钳工与机械加工基础

-17-钳工与机械加工基础第一节钳工基础一、划线划线是指根据图样要求，在毛坯或半成品上划出加工界线的一种操作。按操作的复杂程度可分为平面划线和立体划线两种。（一）划线的作用及其基本要求1．划线的作用1）确定待加工工件上各表面的加工余量、孔的位置，使机械加工有明确的标志。2）便于复杂工件在机床上的安装，可以按划线找正定位。3）通过划线可以检查毛坯是否正确，以便及时发现和处理不合格的毛坯，避免加工后造成材料、人力的浪费。4）采用借料划线可使误差不大的毛坯得到补救，使加工后的工件仍能符合要求。2．划线的基本要求1）划出的线条清晰、粗细均匀。2）尺寸准确，误差不大于±0.3mm。3）在立体划线中，长、宽、高三个方向的线条要求互相垂直。3．划线基准在工件表面上相互错综复杂的点、线、面中，起着规定其他点、线、面作用的点、线或面就叫做基准。4．划线基准的选择选择划线基准时，应先分析图样，找出设计基准，并尽量使所选划线基准与设计基准一致。-18-（二）划线常用工具划线工具一般可分为直接划线工具、辅助划线工具和测量工具三大类。1．直接划线工具1）划针。划针是直径为3～5mm、长度为200～300mm的钢针。分单尖、双尖（两头尖）两种，如图2—1所示。图2—1划针2）圆规。划线用的圆规，常用有合腮圆规和滑杆圆规二种（如图2—2所示）。（1）（2）图2—2圆规1—合腮圆规；2—滑杆圆规。3）划针盘。划针盘（如图2—3所示）可用来划线或找正工件的位置。图2—3划针盘-19-4）单脚规。单脚规主要用来求圆形工件的中心（如图2—4所示），其形状为一端直尖角，另一端弯尖角。图2—4单脚规5）高度游标尺。高度游标尺（如图2—5所示）既是一种精密划线工具，也是一种精密量具。它的划针脚能直接表示出高度尺寸，对划线极为方便。图2—5高度游标尺2．辅助划线工具辅助划线工具一般有划线平台、方箱、V形铁、斜楔垫铁和V形垫铁、楔铁和千斤顶、样冲等。（三）划线工艺流程1．划线准备1）工件的清理：工件毛坯上的氧化皮、飞边、残留的污垢以及已加工件上的毛刺、铁屑等都必须清除干净。-20-2）工件的检查：工件毛坯经清理后，要进行详细的检查，预先发现工件毛坯上的气孔、砂眼、裂纹、歪斜，以及形状和尺寸误差等缺陷。3）工件的涂（着）色：为了使划线清晰，工件上划线部位都应涂色。一般对铸、锻件毛坯可用石灰水涂色，小件可用粉笔涂色。对已加工表面一般涂蓝油、绿油、红油，也可涂硫酸铜溶液。在铝、铜等有色金属光坯上一般除涂蓝油外，还可涂墨汁。4）孔中装塞块：工件毛坯上有孔的，且需要划圆或等分圆时，在孔中要装入塞块。不大的孔可用铅块，较大的孔则用木料或可调节塞块。2．看清图样，详细了解工件上需要划线的部位，明确工件及其与划线有关部分的作用和要求。3．选定划线基准（尽量与设计基准一致）。4．初步检查工件毛坯的误差情况。5．正确安放工件和选用划线工具。6．划线。7．详细检查划线的准确性，以及是否有线条漏划。8．在圆心和线条上冲眼。对于在划线过程中，需划圆或圆弧的圆心，应划出圆心后立即冲眼。二、金属锯削（一）锯削的基本概念用手锯把材料（或工件）锯出狭槽或进行分割的操作，叫做锯削。钳工锯削的工作范围主要是分割材料、在工件上锯掉多余部分或锯槽等。1．锯削运动的方式正常锯削时手锯有两种运动方式，即平锯和摆锯。平锯：锯削时，锯弓平行推出。其特点是锯缝断面平整，锯缝底部平直，但不易掌握。摆锯：锯削时，锯弓小幅度上下摆动。也就是推锯时，身体略前倾，双手随着压向手锯-21-的同时，左手上翘，右手下压；回程时右手上抬，左手自然跟回。2．起锯的角度起锯时，锯条与工件锯削面之间的夹角，叫做起锯角。无论采用远起锯还是近起锯，一般起锯角都应在10°～15°之间。如果起锯角太大，则起锯不易平稳，且锯齿往往会被工件的棱边钩住而引起崩断。如果起锯角太小，由于锯齿与工件同时接触的齿数较多，则不易切入工件。（二）锯削常用工具——手锯手锯由锯弓（锯架）和锯条组成。1．锯弓（1）（2）图2—6锯弓1—调节式；2—固定式锯弓用于安装和张紧锯条。常用的有固定式和调节式（图2—6）两种类型。2．锯条锯条是锯削刀具，一般用低碳钢冷轧渗碳而成，也有用碳素工具钢或合金钢制成，并经热处理淬硬。3．锯条的安装要求1）锯条安装时，应注意锯齿的朝向，应使齿尖朝前推的方向。若装反，则使锯齿在挤刮状态-22-下切削，造成切削困难，不能正常切削。2）锯条安装松紧要适当，一般手感觉到崩紧了即可。若过松，会使锯条在锯割时发生弯曲、摆动，容易锯斜和折断锯条;若过紧，会使锯条失去应有的弹性而折断。3）锯条装好后应检查有否歪斜扭曲。（三）锯削的基本操作1．工件的夹持1）工件一般应夹在台虎钳的左侧（即操作者的左手），以便于操作。2）工件要夹紧、牢固，同时要避免将工件夹变形和夹坏已加工面。若夹紧面为已加工面，可加护口铁；若是薄壁管件或已精加工的管件，应夹在具有V形槽的木垫之间；若是薄壁工件可用两块木板夹住，一起锯削。3）工件伸出钳口部分要短，以防止锯削时产生震动影响锯削质量。4）锯缝线要与钳口侧面保持平行，便于控制锯缝不偏离所划锯缝线。2．手锯的握法手锯的常用握法一般是右手满握锯弓柄，左手大拇指与食指向前捏住锯弓前端，其余三指相应握住。3．锯削时的站立位置和姿势人的身体与台虎钳钳口线大致成45°角，左足向前半步，两足间距约200～300mm，两腿成小弓步，身体略向前，重量由左腿支撑，右腿伸直。一般以站立自然，不易疲劳为原则。锯削过程中，在锯弓推进时，身体略向前倾，回程时，身体回到原位。4．起锯方法正常的起剧方法有两种：近起锯和远起锯1）远起锯：在远离操作者的一端开始起锯的方法。由于采用远起锯方法起锯时，锯条的锯齿-23-是逐步切入工件的，锯齿不易卡住，起锯较为方便。因此，一般情况下都采用远起锯。2）近起锯：在靠近操作者的一端开始起锯的方法。为防止棱边卡住锯齿，可采用向后拉手锯作倒向起锯，使起锯时接触工件的齿数增加，然后再作推进起锯。三、金属锉削用锉刀在工件表面进行切削加工的操作，叫做锉削。锉刀是用高碳工具钢T13或T12制成，经热处理淬硬。锉削是一种精加工的方法，一般在凿削、锯削之后进行。（一）锉刀的分类及用途1．锉刀按其用途分为普通锉、特种锉和整形锉三大类。普通锉按其断面形状又可分为平锉、方锉、三角锉、半圆锉、圆锉等五种。适用于加工工件上各种规则形状的表面。特种锉有直的和弯的两种，按其断面形状又可分为刀口锉、菱形锉、扁三角锉、椭圆锉、圆肚锉等。主要用来加工工件上各种特殊形状的表面。整形锉（也叫什锦锉或组锉）由各种不同断面形状的小锉组合而成。主要用于修整小型工件、精密工模具等难以机械加工的部位。2．锉刀按其锉齿的粗细分为粗锉、中锉、细锉和油光锉四类。粗锉主要用于锉削软材料或加工余量大、精度要求低和表面粗糙的工件。中锉一般用于锉削中等硬性材料或精度要求和表面粗糙度要求一般的工件。细锉主要用于锉削硬性材料或加工余量小，精度要求高，表面粗糙度较低的工件。油光锉一般用于最后工件表面的修光。（二）锉刀的选择每一种锉刀都有它适当的用途，为能充分发挥它的效能，按以下要求正确选用：-24-1）根据被锉削工件表面形状和大小来选用锉刀的断面形状和长度。2）按工件材料的性质、加工余量的大小、加工精度的高低及表面粗糙度要求的高低来选择锉刀的粗细规格。（三）基本锉削方法——平面锉削法平面锉削方法有顺向锉法、交叉锉法、推锉法等三种，如图2—7所示。（1）（2）（3）图2—7平面锉削方法1—顺向锉法；2—交叉锉法；3—推锉法顺向锉法：锉削平面的最基本方法，平面最后的锉光、锉平都用此法。交叉锉法：斜着锉削，锉着面较长，锉刀容易掌握得稳。并且锉痕是交叉的，从锉痕上可以判断出锉削面的高低情况，便于修整。此外，交叉锉法切削量大，故适用于大余量锉削及粗锉。推锉法：不能充分发挥手的力量，切削效率不高，故一般用来对狭长平面的修整或用顺向锉法推进受阻碍时采用；同时，在修整尺寸、降低表面粗糙度以及内圆弧面的锉纹要求顺圆弧方向时也可采用此法。四、攻丝（一）螺纹的概念1．螺纹的概念-25-在圆柱表面上绕着圆柱中心旋转并且等距离上升的点所形成的轨迹，就叫做螺旋线。沿着螺旋线加工成具有相同剖面的连续凸起和沟槽，叫做螺纹。在圆柱外表面上加工出的螺纹，叫做外螺纹；在圆柱内表面上（孔壁上）加工出的螺纹，叫做内螺纹。2．螺纹的基本要素螺纹的基本要素一般由牙型、直径、螺距（或导程）、头数（也叫线数）、螺纹公差带（精度）和旋向等组成。3．螺纹公差带螺纹公差带表示螺纹加工的准确程度，规定了加工尺寸合格的范围。螺纹公差带的位置由基本偏差确定，大小由公差值确定，并按其大小分为若干个等级。螺纹公差带的大小也可用精度等级来表示。对于普通螺纹（指三角螺纹）的精度等级是按中径公差带的大小来划分的。一般粗牙螺纹有三个精度等级，其代号为1、2、3级；细牙螺纹有四个精度等级，其代号为1、2、2a、3级。4．普通螺纹的标注普通螺纹的标注由牙型、公称直径、螺距（或导程/头数）、公差带代号（或精度）和旋向等组成。按国标规定：粗牙、细牙普通螺纹的牙型代号为“M”；螺纹的公称直径和螺距由数字表示；细牙普通螺纹必须加注螺距，其他螺纹不必标注；多头螺纹要注明“导程/头数”，单头螺纹不必标注；标注精度等级时，3级精度可不标注（螺纹的最低级精度不标注）；左旋螺纹必须注出旋向，用文字“左”或用代号“LH”标注，右旋不标注。（二）攻丝用丝锥等工具切削加工出内螺纹的操作，叫做攻丝。攻丝工具主要有丝锥和绞手。1．丝锥和绞手的分类丝锥一般分为手用丝锥、机用丝锥、管螺纹丝锥三种。-26-绞手，也叫绞杠或扳手，是手工攻丝时用来夹持丝锥的工具。它分普通绞手和丁字绞手两类。2．丝锥的精度等级手用丝锥有3级和3b级两种精度。3级用来加工3级螺纹孔；3b级用来加工需镀复层的3级螺纹孔。机用丝锥有1、2、2a、3a级四种精度。分别加工1、2、2a级螺纹孔及需镀复层的螺纹孔。3．润滑液的选择使用润滑液的目的是为了减少孔和丝锥之间的摩擦，并起冷却作用，可降低螺纹的粗糙度，延长丝锥的使用寿命。在钢件上攻丝时，一般加乳化液或机油；在铸铁上攻丝时，一般不加润滑液，当铸铁较硬或螺纹孔粗糙度要求较低时，可加些煤油；在青铜或黄铜上攻丝时，也不加润滑液，但螺纹孔粗糙度要求较低时，可加些菜籽油；在铝、铝合金或紫铜上攻丝时，一般加浓的乳化液或煤油。4．攻丝操作注意事项1）攻丝前，首先确定螺纹的底孔直径，选择钻头钻孔。攻盲孔时，还应确定底孔深度，以保证螺纹的有效长度。丝锥的轴心线与底孔直径的中心线重合。2）攻丝前，一定要看清所攻螺纹的规格，丝锥一定要与所攻螺纹的规格一致。3）攻丝时，要加适当的润滑液。丝锥刚进入底孔时，两手要用适当而均匀的压力和旋转力，把丝锥压入孔内。4）正常攻丝时，每正转半圈到一圈，要倒退1/4圈到半圈，使切屑碎断后再继续往下攻。攻塑性材料、攻深孔和盲孔时，更应注意这一点。5）在攻盲孔时，应经常旋出丝锥，把切屑清除出孔外。-27-6）在较硬的材料上攻丝时，可将头攻、二攻和三攻互相交替使用，以防折断丝锥。7）攻M8以下的螺纹孔时，一般用右手食指和中指夹住丝锥，右手掌捏住绞手，一面加压一面转动绞手，左手帮助转动绞手。攻M4以下螺纹孔时，只需用右手按上法单手操作，不需用左手帮助转动绞手，否则丝锥容易折断。8）攻盲孔时，丝锥到底后，应立即停止转动，否则会使丝锥折断。9）当攻丝完毕取出丝锥时，不要把绞手当作转轮，单手用力一推，让其靠惯性连续退出，而应在不施加压力的情况下，用手转动绞手让其自然退出。第二节机械加工基础一、机械加工工艺规程（一）工艺过程用机械加工方法，按一定顺序逐步地改变毛坯或原材料的形状、尺寸和材料性能，使之成为合格零件所进行的全部过程，称为机械加工工艺过程。机械加工工艺过程由一系列工序组成，每一个工序又可分为若干个安装、工位、工步或走刀，毛坯依次通过这些工序变为成品。（二）机械加工的经济精度加工经济精度是指在正常加工条件下，采用符合质量标准的设备、工装和标准技术等级的工人，不延长加工时间所能保