m邊作為基準(zhǔn)，對 n 邊進(jìn)行精修，并且保證 m 邊與n邊具有良好的垂直度，將后續(xù)的測量準(zhǔn)備工作做好[2]。

（5）對正五邊形五個頂點進(jìn)行劃線確定，同時進(jìn)行連線，選擇計算劃線法將五個頂點的位置確定下來。采用修整好的 m 邊作為基礎(chǔ)，然后將垂直方向的N 和 Q 的位置確定下來，詳情見下圖2。

在 b 處劃線將M 在垂直方向的位置確定下來。對修整好的 n 邊到小圓最右端 f 的距離d進(jìn)行測量，對水平方向上正五邊形5個點的相對位置進(jìn)行計算。依次對各交點進(jìn)行連線，就能夠得出正五邊形。

（6）用鋸弓沿線將大部分的余量去掉。

（7）對各表面進(jìn)行銼削，提高尺寸的精度：銼削各表面是整個中心鉆孔的正五邊形鉗工加工工藝中的關(guān)鍵工序，按序加工法是比較常見的施工方法，從數(shù)學(xué)原理上來說按序施工法也是可行的。也就是選取一個基準(zhǔn)沿著逆時針或順時針的方向來進(jìn)行逐邊加工。但是孔心位置的加工精度和角度的測量精度是正五邊行邊長精度的保障，而在加工的過程中難免會產(chǎn)生誤差。使用按序加工法容易累積誤差，在進(jìn)行最后一條邊的施工時往往會出現(xiàn)嚴(yán)重的誤差。累積誤差嚴(yán)重影響了正五邊形五個尺寸、五個邊長和五個角度的精度[3]。

如何對累積誤差僅減少是加工質(zhì)量的關(guān)鍵。正多邊形的數(shù)量為奇數(shù)時，直角三角形勾股定理可以發(fā)揮很大的作用。也就是對正五邊形對角線以及每個對角線的對應(yīng)邊的高的精度進(jìn)行控制，從而使各邊長的精度得到保障。也就是對正五邊形各邊兩個端點和對應(yīng)頂點的位置進(jìn)行確定，從而對兩直角三角形的位置、大小和形狀進(jìn)行確定。可以將中心設(shè)置為參考基準(zhǔn)面，然后對稱的對左右兩邊進(jìn)行加工檢測，使誤差累積的次數(shù)得到控制，使誤差得到有效的減少。具體的加工流程見圖3。

第一，將基準(zhǔn)面OP的對應(yīng)頂點M確定下來，并以MQ和MN這兩條參考線為基礎(chǔ)來對MQ和MN兩條邊進(jìn)行銼削。為了使后續(xù)加工具有足夠的余量，要使兩邊的角度大于108°。其次，根據(jù)MP=MO=，將P、O兩點的位置確定下來。為了為后續(xù)加工具有足夠的余量，∠QPO和∠NOP也要大于108°。第三，將OP作為基準(zhǔn)，對QP和NO進(jìn)行對稱加工，并保障∠QPO和∠NOP能夠滿足相關(guān)要求，從而使2S和5V的尺寸精度得到保障。第四，將QP和NO作為基準(zhǔn)，對MQ和MN進(jìn)行對稱加工，保障孔心位置和∠NMQ、∠PQM、∠ONM的精度，并對QV和NS的精度進(jìn)行保障。

在使用該方法進(jìn)行加工時要做到主次分明，找準(zhǔn)加工的側(cè)重點，結(jié)合實際情況對各項指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，從而保證每項指標(biāo)的精度，對誤差進(jìn)行控制。

3 結(jié)語

本文簡要的分析了中心鉆孔的正五邊形的加工方法。要保障正五邊形的加工精度，就要使用對稱加工的原則，使誤差累積次數(shù)得到減少。因此可以使用直角三角形的勾股定理來對正五邊形每個邊的端點和頂點的位置進(jìn)行確定，從而使正五邊形的加工精度得到有效的保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉賢金.鉗工銼削工藝問題研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2010（03）：86.

[2]燕金華.鉗工手工制作中提高精確加工工藝路線的分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（07）：97.

[3]周春霞.關(guān)于外六角形體加工方法的幾點嘗試[J].實踐與探索，2010（10）：162.

作者簡介：賈健宏，一級實習(xí)指導(dǎo)教師。endprint