检验虎钳扳手的精度

任务描述

如图5－1所示的虎钳扳手， 在机用虎钳中是一个执行零件， 用扳手旋转螺杆， 使其带动活动钳身做左右移动， 合紧或张开钳口， 以实现被加工零件的夹紧或松开。 虎钳扳手零件图如图5－2所示。 请根据零件图精度要求， 检验虎钳扳手实物是否合格。

图5－1 虎钳扳手

图5－2 扳手零件图

任务分析

检验扳手实物是否合格， 要检验尺寸精度、 几何精度及表面质量。

相关知识

一、 几何作图

机件的轮廓形状虽然各不相同， 但分析起来都是由直线、 圆弧和其他一些非圆曲线等基本的几何图形所组成的。 熟练地掌握常见几何图形的作图原理、 作图方法是绘制机械图样的基本技能。

（一） 等分直线段

1. 平行线法

如图5－3所示， 将线段AB五等分。 先由一端点A （或B） 任作射线AC， 在AC上以适当长度截得1、2、3、4、5各等分点。 连接5B， 并过4、3、2、1各点分别作5B的平行线，即得线段的五个等分点1′、2′、3′、4′、5′。

2. 试分法

如图5－4所示， 将直线段AB四等分， 目测将分规的开度调整至AB的1／4长， 然后用右手拇指和食指捏住分规手柄， 使分规两针尖沿线段交替旋转前进， 在AB上试分。 如不能恰好将线段分尽， 可重新调整分规的开度， 使其长度增加或缩小再行试分， 通过逐步逼近，将线段等分： 在本例中首次试分， 剩余长度为e， 这时调整分规， 增加e／4再重新等分AB，直到分尽为止。

图5－3 平行线法等分线段

图5－4 试分法等分线段

（二） 斜度与锥度

1. 斜度S

斜度是棱体高之差与平行于棱并垂直一个棱面的两个截面之间的距离之比， 用 “S”表示， 它等于最大棱体高与最小棱体高之差对棱体长度之比， 如图5－5所示。 其关系式为

S＝（H－h）／L

斜度S与角度β的关系为

图5－5 斜度

S＝tanβ＝1∶cotβ

在图样中标注斜度时， 习惯上把比例的前项化为1而写成1∶n的最简单形式。

如图5－6 （a） 所示工字钢翼缘的斜度为1∶6， K为翼缘上一点， 其斜度可采用下列两种作法：

作法一：

（1） 过点A作AM＝1个单位长。

（2） 在AB线上作6个单位长， 得N点。

（3） 连MN， 即为1∶6斜度线。

（4） 过K作CD∥MN， 即为所求。

作法二：

（1） 过K作KL⊥AB， KL＝7.6。

（2） 设KL为1个单位长， 在AB线上自L作6个单位长， 得N点。

（3） 连KN得CD线， 即为所求。

标注斜度时， 在数字前应加注符号 “∠”， 符号 “∠” 的指向应与直线或平面倾斜的方向一致， 通常以1∶n的形式标注， 如图5－6 （b） 和图5－6 （c） 所示。

图5－6 斜度的作图步骤

斜度符号按图5－7绘制。

2. 锥度C （GB／T15754—1995）

锥度是指两个垂直圆锥轴线截面的圆锥直径差与该两截面间的轴向距离之比。 在图5－8中， 锥度为

式中， α为1／2锥顶角。

锥度也可以简化的形式1∶n表示。

图5－7 斜度符号

图5－8 锥度

图5－9所示为锥度1：3的塞规作图步骤：

（1） 按尺寸先画出已知部分。

（2） 在ef上作cd＝1个单位长。

（3） 在轴线上作3个单位长， 得锥度1∶3。

（4） 过e、 f作cb、 db的平行线， 即为所求。

图5－9 锥度的作图步骤

锥度的标注用图形符号 “▷” 表示， 注在与引出线相连的基准线上， 如图5－10所示。锥度符号按图5－11绘制， 符号所示的方向应与锥度方向一致。

图5－10 锥度的标注形式

图5－11 锥度的符号

（三） 圆弧连接

绘制机件图样时， 经常需要用圆弧光滑地连接另外的圆弧或直线， 这种用圆弧光滑地连接相邻两线段的作图方法， 称为圆弧连接。 光滑连接， 实质上圆弧与直线或圆弧与圆弧的连接处是相切的。 因此， 在作图时， 必须根据连接弧的几何性质， 准确求出连接弧的圆心和切点的位置， 如图5－12所示。

图5－12 圆弧连接要点

（a） 扳手轴测图； （b） 扳手零件图

常见圆弧连接的形式有： 用连接圆弧连接两已知直线； 用连接圆弧连接两已知圆弧； 用连接圆弧连接一已知直线和一已知圆弧。 下面分别介绍。

1. 两直线间的圆弧连接

设已知连接圆弧的半径为R， 则用该圆弧将直线L1及L2光滑连接的作图方法如下（见图5－13）：

图5－13 用圆弧连接两已知直线

（1） 作直线Ⅰ和Ⅱ分别与L1和L2平行，且距离为R， 直线Ⅰ和Ⅱ的交点O即为连接圆弧的圆心；

（2） 过圆心O分别作L1和L2的垂线，其垂足a和b即为连接点 （即切点）；

（3）以O为圆心、R为半径画。

当两已知直线垂直时， 其作图方法更为简便， 如图5－13 （b） 所示。

2. 两圆弧间的圆弧连接

两圆弧间的圆弧连接可分为外连接、 内连接和混合连接三种情况。

（1） 外连接指连接圆弧同时与两已知圆弧相外切。 由初等几何知， 两圆弧外切时， 其切点必位于两圆弧的连心线上， 且落在两圆心之间。 因此， 用半径为R的连接圆弧连接半径为R1和R2的两已知圆弧，其作图步骤如下（见图5－14（a））：

①分别以O1和O2为圆心，R＋R1和R＋R2为半径作弧相交于O，交点O即为连接圆弧的圆心；

②连接OO1和OO2分别与已知圆弧相交得连接点a和b；

③以O为圆心，R为半径作(即为所求。

图5－14 用圆弧连接两已知圆弧

（a） 外连接； （b） 内连接； （c） 混合连接

（2） 内连接指连接圆弧同时与两已知圆弧相内切， 其作图原理与外连接相同。 只是由于两圆弧内切时， 其切点应落在两圆弧连心线的延长线上 （即两圆弧的圆心位于切点的同侧），故在求连接圆弧的圆心时，所用的半径应为连接弧与已知弧的半径差，即R－R1和R－R2，作图方法如图5－14（b） 所示。

（3） 混合连接指连接圆弧的一端与一已知弧外连接， 另一端与另一已知弧内连接时，称为混合连接。 可综合利用圆弧与圆弧外连接和圆弧与圆弧内连接的作图原理， 其作图方法如图5－14 （c） 所示。

3. 直线和圆弧间的圆弧连接

连接圆弧的一端与已知直线相切而另一端与已知圆弧外连接 （或内连接）， 可综合利用圆弧与直线相切以及圆弧与圆弧外连接 （或内连接） 的作图原理， 其作图方法如图5－15所示。

图5－15 用圆弧连接一已知直线和一已知圆弧

（四） 工程上常见的平面曲线

工程上常见的平面曲线有椭圆、 抛物线、 双曲线、 渐开线和阿基米德螺旋线等。 表5－1中介绍了两种画椭圆的方法及渐开线的作图方法。

表5－1 常见平面曲线的画法

二、 机械制图的规定画法

（一） 机件上的肋、 轮辐及薄壁等的画法

标准规定： 当剖切平面通过肋板、 轮辐或薄壁等结构的对称面或对称线时称为纵向剖切，如按纵向剖切，这些结构都不画剖切符号，而用粗实线将它与其邻接部分分开，如图5－16中B－B及图5－17主视图所示。 若按横向剖切， 即剖切平面垂直于这些结构的对称面或对称线时仍要画出剖切符号， 如图5－16中的A－A所示。

图5－16 肋的规定画法

图5－17 轮辐的规定画法

2. 回转体上均布的孔、 肋、 轮辐

回转体上均匀分布的肋、 轮辐、 孔等结构不处于剖切平面上时， 标准规定这些结构应旋转到剖切平面画出， 如图5－17～图5－19所示的轮辐及孔。

3. 简化画法

为了读图与绘图方便， 国标规定的简化画法， 其应用比较广泛， 现将较常用的如下：

（1） 机件上若干相同结构 （齿、 槽、 孔等）， 按一定规律分布时， 只需画出几个完整的结构， 其余用细实线连接或画出中心线位置， 但在图上应注明该结构的总数， 如图5－20所示。

图5－18 均布孔的规定画法

图5－19 均布肋、 孔的规定画法

图5－20 相同结构要素的简化画法

（2） 与投影面倾斜角度小于30°的圆或圆弧，其投影可用圆或圆弧代替，如图5－21所示。

图5－21 小倾斜角度的圆弧简化画法

（3） 网状物、编织物或机件上的滚花部分，可在轮廓线附近用细实线示意画出，如图5－22所示， 并在零件图上或技术要求中注明这些结构的具体要求。

图5－22 网纹及滚花的简化画法

（4） 对于复杂曲面， 可以以一系列剖面表示， 此时可只画出剖面轮廓并配置在同一位置上， 如图5－23所示。

图5－23 复杂曲面的表示

三、 粗糙度仪

粗糙度仪又叫表面粗糙度仪、 表面粗糙度检测仪、 粗糙度测量仪、 粗糙度计、 粗糙度测试仪等， 国外先研发生产， 后来才引进国内。 粗糙度仪测量工件表面粗糙度时， 将传感器放在工件被测表面上， 由仪器内部的驱动机构带动传感器沿被测表面做等速滑行， 传感器通过内置的锐利触针感受被测表面的表面粗糙度， 此时工件被测表面的表面粗糙度引起触针产生位移， 该位移使传感器电感线圈的电感量发生变化， 从而在相敏整流器的输出端产生与被测表面粗糙度成比例的模拟信号， 该信号经过放大及电平转换之后进入数据采集系统。

（一） 测量方法

1. 干涉法

干涉法是利用光波干涉原理来测量表面粗糙度。

2. 针描法

针描法是利用触针直接在被测表面上轻轻划过， 从而测出表面粗糙度的Ra值。

3. 比较法

比较法是车间常用的方法。 将被测表面对照粗糙度样板， 用肉眼判断或借助于放大镜、比较显微镜比较； 也可用手摸、 指甲划动的感觉来判断被加工表面的粗糙度。 此法一般用于表面粗糙度参数较大的近似评定。

4. 光切法

光切法是利用 “光切原理” 来测量表面粗糙度。

测量工件表面粗糙度时， 将传感器放在工件被测表面上， 由仪器内部的驱动机构带动传感器沿被测表面做等速滑行， 传感器通过内置的锐利触针感受被测表面的表面粗糙度，此时工件被测表面的表面粗糙度引起触针产生位移， 该位移使传感器电感线圈的电感量发生变化， 从而在相敏整流器的输出端产生与被测表面粗糙度成比例的模拟信号， 该信号经过放大及电平转换之后进入数据采集系统， DSP芯片将采集的数据进行数字滤波和参数计算， 测量结果在液晶显示器上读出， 也可在打印机上输出， 还可以与PC机进行通信。

任务实施

一、 看标题栏

零件的名称为虎钳扳手， 零件的材料为HT200， 图纸比例为1∶1， 图号为clb－16， 数量为1。

二、 分析零件的表达方案

按照加工位置原则选择主视图， 为了表达头部的方孔状况， 主视图采用局部剖视图， 柄部的截面形状采用移出断面图表示。

三、 尺寸分析

长、 宽、 高尺寸， 方孔尺寸和圆弧中心距。 注意的是零件的长度尺寸只需要标注圆弧中心距135即可， 而总长则不需要标注。 这样标注的原因： 一是通过中心距和圆弧半径可计算出总长； 二是在圆弧半径必须标注的前提下， 中心距往往是设计要求中必须保证的尺寸， 以避免形成封闭尺寸。 尺寸可通过游标卡尺等测量。

四、 表面粗糙度分析

扳手除上下平面和方孔需要加工， 其他表面均为不加工表面， 并且没有尺寸精度要求，只需简单标注即可。 表面质量是否达到要求， 可通过粗糙度测量仪直接测量读数。

任务拓展

识读图5－24所示支架零件图， 并想象它的形状。

图5－24 支架零件图