项目一 钳工基本操作
模块一 钳工安全教育及入门知识
◆教学目标
●了解安全生产的重大意义;
●掌握预防对人体伤害的安全措施;
●通过车间参观，掌握钳工设备的规范操作;
●了解钳工概念及工作范围;
●掌握钳工的特点及应用。
◆学习难点
●通过车间参观，掌握钳工设备的规范操作。
任务1 钳工安全教育
知识点
●了解安全生产的重大意义;
●通过车间参观，大致了解钳工设备的规范操作;
●掌握预防对人体伤害的安全措施;
●通过车间参观，掌握钳工设备的规范操作。
一、任务描述
在校学生从未到过企业和接触过机械，又未参加过社会实践，对安全事故酿成的惨痛教训无所见闻，且该年龄段的学生其心态正处于半成熟、半幼稚状态，自我调节能力和自控能力较弱，对新鲜事物往往充满了好奇并容易产生探究的冲动，这些都给实训带来极大的安全隐患。因此，安全教育至关重要。
人身安全、设备安全以及设备的使用、维护与保养问题，是职业院校钳工实习教学管理的重要工作之一。教师在实习教学中，让学生遵守安全操作规程是首要环节，要让学生明白遵守安全操作规程的重要性和必要性。
二、任务分析
安全教育是实训教学管理的重中之重，学生在学习和掌握操作的同时，必须养成良好的安全生产习惯。它直接影响到人身安全、产品质量和经济效益，影响设备和工、夹、量具的使用寿命及生产工人技术的正常发挥。尤其是在机加工车间实习，一旦发生安全事故，后果不堪设想。因此，在实训教学中安全问题不容忽视。
学生在实习操作阶段，安全应该包括两个方面，即我们的人身安全和财产设备的安全。在感觉上钳工操作的危险性相对车工、焊工可能小些，但危险、隐患依然存在。
因此，我们既要保护自己的人身安全，又要保证设备及工、量具的完好。
三、相关知识
(一)了解安全生产的重大意义
“加强劳动保护，搞好安全生产，保护职工的安全和健康，是我们党的一贯方针，是社会主义企业管理的一项基本原则。”让学生知道这是由社会主义国家的性质决定的。它代表着劳动人民的目前利益、长远利益和根本利益，直接关系到劳动人民的切身利益，也关系到经济建设能否顺利进行，关系到我国在国际上的声誉。同时安全生产又是物质文明建设和精神文明建设的重要保障，是企业高效益、高效率的前提。安全工作搞好了，不仅可以减少物质消耗和劳动力的消耗，还能减少发生事故而造成的直接经济损失。每一次事故的发生给国家造成的直接经济损失少则几十万元，多则上千万元，而间接经济损失往往会大好几倍。要让学生明白安全生产对于国家来说，是具有重大的政治和经济意义的。而对于从事职业教育的学校来说安全生产也具有重大意义，如果学校的教师责任心与安全意识不强的话，教出来的学生安全意识也不会强，这样可能在真正走上工作岗位之前的实习中，就造成身体上的伤害，影响今后的学习、生活和工作，工作之后也容易发生安全事故。因此，我们一定要了解安全生产的重大意义，将它强化为意识，并转化到教学实践中去。
如前所述，在校学生从未到过企业和接触过机械，又未参加过社会实践，对安全事故酿成的惨痛教训无所见闻，且该年龄段的学生其心态正处于半成熟、半幼稚状态，自我调节能力和自控能力较弱，对新鲜事物往往充满了好奇并容易产生探究的冲动。所以，在每次实训之前，指导老师都要集中进行实训前的动员，除了向学生介绍实习的时间、地点和内容，以及实习纪律、守则等事项外，重点要放在安全教育上。各工种实习都有各自的安全操作规程，要向学生详细说明每个工种容易导致安全事故的不安全因素，强调遵章操作的重要性和违规操作可能带来的危害。
总之，无论是车间里面的机床、设备，还是地上的金属杂物或是头顶上的风扇，如果使用不当，都会对我们的人身安全构成伤害。当然，也不能因为危险的存在就因噎废食而不敢参加动手操作，因为只要遵章守纪，就可以避免人为事故的发生，意外发生的可能性也会降到最小。就像我们在马路上骑自行车那样，虽然存在被汽车碰撞的危险，但我们都明白只要自觉遵守交通规则，就会减少被撞的危险。同样道理，实习时只要遵守纪律，严格按照正确的操作规程和方法步骤进行作业，就可以避免因一时大意而抱恨终身。
(二)参观实训车间
为了更加直观地了解钳工实训的整个过程，使学生在学习理论和技能之前对钳工技能有一个感性认识，可由实训教师带领学生参观实训车间。为了不影响生产，保证学生的安全，要求学生必须做到以下几点:
(1)在进入实训车间之前，必须将劳保用品穿戴齐全。
(2)在进入车间前，应该排成一队，进入车间后听从实训教师的指挥和安排。
(3)进入实训车间后，禁止用手触摸设备;实训教师组织集中讲解时，要认真听讲，不得与操作工人聊天、离开队伍转悠。
(4)参观完毕后，教师应检查人数，排队离开。
(三)预防对人体伤害的安全措施
安全生产的目的是保护劳动者在生产经营活动中的安全和健康。在各种机械设备的操作中，均有发生伤害的可能，在生产中都要“以人为本”，人员的安全是重之重，要切实做好防范措施。所以，在学习钳工操作技能之前，我们每一个人都要在大脑中形成一个安全意识。
1．钻孔
(1)操作钻床时严禁戴手套，清除切屑时必须停车进行。
(2)开动钻床前，检查是否有钻夹头钥匙或斜铁插在钻轴上。
(3)操作者的头部不准与旋转的主轴靠得太近，头应高于钻夹头。
(4)不准用手、棉纱头拂拭或用嘴吹来清除铁屑，要用毛刷清除，钻出的长切屑用铁钩等折断清除。
(5)工件必须夹紧，特别是在小件上钻大孔或钻盲孔时，要采取尽量减少进给量、常退刀等保护措施。
(6)清洁钻床或加注润滑油时，必须切断电源。
(7)停车时才准变速。
2．刮削
(1)刮削时，工件的锐边、锐角必须去掉，以防伤手。
(2)刃磨刮刀时，应站在砂轮机的侧面或斜侧面，且压力不能太大。
(3)刮削大型工件，搬动时要注意安全，放置要平稳。
(四)机床设备配置的四种安全装置及其作用
在生产过程中我们要明确每种安全装置的作用，检查其状况，避免装置不完善产生安全隐患。
1．防护装置
用来对操作者和机器设备的转动部分、带电部分及加工过程中产生的有害物进行隔离。如皮带罩、齿轮罩、电气罩、铁屑挡板、防护栏杆等。
2．保险装置
用来提高机床设备的工作可靠性。当某一零部件发生故障或出现超载时，保险装置动作，迅速停止设备工作或转入空载运行。如行程限位器、摩擦离合器等。
3．联锁装置
用于控制机床设备的操作顺序，避免动作不协调而发生事故。如车床丝杆与光杆不能同时动作等，都需要安装电气或机械的联锁装置加以控制。
4．信号装置
用来指示机器设备的运行情况，或者在机器设备运转失常时发出颜色、音响等信号，提醒操作者采取紧急措施加以处理。如指示灯、蜂鸣器、电铃等。
(五)案例讲解
案例1:某厂模具车间，钳工工人在使用钻床钻孔时，违反钻床使用的安全操作规程，戴手套抓住工件钻孔，被排出来的铁屑钩着手套，瞬间就把手带入钻床弄断了手指。
案例2:某乡镇企业，机加工车间，长发女车工在工作时不戴工作帽，头发被卷入机床，造成头部重伤。
案例3:某大厦建筑工地，焊工在搭建焊接施工棚时，由于忽视防火安全，焊屑火花溅洒在易燃品上引发火灾。
案例4:某男生在机器未停下时就测量尺寸，导致手指被夹裂。
要用违规操作者血的教训唤起学生对实习安全的重视。
(六)钳工实习规章制度
(1)学生进入实习车间实习，必须服从实习教师的指导，严格遵守各项规章制度。
(2)提前10分钟排队进入实习车间，不迟到、不早退，不无故缺席，不擅自离开实习岗位，不擅自开动与自己实习工作无关的机床设备。
(3)实习学生进入车间，需穿工作服，女同学要戴好工作帽，禁止穿拖鞋，不实习的学生不准随便进入车间。
(4)实习期间，禁止大声喧哗、唱歌、乱串工位、追打逗闹等。
(5)严禁偷换、偷拿别人做的工件。
(6)出车间必须请假，严禁结伴上厕所。
(7)严禁将随身听、MP3等带入车间，更不准在实习时听。
(8)钻孔或磨刀时禁止聚众围观。
(9)违纪违章经教育不改者，取消本次实习的资格。
(10)实习学生不许干私活，一经查出予以没收，并严肃处理。实习车间的一切工量具、刀具、模具、工装、原材料等不准私自带出，否则按盗窃处理。
(11)实习实训课结束后，须打扫卫生，将仪器、工具整理好，经老师清点检查后方可离开。发现仪器、设备损坏，应报告老师，查清原因，如属违反操作规程而损坏者，按损坏仪器设备赔偿制度处理。
(七)钳工安全操作规程
(1)学生进入实习车间要听从指导教师安排，穿好工作服，扎紧袖口，戴好工作帽;认真听讲，仔细观摩，严禁嬉戏打闹，保持场地干净整洁。
(2)每次进入实习车间，必须由指导教师组织对号入位(工位号与学号一致)，未经实习指导教师允许不得私自调换。检查自己所用台虎钳及工具箱等是否有损坏或安全隐患，发现问题及时报告老师。如未发现问题，而在实习过程中出现问题，由使用者负责。指导教师组织检查好钻床、砂轮机等是否有损坏或安全隐患。
(3)正确合理摆放工量具。
①在钳台上工作时，为了取用方便，右手用的工量具放在台虎钳右边，左手用的工量具放在台虎钳左边，各自排列整齐，且不能使其伸到钳台边以外。
②量具在使用前必须检查有无损坏，校对是否准确，如有问题必须找指导教师调整、修复或更换。如在使用后出现问题，由使用者负责，参考公物损坏赔偿条例处理。
③量具不能与工具或工件混在一起，应放在量具盒内或专用格架上。在使用时，整齐摆在台虎钳中间，供同组四人使用，不能随意乱放，以防损坏或丢失。轻拿轻放，正确使用维护，防锈蚀、防损伤，保证测量精度。
④工量具收藏时要整齐地放入工具箱内，不应任意堆放，以免损坏和取用不便。
(4)正确使用台虎钳。夹紧工件时，只允许依靠手的力量来扳动手柄，不能用管子作为加力杠或用闷劲夹紧工件。在进行强力作业时，应尽量使力量朝向固定钳身。
(5)在錾削和用砂轮机磨削时必须戴好防护眼镜(无色平镜);清除切屑要用毛刷，不许直接用手拂拭或用口吹，避免伤及手和眼睛。
(6)使用砂轮机磨削刀具时，操作者严禁正对高速旋转的砂轮，避免砂轮意外伤人。未经教师允许禁止磨料。
(7)禁止使用无柄或裂柄的锉刀、刮刀，锉刀柄应安装牢固，避免意外伤手。严禁在车间挥舞锉刀、刮刀，以防飞出伤人。
(8)进行划线操作时，工件及工具要轻拿轻放，以防损坏平板。
(9)加工操作前应检查手锤或锉刀等工具的手柄安装是否牢固。
(10)手锤锤头与木柄必须加契铁紧固，并保持手柄无油污，避免使用时锤头滑出伤人。
(11)使用钻床钻孔时，工件必须压平夹紧，按钻头直径大小和工件材料选择适当的转速和进给量。孔将钻通时，注意减压减速进给，避免钻头扎刀折断。要求一手操作进给，另一手扶好平口钳，以防平口钳坠落伤人。
(12)严禁戴手套操作钻床，避免被钻头绞缠，发生工伤事故。
(13)在钻床上装卸工件、钻头或钻夹头，以及进行主轴变速及测量工件尺寸时，都必须停机进行。
(14)使用电动工具(如手电钻等)，应检查绝缘保护和安全接地、接零措施后方可使用，避免意外触电。
(15)发生事故时，立即切断电源，保护现场，并向指导教师报告事故经过。
(16)实习(训练)结束关闭电源，将工具摆放整齐，清理好场地卫生。
(17)每次实习结束，由指导教师组织检查所有设备和工量具等的使用情况，如有损坏，责任落实到具体同学，根据公物损坏条例进行登记，追究责任。
四、随堂练习
(一)填空题
1．使用砂轮时要( )，砂轮转动方向不得( )。
2．使用各种电动工具都要检查是否( )，防止漏电发生事故。
3．虎钳装在工作台上必须( )，不得松动。夹紧较长工件时，未夹一端必须用( )支牢。夹紧工件时，不得用手锤等敲打虎钳手柄。
4．使用的手锤柄和锤头不应沾有( )，否则易从手中滑脱。使用手锤时应注意附近( )的安全。
5．不使用无木柄或木柄已松动的锉刀、刮刀等工具，不能将这些工具当作( )使用。
6．手锯条不得装得( )或( )，使用手锯不要( )，防止锯条折断碰伤。同时工作物一定要( )。
7．使用摇臂钻时，当( )钻头位置后，应将主轴箱和摇臂( )，才可开车。
8．钻削工作中需用手添加冷却液时，要用毛刷进行，切勿用( )加冷却液，以防缠绕发生伤害事故。
9．维修设备时必须首先( )，使用起重设备要有专人。工作结束后必须( )，不得将工具等遗留在机器内部，以免发生事故。
(二)简答题
1．安全生产有什么重大意义?
2．在进行钳工操作时如何避免安全事故的发生?
3．写安全保证承诺书。
任务2 钳工概述及常用设备介绍
知识点
●了解钳工概念及工作范围;
●掌握钳工的特点及应用。
技能点
●掌握钳工的基本操作技能。
一、任务描述
钳工是手持工具对金属进行加工的方法。钳工工作主要是以手工方法，利用各种工具和常用设备对金属进行加工。
讲到这里大家不禁要问:工业发展这么快，为什么机械操作还不能完全取代手工操作?
二、任务分析
我们可能会说，现在都是机械化、电子化工业了，生产用不着手工。其实，这种观点是很荒谬的，现在的机械化生产效率是很高，可是工厂里机器坏了谁来修?是钳工。第一台机器是谁造出来的?是钳工手工造出来的。量具、平板也是钳工做的。在目前的机械工业中，加工尺寸精度最高的仍然是钳工，机床的水平导轨、平板、量具等一些精度要求很高的零件的加工都是钳工完成的。有些零件由于机床误差及振动而加工不出来，也只能由钳工来完成。本任务主要从钳工概念出发，阐述了钳工的分工、基本操作、特点及应用场合、常用设备等基本知识，并通过参观车间熟悉车间布局、欣赏往届同学们的钳工作品，进一步明确学习钳工的目标，以及学好钳工技能的重要性。
三、相关知识
(一)钳工概述
如前所述，钳工是手持工具对金属进行加工的方法。钳工工作主要是以手工方法，利用各种工具和常用设备对金属进行加工。
那么，工业发展这么快，为什么机械操作还不能完全取代手工操作?这是因为在实际工作中，钳工技艺性强，具有万能和灵活的优势，可以完成机械加工不方便或无法完成的工作，所以在机械制造工程中仍起着非常重要的作用。
随着工业的发展，在比较大的企业里，对钳工还有比较细的分工。
1．钳工的专业分工
(1)钳工:对零件进行装配、修理和加工的工作。
(2)修理钳工:对各种机械设备进行维修、修理的工作。
(3)工具钳工:主要从事工具、模具、刀具的制造和修理的工作。
(4)装配钳工:按机械设备的装配技术要求进行组件、部件装配和总装配，并进行调整、检验和试车的工作。
无论哪一种钳工，要想完成好本职工作，首先应该掌握钳工的基本操作。
2．钳工的基本操作
如图1－1(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)、(i)、(j)、(k)所示。
图1－1 钳工基本操作
3．钳工的特点
(1)加工灵活、方便，能够加工形状复杂、质量要求较高的零件。
(2)工具简单，制造刃磨方便，材料来源充足，成本低。
(3)劳动强度大，生产率低，对工人技术水平要求较高。
4．钳工的加工范围
钳工应用很广，钳工的工作无处不在，小到修理自行车和打个洋铁桶，大到装配航天飞机。工作性质不单纯是手工加工，还有先进的操作工艺:线切割、电火花加工以及热处理等都属于钳工的工作范畴。由于无法用一个确切的定义说清楚钳工的工作范围，因此，社会上对钳工有一个美誉:“万能工种”。
(1)加工零件:一些采用机械方法不适宜或不能解决的加工，都可由钳工来完成。如:零件加工过程中的划线，精密加工(如刮削、锉削样板和制作模具等等)以及检验和修配等。
(2)装配:把零件按机械设备的装配技术要求进行组件、部件装配和总装配，并经过调整、检验和试车等，使之成为合格的机械设备。
(3)设备维修:当机械在使用过程中发生故障、出现损坏，或长期使用后精度降低，影响使用时，也要通过钳工进行维护和修理。
(4)工具的制造和修理:制造和修理各种工具、卡具、量具、模具和各种专业设备。
(二)钳工的常用设备
1．钳台
钳工工作台，可简称钳台或钳桌，它一般是由坚实木材制成的，也有用铸铁件制成的，要求牢固和平稳，台面高度为800～900毫米，其上装有防护网。在钳台上安装台虎钳，存放工件和工、量具。如图1－2所示。
图1－2 钳台
讨论:钳台上放置什么东西?工具、量具、工件如何摆放?
2．台虎钳
台虎钳用来夹持工件，如图1－3所示。
图1－3 台虎钳
台虎钳有固定式和回转式两种。台虎钳的规格用钳口的宽度表示，常用的宽度为100mm、125mm、150mm。
台虎钳的主体由铸铁制成，分固定和活动两个部分，虎钳的张开或合拢，是靠活动部分一根螺杆与固定部分内的固定螺母发生螺旋作用而进行的。虎钳座用螺栓紧固在钳台上。对于回转式虎钳，虎钳底座的连接依靠两个锁紧螺钉的紧合，根据需要，松开锁紧螺钉，便可作人为的圆周旋转。
使用虎钳时，应注意如下几点:
(1)工件应夹持在虎钳钳口的中部，以使钳口受力均匀。
(2)虎钳夹持工件的力，只能尽双手的力扳紧手柄，不能在手柄上加套管子或用手锤敲击，以免损坏虎钳内螺杆或螺母上的螺纹。
(3)夹持工件的光洁表面时，应垫铜皮加以保护。
(4)锤击工件可以在砧面上进行，但锤击力不能太大，否则会使虎钳受到损害。
(5)虎钳内的螺杆、螺母及滑动面应经常加油润滑。
3．砂轮机
砂轮机是用来刃磨各种刀具、工具(如錾子、钻头、刮刀、样冲、划针等)的常用设备，如图1－4所示，由电动机、砂轮机座、托架和防罩等部分组成。为减少尘埃污染，应配有吸尘装置。
砂轮安装在电动机转轴两端，要做好平衡，使其在工作中平衡运转。
图1－4 砂轮机
砂轮较脆，转速又很高，使用时应严格遵守以下安全操作规程:
(1)砂轮机的旋转方向要正确，只能使磨屑向下飞离砂轮。
(2)砂轮机起动后，应在砂轮旋转平稳后再进行磨削。若砂轮跳动明显，应及时停机修整。
(3)砂轮机托架和砂轮之间的距离应保持在3mm以内，以防工件扎入造成事故。
(4)磨削时应站在砂轮机的侧面，不可面对砂轮，且用力不宜过大。
4．平口虎钳
平口钳是一种通用夹具，经常用其夹装小型工件。它具有结构简单、夹紧牢靠等特点，所以使用广泛。如图1－5所示。
图1－5 平口钳
5．台式钻床
台式钻床用来钻扩小型工件上直径12mm以下的孔。其规格指钻孔的最大直径。如图1－6所示。
图1－6 台式钻床
6．立式钻床
立式钻床用来钻中小型工件上的孔，孔的规格有25mm、35mm、40mm等。如图1－7所示。
图1－7 立式钻床
7．摇臂钻床
摇臂钻床用于大工件及多孔工件的钻孔，它需通过移(转)动钻轴对准工件上孔的中心来钻孔，主轴变速箱能沿摇臂左右移动，摇臂又能回转360°。如图1－8所示。
图1－8 摇臂钻床
四、随堂练习
(一)填空题
1．钳工是使用( )工具或( )，按技术要求对工件进行加工、( )、( )的工种。
2．钳工的特点是手工操作多、( )、( )、技术要求高等，且操作者本身的技术水平又直接影响产品加工的质量。
3．钳工的工作场地是指钳工的( )工作地点。
4．工量具用后应及时( )，并放回原处存放。
5．每次工作结束时，应按要求对设备进行( )、( )，并把工作场地( )。
6．安全为了( )，生产必须( )。
7．台虎钳是用来夹持工件的( )夹具，其规格用钳口的( )来表示，常用的规格有( )mm、( )mm和( )mm。
8．钳工常用的设备有( )、( )、( )和钻床等。
9．台式钻床主要用于钻、扩直径在( )mm以下的孔。
(二)简答题
1．以手工操作为主的钳工，为什么在现代机械化生产中还得到广泛应用?
2．使用虎钳时应注意哪些事项?
3．试述钳工实习场地的主要设备和本工种常用的工、夹、量具及其使用场合。
4．参观钳工实习车间，熟悉场地环境，强化安全文明生产意识;参观钳工实习作品，写一篇参观体会。
模块小结
本模块主要学习了钳工概念和工作范围以及钳工的工作特点和应用，熟悉了台虎钳的使用和维护，讲解了钳工基本安全生产知识。通过本模块的学习和训练，能够掌握钳工基本技能操作的知识和钳工安全文明生产的意义。
模块二 常用量具的使用
◆教学目标
●了解常用量具的结构;
●掌握常用量具的刻线原理和读数方法;
●正确使用各种常用量具。
◆学习难点
●掌握常用量具的刻线原理和读数方法。
任务1 游标卡尺的使用
知识点
●游标卡尺的结构;
●游标卡尺的刻线原理和读数方法。
技能点
●正确使用游标卡尺。
一、任务描述
图2－1为阀盖零件的尺寸图，需要测量工件的外径、孔径、长度、宽度和深度等，使用适当的量具进行测量。
图2－1 阀盖
二、任务分析
根据图2－1中标注的需要测量工件的外径、孔径、长度、宽度、深度等的尺寸精度，可选用游标卡尺进行测量。
三、相关知识
(一)游标卡尺的结构
游标卡尺是一种中等精度的量具，可以直接测量出工件的外径、孔径、长度、宽度、深度和孔距等尺寸。图2－2和图2－3是两种常用的游标卡尺。
图2－2 三用游标卡尺
图2－3 双面游标卡尺
1．三用游标卡尺
如图2－2所示，三用游标卡尺由外量爪、内量爪、主尺、固定螺钉、副尺(游标)、测深杆组成。旋松固定游标用螺钉，即可移动游标调节内外量爪进行测量。
2．双面游标卡尺
如图2－3所示，双面游标卡尺与三用游标卡尺相比，在其游标上增加了微调装置，松开螺钉1和螺钉2即可推动副尺在主尺上移动。需要微动调节时，可将螺钉2紧固，松开螺钉1，用手指转动微动螺母，通过小螺杆使副尺微动，量得尺寸后，可拧紧螺钉1使副尺紧固。
(二)游标卡尺的用途
(1)单面游标卡尺有内、外量爪和微动装置，主要用来测量内孔和外圆尺寸。
(2)双面游标卡尺有上量爪和下量爪，上量爪为刀口形外量爪，适宜测量喉径尺寸;下量爪为内、外量爪，可测内孔和外圆尺寸。
(3)三用游标卡尺有上量爪、下量爪和深度尺，上量爪为刀口形内量爪，用于测量内孔尺寸;下量爪为刀口形外量爪，用于测量外圆尺寸;尺身背面带有深度尺，用于测量深度和高度。如图2－4所示。
图2－4 三用游标卡尺的用途
(三)游标卡尺的刻线原理和读数方法
常用的游标卡尺按其测量精度，主要有1/20mm(0．05)和1/50mm(0．02)两种。
下面只介绍1/50mm(0．02)游标卡尺的刻线原理和读法。
1．游标卡尺的刻线原理
游标卡尺的主尺每小格1mm，当两量爪合并时，副尺上的50格刚好与主尺上的49mm对正，如图2－5所示，游标的每格长度为49/50=0．98mm，主尺与副尺每格之差为:1－0．98=0．02mm，此差值即为1/50mm游标卡尺的测量精度。
图2－5 游标卡尺读数示例
2．游标卡尺的读数方法
实际测量时，需要把尺框向右移动到某一位置，这时活动量爪与固定量爪之间的距离，就是被测尺寸，如图2－6所示。
读数步骤:
(1)读整数——在尺身上读出位于游标零线左边最接近的整数值。
(2)读小数——用游标上与尺身刻线对齐的刻线格数，乘以游标卡尺的测量精度值，读出小数部分。
(3)测量值=主尺读数(整数)+游标读数(小数)。
图2－6 游标卡尺读数示例
(四)游标卡尺的测量范围和精度
游标卡尺的规格按测量范围分为以下几种:
0～125mm 0～200mm 0～300mm 0～500mm
300～800mm 400～1000mm 600～1500mm 800～2000mm
测量工件尺寸时，应按工件的尺寸大小和尺寸精度要求选用量具。游标卡尺只适用于中等精度尺寸的测量和检验，不能用游标卡尺去测量铸锻件等毛坯尺寸，因为那样容易使量具很快磨损而失去精度;也不能用游标卡尺去测量精度要求高的工件，因为游标卡尺在制造过程中存在一定的示值误差，见表2－1。
表2－1 游标卡尺的示值误差
另外，除了图2－2示的普通游标卡尺外，还有深度游标卡尺、高度游标卡尺和齿轮游标卡尺等，其刻线原理和读法与普通游标卡尺相同。
(五)测量举例
1．用游标卡尺测量T形槽的宽度
图2－7 测量T形槽的宽度
用游标卡尺测量T形槽的宽度如图2－7所示。测量时将量爪外缘端面的小平面贴在零件凹槽的平面上，用固定螺钉把微动装置固定，转动调节螺母，使量爪的外测量面轻轻地与T形槽表面接触，并放正两量爪的位置(可以轻轻地摆动一个量爪，找到槽宽的垂直位置)，读出游标卡尺的读数，在图2－7中用A表示。但由于它是用量爪的外测量面测量内尺寸的，卡尺上所读出的读数A是量爪内测量面之间的距离，因此必须加上两个量爪的厚度b，才是T形槽的宽度。所以，T形槽的宽度L=A+b。
2．用游标卡尺测量孔中心线与侧平面之间的距离
用游标卡尺测量孔中心线与侧平面之间的距离L时，先要用游标卡尺测量出孔的直径D，再用刃口形量爪测量孔的壁面与零件侧面之间的最短距离，如图2－8所示。
图2－8 测量孔与侧面距离
此时，卡尺应垂直于侧平面，且要找到它的最小尺寸，读出卡尺的读数A，则孔中心线与侧平面之间的距离L为:
四、任务实施
(一)准备工作
1．材料
阀盖(尺寸见图2－1)，45钢。
2．工、刃、量、辅具
0．02mm/(0～150)mm的游标卡尺1把。
(二)操作步骤
1．选用游标卡尺
根据被测工件，选用一把三用游标卡尺。
2．校对零位
测量前，应检查校对零位的准确性。擦净游标卡尺量爪两测量面，并将两测量面接触贴合，如无透光现象(或有极微的均匀透光)而且其主尺与副尺游标的零线正好对齐，说明游标卡尺零位准确。否则，说明游标卡尺的两测量面已有磨损，测量的示值就不准确，必须对读数加以相应的修正。如图2－9所示。
图2－9 游标卡尺的校验
3．测量工件的外径(φ25mm)和长度(43mm)。
(1)测量时，应将两量爪张开到略大于被测尺寸，将固定量爪的测量面贴靠着工件，然后轻轻用力移动副尺，使活动量爪的测量面也紧靠工件，并使卡尺测量面的边线垂直于被测表面，如图2－10、图2－11所示，然后把制动螺钉拧紧。
图2－10 用游标卡尺测外圆的方法
图2－11 用游标卡尺测长度的方法
(2)读数时应把卡尺水平拿着，对着光线明亮的地方，视线垂直于刻线表面，避免由斜视角造成的读数误差。
(3)读出游标卡尺的读数，作好记录。
4．测量工件的内径(φ15mm、φ8mm)
(1)测量时，应将两量爪张开到略小于被测尺寸，将固定量爪的测量面贴靠着工件，然后轻轻用力移动副尺，使活动量爪的测量面也紧靠工件，并使卡尺测量面的边线垂直于被测表面，如图2－12所示，然后把制动螺钉拧紧。
图2－12 用三用游标卡尺测孔径的方法
(2)读数时应把卡尺水平拿着，对着光线明亮的地方，视线垂直于刻线表面，避免由斜视角造成的读数误差。
(3)读出游标卡尺的读数，作好记录。
5．测量工件的内孔深度(30mm)
(1)测量时，应将测深杆伸长到略大于被测尺寸，将主尺的测量面贴靠着工件，然后轻轻用力移动副尺，使测深杆的测量面也紧靠工件，并使卡尺测量面的边线紧贴于被测表面，如图2－13所示，然后把制动螺钉拧紧。
图2－13 用游标卡尺测内孔深度的方法
(2)移开游标卡尺，读数时应把卡尺水平拿着，对着光线明亮的地方，视线垂直于刻线表面，避免由斜视角造成的读数误差。
(3)读出游标卡尺的读数，作好记录。
6．用游标卡尺测量两孔的中心距(31mm)
用游标卡尺测量两孔的中心距有两种方法:一种是先用游标卡尺分别量出两孔的内径D1和D2，再量出两孔内表面之间的最大距离A，如图2－14所示，则两孔的中心距L为:
图2－14 测量两孔的中心距
另一种测量方法，也是先分别量出两孔的内径D1和D2，然后用刀口形量爪量出两孔内表面之间的最小距离B，则两孔的中心距L为:
(三)量具使用注意事项
(1)用游标卡尺测量前应先检查并校对零位。
(2)测量时移动游标并使量爪与工件被测表面保持良好接触，取得尺寸后最好把螺钉旋紧后再读数，以防尺寸变动，使得读数不准。
(3)游标卡尺测量力要适当，测量力太大会造成尺框倾斜，产生测量误差;测量力太小，卡尺与工件接触不良，使测量尺寸不准确。
(4)游标卡尺在使用过程中，不要和工具、刀具放在一起，以免碰坏。
(5)游标卡尺用完后，应及时擦净、涂油，放在专用盒中，保存在干燥处，以免生锈。
(四)评分标准
评分标准见表2－2。
表2－2 游标卡尺测量评分标准
五、随堂练习
1．按下面游标卡尺的示例进行读数。
2．游标卡尺的刻线原理是什么?
3．请将下面游标卡尺的各部分名称标注出来。
1．( );2．( );3．( );4．( );5．( );6．( )。
任务2 千分尺的使用
知识点
●了解千分尺的结构;
●千分尺的刻线原理及读数。
技能点
●正确使用千分尺。
一、任务描述
图2－15为零件的尺寸图，根据图样可知需要测量外形尺寸和凸台尺寸，要求使用千分尺进行验证性测量。
图2－15 凸台零件图
二、任务分析
分析图样，需要测量的尺寸包括凸台尺寸和外形尺寸。另外，图样给出的尺寸公差在0．05，用游标卡尺不能精确测出。根据这几个要求，可以选用千分尺进行测量。
三、相关知识
(一)千分尺的用途
千分尺是一种精密的测微量具，用来测量加工精度要求较高的工件尺寸，主要有外径千分尺和内径千分尺两种。外径千分尺是常用的一种千分尺。
(二)千分尺的结构
1．外径千分尺
外径千分尺主要由尺架、砧座、固定套管、微分筒、锁紧装置、测微螺杆、测力装置等组成。它的规格按测量范围分为0～25mm、25～50mm、50～75mm、75～100mm、100～125mm等，使用时按被测工件的尺寸选用。外径千分尺的具体结构如图2－16所示，外形如图2－17所示。
图2－16 外径千分尺
1—尺架 2—砧座 3—测微螺杆 4—锁紧手柄 5—螺纹套 6—固定套管 7—微分筒8—螺母 9—接头 10—测力装置 11—弹簧 12—棘轮爪 13—棘轮
图2－17 千分尺外形图
2．内径千分尺
内径千分尺主要用来测量内径及槽宽尺寸。它主要由固定测头、活动测头、螺母、固定套管、微分筒、调整量具、管接头、套管、量杆等组成。它的测量范围可达13mm或25mm，最大也不大于50mm。为了扩大测量范围，成套的内径千分尺还带有各种尺寸的接长杆。内径千分尺及接长杆的具体结构如图2－18所示。
图2－18 内径千分尺
1—固定测头 2—螺母 3—固定套管 4—锁紧装置 5—测微螺母 6—微分筒 7—螺母 8—活动测头9—调整量具 10、14—管接头 11—弹簧 12—套管 13—量杆
3．其他千分尺
其他常见千分尺如图2－19所示。
图2－19 其他常见千分尺
(三)千分尺的刻线原理
(1)在千分尺的固定套管上刻有轴向中线，作为微分筒读数的基准线。
(2)在中线的上、下两侧各有一排刻线，每排刻线间距为1mm，上排刻线和下排刻线相互错开0．5mm。
(3)微分筒的外圆周上刻有50等分的刻度。
(4)测微螺杆的螺距为0．5mm。当微分筒转一周(50格)时，微分筒带动测微螺杆轴向移动0．5mm，微分筒每转一格，测微螺杆就移动0．5mm÷50=0．01mm，所以千分尺的测量精度为0．01mm。如图2－20所示。
图2－20 千分尺刻线原理
(四)千分尺的读数方法
(1)读出微分筒边缘在固定套管主尺上排的毫米整数。
(2)读出固定套管主尺下排的半毫米数。
(3)看微分筒上哪一格与固定套管上基准线对齐，并读出不足半毫米的数。
(4)把三个读数相加即是实测尺寸:
实测尺寸=毫米整数+半毫米数+不足半毫米数
让学生仔细分析如图2－21、图2－22所示千分尺的读数方法。
图2－21 千分尺读数示例1
图2－22 千分尺读数示例2
(五)使用外径千分尺的注意事项
(1)千分尺的测量面应保持干净，使用前应校对尺寸。使两测量面合拢，检查测量面间是否密合，同时观察微分筒上的零线与固定套管的中线是否对齐。
(2)测量时，先转动微分筒，当测量面接近工件时，改用棘轮，直到棘轮发出“吱吱”声为止，此时已得到合适的测量力，可读取数值。
(3)测量时，千分尺要放正。如需取下千分尺读数时，先锁紧测微螺杆，再轻轻取下，以防尺寸变动产生测量误差。并注意温度影响。
(4)不能用千分尺测量毛坯或转动中的工件。
(六)巩固练习
让学生练习读数，巩固读数原理，在读数的过程中暴露问题，然后分析和解决问题，总结经验。
1．课堂练习一
试述千分尺的刻线原理，并读出如图2－23(a)、(b)所示千分尺的数值。
图2－23 千分尺读数
2．课堂练习二
将学生进行分组，每组一把千分尺，分发零件，对实物零件进行测量，并读出测量数值。
四、任务实施
(一)准备工作
1．材料
凸件(尺寸见图2－15)，45钢。
2．工、刃、量、辅具
0．01mm/(0～25)mm、(25～50)mm、(50～75)mm的外径千分尺各1把。
(二)操作步骤
1．选用千分尺
根据被测工件，选用0～25mm、25～50mm、50～75mm外径千分尺各1把。
2．校正千分尺
测量前，应先将砧座和测微螺杆的测量面擦干净，并校准千分尺零位。校准好的千分尺，当测微螺杆与测砧接触后，可动刻度上的零线与固定刻度上的水平横线应该是对齐的，如图2－24(a)所示。如果没有对齐，测量时就会产生系统误差——零误差。如无法消除零误差，则应考虑它们对读数的影响。若可动刻度的零线在水平横线上方，且第x条刻度线与横线对齐，即说明测量时的读数要比真实值小x/100mm，这种零误差叫做负零误差，如图2－24(b)所示，其零误差为－0．03mm;若可动刻度的零线在水平横线的下方，且第y条刻度线与横线对齐，则说明测量时的读数要比真实值大y/100mm，这种零误差叫正零误差，如图2－24(c)所示，其零误差为+0．05mm。
图2－24 千分尺的校正
对于存在零误差的千分尺，测量结果等于读数减去零误差，即:物体长度=固定刻度读数+可动刻度读数－零误差。
3．测量工件两平行面之间的尺寸(20mm和60mm)
测量时，将被测物擦干净，松开千分尺的锁紧装置，转动旋钮，使测砧与测微螺杆之间的距离略大于被测物体。一只手拿千分尺的尺架，将待测物置于测砧与测微螺杆的端面之间，另一只手转动旋钮，当螺杆要接近物体时，改旋测力装置直至听到喀喀声。旋紧锁紧装置(防止移动千分尺时螺杆转动)，即可读数，作好记录。如图2－25所示。
图2－25 千分尺的使用方法
(三)注意事项
(1)使用外径千分尺时，一般用手握住隔热装置。如果手直接握住尺架，就会使千分尺和工件温度不一致而增加测量误差。在一般情况下，应注意使外径千分尺和被测工件具有相同的温度。
(2)千分尺两测量面将与工件接触时，要使用测力装置，不要转动微分筒。
(3)千分尺测量面与被测工件相接触时，要考虑工件表面的几何形状。
(4)按被测尺寸调节外径千分尺时，要慢慢地转动微分筒或测力装置，不要握住微分筒挥动或摇转尺架，以免使精密测微螺杆变形。
(5)测量时，应使测砧测量面与被测表面接触，然后摆动测微头端找到正确位置，使测微螺杆测量面与被测表面接触，在千分尺上读取被测值。当千分尺离开被测表面读数时，应先用锁紧装置将测微螺杆锁紧再进行读数。
(6)千分尺不能当卡规或卡钳使用，防止划坏千分尺的测量面。
(7)使用千分尺测同一长度时，一般应反复测量几次，取其平均值作为测量结果。
(8)千分尺用毕后，应用纱布擦干净，在测砧与螺杆之间留出一点空隙，放入盒中。如长期不用可抹上黄油或机油，放置在干燥的地方。注意不要让它接触腐蚀性的气体。
(四)测量技巧
读数时可以记成“三看两读”。
1．三看
(1)看游标尺(看游标尺的分度，明确其精度的大小)。
(2)看游标尺的“0”刻度线(为了读主尺的整数部分)。
(3)看主尺与游标尺对齐的线(为了读游标尺的小数部分)。
2．两读
读主尺的整数部分，读游标尺的小数部分。
(五)评分标准
评分标准见表2－3。
表2－3 千分尺测量评分标准
五、随堂练习
1．试述千分尺的读数原理。
2．试述千分尺使用时的注意事项。
任务3 万能游标角度尺的使用
知识点
●了解万能游标角度尺的结构;
●掌握万能游标角度尺的刻线原理及读法。
技能点
●正确使用万能游标角度尺。
一、任务描述
如图2－26所示的角度样板，在加工过程中需要对所标注的角度进行测量。
图2－26 角度样板
二、任务分析
分析图样，需要测量样板的所有角度，而且角度有锐角、钝角和直角，在0°～50°、50°～140°的范围内。根据样板的角度，改变基尺、角尺、直尺的相互位置组合量尺，可测量0°～320°范围内的任意角度，所以常选用万能游标角度尺进行测量。
三、相关知识
(一)万能游标角度尺的用途及规格
万能游标角度尺是用来测量工件内外角度的量具。按其游标读数值(及分度值)可分为2'和5'两种，本任务只介绍测量精度为2'的万能游标角度尺的结构、刻线原理和读数方法。按尺身的形状不同万能游标角度尺可分为圆形和扇形。如图2－27所示。
图2－27 万能游标角度尺
(二)万能游标角度尺的刻线原理
1．万能游标角度尺的测量精度
角度尺尺身刻线每格为1°，游标共有30个格，等分29°，游标每格为29°/30=58'，尺身1格和游标1格之差为1°－58'=2'，因此它的测量精度为2'。
2．万能游标角度尺读数方法(分三个步骤)
(1)先读整度数。从尺身上读出游标“0”线左边角度的整度数。当测量角度在90°以内时，直接读数;当测量角度在90°～180°时，其读数值再加上90°;当测量角度在180° ～270°时，其读数值再加上180°;当测量角度在270°～320°时，其读数值再加上270°。
(2)再读角度的“'”值。用与尺身刻线对齐游标上的刻线格数，乘以角度尺的分度值，得到角度的“'”值。
(3)将(1)、(2)两项相加，即是被测角度的数值。
3．巩固练习
下面图2－28与图2－29所示为分度值为2'的角度尺，请按照读数方法的步骤进行读数练习。
图2－28
图2－29
(三)万能游标角度尺的测量方法
测量时应该先校对零位，将角尺、直尺、主尺组装在一起，且角尺的底边及基尺均与直尺无间隙接触，此时主尺与游标的“0”线对准。调整好零位后，通过改变基尺、角尺、直尺的相互位置，可测量0°～320°范围内的任意角度。用万能游标角度尺测量工件时，应根据所测角度范围组合量尺。如图2－30所示。
图2－30 根据测量范围组合量尺
(四)万能游标角度尺的测量应用举例
如图2－31所示。
图2－31 万能游标角度尺应用举例
(五)使用万能游标角度尺的注意事项
(1)角度尺属于中等精密量具，要爱护量具，避免磕碰游标万能角度尺。
(2)校正“0”线。基尺和直尺贴合面不透光，尺身和游标的“0”线对齐。
(3)确定测量圆锥角度的基准面，也就是确定基尺贴在工件的哪个表面。
(4)基准面要求平整、光洁、无毛刺，且与圆锥面在一次装夹中完成。
(5)测量时，工件应与角度尺的两个测量面在全长上接触良好。
(6)锁紧制动器后，再读角度值。
四、任务实施
(一)准备工作
1．材料
角度样板(尺寸见图2－26)，45钢。
2．工、量、辅具
2'万能游标角度尺。
(二)操作步骤
(1)使用前，检查角度尺的零位是否对齐。
(2)测量时，应使角度尺的两个测量面与被测件表面在全长上保持良好的接触，然后拧紧制动器上螺母进行读数。
(3)测量30°±2'角度时，应装上角尺和直尺。
(4)测量60°±2'、90°±2'、120°±2'的角度时，应装上直尺。
(三)评分标准
评分标准见表2－4。
表2－4 万能游标角度尺测量评分标准
五、随堂练习
1．试述分度值2'的万能游标角度尺的刻线原理。
2．试述分度值2'的万能角度尺在0°～320°范围内的测量方法。
模块小结
本模块主要学习了常用量具游标卡尺、千分尺、万能游标角度尺的结构及类型、刻线原理、读数方法等知识。通过本模块的学习和训练，能够熟练掌握常用量具的使用与维护等基本操作技能知识。
模块三 划 线
◆教学目标
●了解划线的作用和种类;
●掌握平面划线的划线工艺方法;
●正确使用各种划线工具。
◆学习难点
●掌握平面划线的划线工艺方法。
任务1 平面划线
知识点
●了解划线的作用和种类;
●掌握平面划线的划线工艺方法。
技能点
●正确使用各种划线工具。
一、任务描述
用划线工具在工件毛坯上完成如图3－1所示的样板零件加工图，已知毛坯尺寸为55mm×28mm×2mm，Q235钢板。
图3－1 样板
二、任务分析
通过分析该零件图纸可知，该样板是由一条边和与它相垂直的一条中心线作为划线基准的零件，在划线时应尽量使划线基准与设计基准重合一致，以减少换算过程，提高划线精度。
三、相关知识
(一)划线的概念
根据图纸要求，用划线工具在毛坯或半成品上划出加工界线或确定作为基准的点、线的操作称为划线。
(二)划线的种类
钳工划线通常分为平面划线和立体划线两类。本任务只讲解平面划线的有关内容。
平面划线是指在工件的一个平面上(即二维坐标系内)划线就能满足要求的划线方式，通常应用于薄板料划线以及回转零件端面的划线，如图3－2所示。
图3－2 平面划线
(三)划线的作用
(1)确定工件的加工余量，使机械加工有明确尺寸界线。
(2)便于复杂工件在机床上装夹，可按划线找正定位。
(3)能够及时发现和处理不合格的毛坯。
(4)采用借料划线可使误差不大的毛坯得到补救，提高毛坯的利用率。
(四)平面划线工具及其使用方法
1．钢直尺
钢直尺的两直线边作为工作边，两工作边上均有刻度，最小刻度为0．5mm，如图3－3所示。其长度规格有150mm、300mm、1000mm等，主要用于量取尺寸、测量工件或作为刻划线条时的导尺。
图3－3 钢直尺
2．划针
划针是刻划线条的基本工具，分为高速钢直划针和钢丝弯头划针，如图3－4所示。划针用弹簧钢丝或高速钢制成，其刻划端应磨成15°～20°的尖角，并经过淬火处理，硬度可达HRC55～60，如图3－5所示。
图3－4 划针
图3－5 划针角度
划线时，应使划针尖端紧靠在导尺的边缘上，上端向外倾斜15°～20°，同时向划线方向倾斜45°～75°，如图3－6所示。划线时，一般应一次划出，划针尖端磨钝时应及时刃磨锋利。
图3－6 划针的用法
3．划线盘
它用于在工件上划线条或找正工件正确的安放位置，如图3－7所示。划针的直头用于划线，弯头用于位置的找正。使用划线盘时，应尽量使刻划杆处于水平位置，伸出部分应尽量缩短以提高刚度，划线中应保持底座稳定，夹紧可靠。划线时，划针与其前进方向成45°～60°的夹角。
图3－7 划线盘
4．划规
它用来划圆、划弧、等分线段、等分角度以及量取尺寸等，如图3－8所示。划规的使用方法如图3－9所示，使用前，划规两脚的长短应磨得稍有不同，并保证划脚能靠拢，划规的脚尖应保持尖锐。划圆时，以较长的划脚作为旋转中心，应垂直施加一定压力，而另一只划脚应以较轻的侧压力在工件表面上刻划弧线。
图3－8 划规
图3－9 用划规划圆
5．样冲
用于打样冲眼和钻孔时定位中心的冲点，样冲的锥角应磨成40°～60°。使用时，应首先保持样冲顶尖与线条中心点同心，先将样冲外倾使尖端对准线的正中，然后再将样冲扶正并一次冲点成型，如图3－10(a)、(b)所示。打样冲眼如图3－11所示。
图3－10 样冲的使用方法
图3－11 打样冲眼
6．高度游标卡尺
它是一种测量零件高度和精密划线的工具，由底座、主尺、游标、刻划脚以及微调装置组成，如图3－12所示。其读数和划线精度一般为0．02mm。划线时，通过游标卡尺的游标上下移动至不同高度，可带动刻划头划出不同尺寸的线条。
高度游标卡尺的结构特点是用质量较大的基座代替固定卡脚，而动的尺框则通过横臂装有测量高度和划线用的量爪，量爪的测量面上镶有硬质合金，提高量爪使用寿命。
图3－12 高度游标卡尺
高度游标卡尺的测量工作，应在平台上进行。当量爪的测量面与基座的底平面位于同一平面时，例如在同一平台平面上，主尺与游标的零线相互对准。所以，在测量高度时，量爪测量面的高度，就是被测量零件的高度尺寸，它的具体数值与游标卡尺一样可在主尺(整数部分)和游标(小数部分)上读出。应用高度游标卡尺划线时，调好划线高度，用紧固螺钉把尺框锁紧后，在平台上先进行调整再进行划线，图3－13(a)、(b)、(c)所示为划线高度游标卡尺的划线应用。
图3－13 高度游标卡尺的划线应用
7．90°角尺
划线时，常用于划平行线或垂直线的导向工具，也可用于找正和检查工件平面在划线平台上的垂直位置，有时也进行垂直度的测量，图3－14所示为90°角尺。90°角尺的使用方法如图3－15所示。
图3－14 90°角尺
图3－15 90°角尺的使用方法
(五)划线方法与划线工艺
1．划线基准的概念
划线时在工件上选择一个或几个点、线、面作为划线的依据，以确定其他点、线、面的相对位置，这些点、线、面称为划线基准。
2．合理地选择划线基准
进行划线工作的第一步，就是要确定零件的划线基准。加工一个工件有很多线条要划，究竟从哪一根线开始呢?这如同画图一样，要从基准开始。划线基准就是划线时用来确定各点、线、面位置的依据。
在选择划线基准时，应先分析图样，找出设计基准，使划线基准与设计基准尽量一致。根据零件的不同情况，平面划线基准常有下面三种类型:
(1)以两个互相垂直的边或线作为划线基准，如图3－16所示。
图3－16 以两个相互垂直的边为基准
(2)以两条互相垂直的中心线作为划线基准，如图3－17所示。
图3－17 以两条互相垂直的中心线作为划线基准
(3)以一条边(线)和与它相垂直的一条中心线作为划线基准，如图3－18所示。
图3－18 以一条边(线)和与它相垂直的一条中心线作为划线基准
3．划线时常用的涂料
一般用于铸、锻毛坯表面涂色的涂料有:
(1)白灰水:由紫颜料、洋干漆、酒精混合而成，一般用于精加工表面涂色。
(2)品紫:由硫酸铜加水与少量硫酸混合而成，一般用于钢、铸铁表面涂色。
(3)硫酸铜溶液:一般用于有色金属的已加工表面涂色。
关于划线涂料及用法，可参见后面的表3－2。
(六)划线步骤
(1)研究图纸，确定划线基准，详细了解需要划线的部位，分析这些部位的作用和需求以及有关的加工工艺。
(2)初步检查毛坯的误差情况，去除不合格的毛坯。
(3)工件表面涂色。
(4)正确安放工件和选用划线工具。
(5)划线。
(6)详细检查划线的精度以及线条有无漏划。
(7)打样冲眼。
四、任务实施
(一)准备工作
1．毛坯材料
毛坯尺寸为55mm×28mm×2mm，Q235钢板。
2．工、刃、量、辅具
划线平板、钢直尺、划针、划规、样冲、锤子、90°角尺等。
(二)操作步骤
(1)在划线前，检查待划工件是否有足够的加工余量。
(2)对工件表面进行清理，并涂上涂料。
(3)分析图样，根据工艺要求，明确划线位置，确定基准(高度方向为A面，宽度方向为中心线B)，如图3－19所示。
图3－19 样板
(4)确定待划图样位置，划出高度基准A的位置线，如图3－20所示，并相继划出其他要素的高度位置线(即平行于基准A的线，仅划交点附近的线条)。
图3－20 划与高度基准A平行的尺寸线
(5)划出宽度基准B的位置线，同时划出其他要素的宽度位置线，如图3－21所示。
图3－21 划与宽度基准B平行的尺寸线
(6)用样冲打出各圆心的冲孔，并划出各圆和圆弧，如图3－22所示。
图3－22 划圆及圆弧线
(7)划出各处的连接线，完成工件的划线工作。
(8)检查图样各方向划线基准选择的合理性，以及各部尺寸的正确性。看线条是否清晰，有无遗漏和错误。
(9)打样冲眼，显示各部尺寸及轮廓，如图3－23所示，工件划线结束。
图3－23 划连接线、打样冲眼
(三)评分标准
评分标准见表3－1。
表3－1 平面划线评分标准
五、随堂练习
1．平面划线基准常有哪几种类型?
2．平面划线的步骤有哪些?
3．划线的作用是什么?
六、知识拓展
(一)立体划线的常用工具
1．方箱
方箱是用铸铁制成的空心立方体，其六个面都经过精加工，方箱的各个相对表面相互平行，相邻平面相互垂直，如图3－24所示，划线时，可通过方箱上方的夹紧装置对工件预先夹紧，通过翻转方箱，便可将工件各个表面上的线条全部划出来，方箱上表面的V形槽可方便地装夹圆柱体工件。
图3－24 方箱的应用
2．V形块(架)
一般V形块都是两个一组配对使用，V形槽夹角多为90°或120°，用来支承圆柱形工件，以划出中心线、找出中心等;带U形夹的V形块，可带动工件一起翻转，实现多方位划线。如图3－25所示。
图3－25 V形架及其应用
3．千斤顶
千斤顶是在平板上支承工件划线用的，它的高度可以调整，常用于较大或不规则工件的划线找正，通常三个为一组，如图3－26所示。划线时，应使3个千斤顶所组成的三角形面积为最大，以提高支承的稳定性，划线中可改变各千斤顶的高度来获得所要求的位置，如图3－27所示。
图3－26 千斤顶
图3－27 千斤顶应用
4．直角铁
直角铁相互垂直的外表面作为工作表面，如图3－28所示。角铁上的孔或槽是搭压板时穿螺栓用的。
图3－28 直角铁
5．垫铁
它主要用于支承毛坯工件做微量的高低调节，分为平行垫铁和斜楔垫铁，如图3－29 (a)、(b)所示。
图3－29 垫铁
6．分度头
分度头主要用于对圆周上有等分要求的工件进行分度和划线。在分度头的主轴上装有三爪卡盘，如图3－30所示。划线时，把分度头放在划线平板上，将工件夹持住，配合划线盘和高度尺即可进行分度划线。
图3－30 分度头
(二)划线时的找正和借料
1．找正
找正就是利用划线工具(划线盘、角尺)使工件上的各毛坯表面处于合适的位置。找正划线的常用方法如下:
(1)当工件上有非加工表面时，应按主要的非加工表面找正后再划线。如图3－31所示，找正时应以图中非加工表面A为基准找正划线，以确定表面的加工余量。
图3－31 毛坯零件的找正
(2)当工件上有2个以上的不加工表面时，应以其中面积较大、与其他各位置的找正要素有密切联系的不加工表面找正后再划线。
(3)当毛坯工件上无不加工表面时，一般应根据各加工表面的自身位置进行找正，以保证各加工表面的加工余量合理、均匀。
(4)有装配关系的非加工部位，应优先作为找正的基准。
2．借料
当毛坯尺寸、形状、位置上的误差和缺陷难以用找正划线方法补救时，就需要利用借料的方法来解决。借料就是通过试划和调整，使毛坯上各加工表面的余量合理分配，互相借用，使毛坯误差和缺陷在加工后排除。借料划线工艺过程为:
(1)测量毛坯各部位尺寸，找出偏移部位和偏移量。
(2)分析各加工余量，判断借料补救的可行性。
(3)确定借料方向及尺寸，划出基准线。
(4)以基准线为依据，按尺寸划出其余各线。
(三)划线程序
1．划线前的准备工作
(1)将待划线毛坯件先进行清理，清理铸件毛坯的残余型砂、毛刺，除去浇、冒口，修平;除去毛坯表面的氧化皮、锈蚀、油污等。
(2)分析图纸，确定划线基准及支承位置，检查毛坯的误差及缺陷，确定找正和借料划线方案。
(3)划线部位涂色，涂色时要薄而均匀，常用的涂料及应用方法见表3－2。
表3－2 划线涂料及用法
2．划线过程
(1)工件支承在考虑稳定性的前提下，应结合划线位置进行不断找正调整，结合借料方案进行划线。
(2)先划基准线和位置线，再划加工线，即先划水平线，再划垂直线、斜线，最后划圆、圆弧和曲线。
(3)立体工件按上述方法进行翻转放置依次划线，逐步划出各方向的加工线。
3．检查、打样冲眼
(1)对照图纸和工艺要求，对工件按划线顺序从基准开始逐项检查，对错划或漏划的线条应及时改正，保证划线的准确。
(2)检查无误后在加工界线上打样冲眼，打样冲眼必须打正，毛坯面要适当深些，已加工面或薄板件要浅些、稀些，精加工表面和软材料上可不打样冲眼。
模块小结
本模块主要学习了划线的作用和种类，平面划线的划线工艺方法，以及如何正确使用各种划线工具进行平面划线等知识。通过本模块的学习和训练，能够掌握平面划线的划线工艺方法。
模块四 锯 削
◆教学目标
●了解锯削概念;
●熟练掌握锯条的选用及安装方法;
●掌握正确的锯削方法和姿势;
●掌握各种型材锯削的基本操作技能。
◆学习难点
●掌握正确的锯削方法和姿势;
●掌握各种型材锯削的基本操作技能。
任务1 锯条的安装
知识点
●了解锯削概念;
●掌握手锯的构造;
●掌握锯路的概念及作用;
●熟练掌握锯条的选用及安装方法。
技能点
●正确安装锯条。
一、任务描述
在现代社会中，虽然当前各种自动化、机械化的切割设备已广泛地使用，但用手锯切割还是常见的。锯条的安装看似简单，但如果个别注意事项没有引起重视，对于后续的锯割会造成不小的影响:锯削费力可能是由于锯条反装引起的;锯偏、锯条折断、崩齿是由于锯条安装过松(或过紧)、没有调整好螺钉等原因引起的。因此，在做锯削准备时要重点强调锯条的规范安装。
二、任务分析
锯条的切削部分均匀排列着锯齿，每一锯齿相当于一把割断刀(车刀)。目前使用的锯条，每齿的后角为40°，楔角为50°，前角为零。由于手锯在向前推进时进行切削，回程时不起切削作用，故安装时，锯齿的切削方向应朝前。
三、相关知识
(一)手锯
如前所述，虽然当前各种自动化、机械化的切割设备已广泛地使用，但用手锯切割还是常见的。它具有方便、简单和灵活的特点，在单件小批量生产、在临时工地以及切割异形工件、开槽、修整等场合应用较广。因此，手工锯割是钳工需要掌握的基本操作之一。
1．锯削的概念
用手锯对材料或者工件进行切断或切槽的操作称作锯削。
2．手锯的构造
手锯由锯弓和锯条组成。
(1)锯弓:锯弓用来安装并张紧锯条，分为可调式和固定式两种，如图4－1所示。固定式锯弓只能安装一种长度的锯条，可调式锯弓一般可以安装三种长度的锯条，通常采用可调式锯弓。
图4－1 锯弓的种类
可调式锯弓的组成如图4－2所示。
图4－2 可调式锯弓
(2)锯条及其选用:锯条由碳素工具钢制成，并经淬火处理。锯条的规格分为长度规格和粗细规格，根据工件材料及厚度选择合适的锯条。锯条按锯齿的齿距大小，又可分为粗齿、中齿、细齿3种，其用途见表4－1。
表4－1 锯条的齿距及用途
锯条长度规格以锯条两端安装孔之间的距离表示，常用的锯条约长300mm、宽12mm、厚0．8mm。锯条上分布着许多锯齿，每个齿相当于一把錾子。锯齿的角度如图4－3所示。
图4－3 锯齿角度
(3)锯路:为减小锯缝两侧面与锯条之间产生的摩擦阻力，避免锯削时锯条被夹住，制造时将锯齿按一定的规律左右错开，排成一定的形状，称为锯路。锯齿的排列形状分为交叉形和波浪形，以减小锯口两侧与锯条间的摩擦阻力，如图4－4所示。
图4－4 锯齿的排列形状
锯路的作用有:①锯缝宽度大于锯条背部厚度，以免锯条锯削加工时卡死。②减小锯条与锯缝的摩擦阻力，锯削省力。
3．锯削的应用范围
适用于较小材料或工件的加工。主要用于材料锯断，锯掉工件上的多余部分，在工件上锯槽等。
(二)锯条的安装
锯削前首先要安装好锯条。由于手锯在向前推进时进行切削，回程时不起切削作用，故安装锯条时，锯齿的切削方向应朝前，锯条正确安装如图4－5所示，错误安装如图4－6所示。锯条的松紧要适当，其松紧由翼形螺母来调节。
图4－5 锯条正确安装
图4－6 锯条错误安装
若翼形螺母调节太松，锯条易扭曲折断，锯缝易歪斜;若翼形螺母调节太紧，则锯条预拉伸力太大，稍有阻力就容易崩断。锯条松紧的标准是:用手拨动锯条，手感硬实并略带弹性，此时锯条松紧适宜。
锯条安装时还应考虑其安装位置，即锯弓与锯条尽量保持在同一中心面内，不要有扭曲现象。
四、任务实施
(一)准备工作
工具:可调式锯弓、锯条(300mm)。
(二)操作步骤
(1)首先将可调式锯弓调到与所选锯条长度一致的位置。
(2)将锯条锯齿朝前安装。
(3)拧紧翼形螺母时，锯条的松紧要适当，一般用手拨动锯条时，若手感硬实并略带弹性，则锯条松紧适宜。
(4)安装好锯条后应使锯弓与锯条尽量保持在同一中心面内，不要有扭曲现象。
(三)评分标准
评分标准见表4－2。
表4－2 锯条安装评分标准
五、随堂练习
1．锯条的规格有哪些?手锯常用哪种规格的锯条?
2．锯条安装过紧会有什么后果?
3．什么是锯条的锯路?它的作用是什么?
4．锯齿的粗细是怎样表示的?常用的是哪几种?
5．选择锯齿的粗细主要应考虑哪几个因素?为什么?
6．若锯条的楔角β0=50°，正确安装时其前角为γ0=0°。试问锯条装反后它的前角和后角分别为多少?
任务2 锯削姿势的练习
知识点
●掌握手锯的握法、运动方式及速度。
技能点
●熟练掌握锯条的选用及安装方法;
●掌握正确的锯削姿势。
一、任务描述
在钳工技能等级考试中，毛坯的尺寸往往比成品工件的尺寸大2mm左右，若先采用锯削加工来锯去部分余量，只留0．3～0．5mm的合适余量给锉削加工，就能有效地减少体力支出，大大提高加工速度，为工件最后的整体修正留出足够的时间，有利于提高工件的加工精度。因此，掌握正确的锯削姿势和协调的锯削动作是练好锯削的关键所在。
二、任务分析
正确的锯削姿势和协调的锯削动作对于锯削质量的提高至关重要，所以在锯削技能训练过程中，必须对锯削基本姿势及动作要领进行规范练习。
三、相关知识
(一)锯削操作要点
1．锯削基本姿势
(1)手锯的握法:如图4－7所示，右手满握锯弓手柄，左手轻扶锯弓前端。
图4－7 手锯的握法
(2)锯削站立位置及姿势:锯削站立位置为左脚跨前半步与台虎钳中心线约成30°，右脚稍微朝后与台虎钳中心线约成75°。推锯时，左腿弯曲，右腿伸直;右手握锯弓，左手轻扶锯弓前端;身体稍向前倾，身体重心慢慢转移到左腿上，如图4－8所示。
图4－8 锯削姿势
开始锯削时，身体稍向前倾，与竖直方向约成10°角，此时右肘尽量向后收，如图4－9 (a)所示;随着推锯行程的增大，身体逐渐向前倾斜至15°角，如图4－9(b)所示;行程达三分之二时，身体倾斜约18°角，左右臂均向前伸出，如图4－9(c)所示;当锯削最后三分之一行程时，用手腕推进锯弓，身体随着锯弓的反作用力退回到15°角，如图4－9(d)所示;回程时，取消压力使锯弓和身体都退回到锯削开始状态。
图4－9 锯削运动姿势
由于锯削运动是手、腿、身体、锯弓的运动及用力的动态协调过程，难度很大，初学者往往一时难以掌握。因此，教师应先采用慢动作示范锯削运动的整个过程，并强调四个关键位置的姿势要求。
2．锯削运动方式
锯削的运动方式有两种，一是直线运动，适用于薄壁工件、直槽及锯削面精度要求较高的场合，比较适合初学者。
另一种是小幅度的上下摆动式运动，即推进时左手上翘、右手下压，回程时右手上抬、左手自然跟回，适用范围较广。
3．锯削压力
锯削时，手锯推出为切削过程，退出时不参加切削。为避免锯齿磨损，提高工作效率，回锯时不施加压力而自然收回。锯削硬材料比锯削软材料的压力要大。如图4－10所示。
图4－10 锯弓运动方向及压力
4．锯削频率
锯削时尽量使锯条全长都参加切削，锯削速度控制在每分钟20～40次为宜，且推锯速度要比回锯慢，锯削硬材料要比锯削软材料慢。
5．起锯
(1)起锯的分类:起锯分为远起锯和近起锯，如图4－11(a)、(b)所示。
图4－11 起锯方法
起锯是锯削工作的开始，起锯质量的好坏直接影响锯削质量。若起锯不当，一是会出现锯条跳出锯缝将工件表面拉毛或引起崩齿;二是起锯后的锯缝与划线位置不一致，使锯削尺寸出现较大偏差，这种偏差会直接影响锯割后余量的大小。因此，对起锯的训练也是必不可少的。
(2)远起锯的方法:一般选用远起锯，其方法是用左手大拇指对锯条进行卡位，如图4－12(a)所示;起锯角约为15°，如图4－12(b)所示;开始起锯时压力要小，行程要短。从正确的远起锯方法中可知，控制起锯后的余量大小是通过左手大拇指对锯条的准确卡位来实现的。起锯锯到2～3mm的槽深时，锯条就不会划出槽外，左手拇指就可以离开锯条，扶正锯弓进行正常锯削。
图4－12 远起锯的方法
为提高操作者的卡位准确性，训练时，可要求操作者先对锯割面的平行面进行精加工，再按一定的尺寸划出锯割面的位置线，然后在划线的外侧进行起锯并锯割。锯割后，用游标卡尺测出起锯锯割面到其平行面的距离，便可得知起锯后的余量大小，并作相应调整。
(二)锯削操作要点歌诀
【锯削姿势与动作要领】
(1)右手握住锯弓把，左手扶住锯前端;右腿后蹬要伸直，左腿膝盖要稍弯。
(2)远近起锯15°，以防锯齿被钩断;前推后拉靠右手，还要掌握歪斜偏。
(3)向前压力要加大，向后压力要全减;锯条要用其全长，以免锯路不等宽。
(4)进到末端稍一停，未退尽时身向前;锯弓退到起始点，连续向前才规范。
四、任务实施
(一)准备工作
工具:台钳、可调式锯弓、锯条。
(二)操作步骤
1．工件的夹持
(1)工件夹持在台虎钳的左侧;
(2)工件锯缝离开钳口侧面20mm左右(不应过长，以防振动);
(3)锯缝要与钳口侧面保持平行(锯缝线要与铅垂线方向一致，便于控制锯缝不偏离划线线条);
(4)避免夹伤已加工表面及避免将工件夹变形。
2．锯条的安装。
3．锯削时正确起锯。
4．锯削加工。
当锯削至锯弓要与工件相碰时，停止锯削，重新装夹工件，从工件的另一端起锯进行接头锯削，保证锯痕整齐。
(三)评分标准
评分标准见表4－3。
表4－3 锯削姿势练习评分标准
五、随堂练习
1．锯削操作的要领是什么?
2．起锯角一般不应大于多少度?为什么?
3．什么叫起锯?起锯的方法有哪两种?常用的是哪一种?
任务3 锯缝练习
知识点
●掌握板料锯削的基本知识。
技能点
●掌握板料锯削时起锯的方法;
●掌握锯削板料时尺寸的余量控制。
一、任务描述
用手锯在如图4－13所示的板料上锯出相隔10mm的锯缝，达到图样要求。工件材料为45钢，单件工时2课时。
图4－13 锯缝练习
二、任务分析
该任务为锯缝基本功训练的课题，要求在尺寸为100mm×60mm×8mm的板料上，锯出相隔10mm的锯缝，应先按照各基准面画出锯削加工线，然后沿线的右侧进行锯削达到图样要求。
三、任务实施
(一)准备工作
工具、量具和辅助工具:可调式锯弓，锯条(300mm、中齿)，钢直尺，游标卡尺，高度游标卡尺等。
(二)操作步骤
(1)检查备料尺寸，划出加工线。以工件尺寸10mm为例，根据尺寸上下偏差进行划线，即划出锯削尺寸界限为10．2mm。如图4－14所示。
图4－14 划线
(2)起锯时，用大拇指卡住位置线10．2mm的右侧进行起锯并锯削至距底面基准5mm处。如图4－15所示。
图4－15起锯
(3)按上述步骤分别进行锯削，要求每条锯缝之间互相平行，与基准B面平行，平行度控制在0．5mm以内;与基准A面垂直，垂直度控制在0．5mm以内。
(三)注意事项
(1)锯削时锯条安装松紧要适度，以免锯条折断崩出伤人。
(2)锯削时双手压力要合适，不要突然加大压力，防止工件棱边钩住锯齿而使锯条崩裂。
(四)锯缝不直的原因分析
(1)工件安装时，未能与铅垂线方向一致。
(2)锯条安装太松或相对锯弓平面扭曲。
(3)使用锯齿两面磨损不均匀的锯条。
(4)锯削压力过大使锯条左右偏摆。
(5)锯条未放正或用力歪斜，使锯条偏离锯缝中心，斜靠锯削断面一侧。
(五)评分标准
评分标准见表4－4。
表4－4 锯缝练习评分标准
四、随堂练习
1．锯缝不直的原因有哪些?
2．锯削时锯齿崩裂的主要原因是什么?
任务4 深缝锯削
知识点
●掌握深缝锯削的基本知识。
技能点
●掌握深缝锯削的基本操作技能。
一、任务描述
毛坯材料为45圆钢，φ36mm×82mm，加工出长方体零件，如图4－16所示，并达到图样技术要求。完成工时为1课时。
图4－16 长方体零件图
二、任务分析
从零件图中可以看出工件的长度超过了锯弓的高度，无法进行正常的锯削，这时可把锯条转过90°安装后再锯。装夹时，锯削部位应处于钳口附近，以免因工件颤动而影响锯削质量和损坏锯条。
三、任务实施
(一)准备工作
(1)锯削材料:45圆钢，φ36mm×82mm。
(2)量具:游标卡尺。
(3)工具、设备:锯弓、锯条、台虎钳、软钳口衬垫、V形槽木。
(4)划线工具:平台、方箱、高度尺。
(二)操作步骤
(1)在毛坯上划出平面加工线:将工件用V形架支撑，用高度尺划出图样中要锯去的余料。划线步骤如图4－17所示。
图4－17 划线方法
图4－18 工件装夹方法
(2)工件装夹:将划好线的工件竖着装夹在台虎钳的左面，使锯缝离开钳口侧面约15mm，保证锯缝线与钳口侧面平行(锯缝线为铅垂线方向)，且要装夹牢靠。装夹方法如图4－18所示。
(3)锯削A面，使之达到平面度0．8mm及圆柱母线的尺寸要求。
(4)锯削A面对面，使之达到平面度0．8mm、平行度0．8mm、尺寸22mm±0．5mm的要求。
(5)锯削B面，使之达到平面度0．8mm及圆柱母线的尺寸要求。
(6)锯削B面对面，使之达到平面度0．8mm、平行度0．8mm、尺寸22mm±0．5mm的要求。
(7)去毛刺，送检。
(三)注意事项
(1)锯削时锯条安装松紧要适度，以免锯条折断崩出伤人。
(2)锯削时双手压力要合适，不要突然加大压力，防止工件棱边钩住锯齿而使锯条崩裂。
(3)工件将要锯断时应减小压力，防止工件断落时砸伤脚。
(4)锯削面不允许修整。
(四)评分标准
评分标准见表4－5。
表4－5 深缝锯削评分标准
四、随堂练习
当锯缝的深度超过锯弓的高度时应如何调整锯弓?
任务5 圆钢锯削
知识点
●掌握棒料锯削的基本知识。
技能点
●掌握棒料锯削的基本操作技能。
一、任务描述
用手锯在如图4－19所示的棒料45圆钢(φ22mm×80mm)上锯出厚度为10mm的圆柱块，并达到图样要求。单件工时2课时。
图4－19 圆钢零件图
二、任务分析
该任务为棒料锯削的基本功训练课题，要求在棒料45圆钢(φ22mm×80mm)上锯出厚度为10mm的圆柱块。首先，要画出锯削加工线，然后沿线的右侧进行锯削达到图样要求。
如果要求锯削的断面比较平整，应从开始连续锯到结束。若锯出的端面要求不高，锯时可改变几次方向，使棒料转过一定角度再锯，这样，由于锯削面变小而容易锯入，可提高工作效率。锯毛坯材料时，端面质量要求不高，为了节省锯削时间，可分几个方向锯削，每个方向都不锯到中心，然后将毛坯折断。
三、任务实施
(一)准备工作
(1)工具和量具:锯条(若干)、锯弓等。
(2)辅助工具:软钳口衬垫、V形槽木垫、润滑油等。
(3)备料:45圆钢，φ22mm×80mm。
(二)操作步骤
(1)根据图样在毛坯上划线:一般要求划出垂直于轴线的锯削线。棒料长度尺寸较大时，可用矩形纸条按锯削尺寸绕工件外圆一周，然后划出加工线，也可直接按纸条边线锯割。
(2)将工件夹持稳固:将棒料垫上木衬装夹在台虎钳上，如图4－20所示。
图4－20 工件的装夹方法
(3)按划线进行锯削，锯削速度要适中，工件将要锯断时，用左手扶持住工件。
(4)锯割完成后，除去毛刺和飞边，检查尺寸和加工质量，达到规定要求。
(三)注意事项
(1)锯削练习前，必须检查工件的安装夹持及锯条的安装是否正确，并要注意起锯方法和起锯角度的正确，以免一开始锯削就造成废品和锯条损坏。
(2)初学锯削，对锯削速度不易掌握，往往推出速度过快，容易使锯条很快磨钝，故应特别注意。
(3)锯削时会产生摆动姿势不自然、摆动幅度过大，以及摆动推出时以左手向下摆等错误姿势，应及时纠正。
(4)要经常注意锯缝平直情况，及时找正，以免歪斜过多再作纠正时不能保证锯削的质量。
(5)在锯削钢件时，因是韧性材料须加些机油，可以减少锯条与锯缝断面的摩擦。
(6)锯削完毕，应将锯条张紧螺母作适当放松，但不要拆下锯条，防止锯弓上的零件遗失，并妥善安放好。
(四)评分标准
评分标准见表4－6。
表4－6 圆钢锯削评分标准
四、随堂练习
1．锯削棒料时如何进行划线?
2．锯削棒料时，怎样才能获得平整的断面?
任务6 管件锯削
知识点
●掌握管件锯削的基本知识。
技能点
●掌握管件锯削的基本操作技能。
一、任务描述
用手锯在如图4－21所示长度为80mm的3/4″钢管上，锯出厚度为10mm的圆管，并达到图样要求。工件材料为45钢，单件工时2课时。
图4－21 管件零件图
二、任务分析
该任务为管子锯削的基本功训练课题。锯削管子时，首先，要将管子在台虎钳上正确夹持。对于薄壁管子和精加工过的管件，应夹在有V形槽的木垫之间，以防夹扁和夹坏表面。
锯削时不要只在一个方向上锯，要多转几个方向，每个方向只锯到管子的内壁处，直至锯断为止，如图4－22(a)所示;切忌一个方向将管件锯断，如图4－22(b)所示，否则锯齿容易在管壁上钩住使锯条崩断。锯削时，适当加注润滑油进行润滑，以减少锯条因过热而磨损。
图4－22 锯圆管的方法
三、任务实施
(一)准备工作
(1)工具和量具:细齿锯条(若干)、锯弓、钢直尺、划针等。
(2)辅助工具:软钳口衬垫、V形槽木垫、润滑油、涂料等。
(3)备料:3/4″钢管，长度为80mm。
(二)操作步骤
(1)在管件上按要求划线:一般要求划出垂直于轴线的锯削线。管件长度尺寸较大时，可用矩形纸条按锯削尺寸绕工件外圆一周，如图4－23所示，然后划出加工线，也可直接按纸条边线锯割。
图4－23 管件划线方法
(2)加V形木垫夹紧工件:对于薄壁管件或精加工过的管件，应夹在有V形槽的两个木衬垫之间，以防夹扁管子，破坏加工面精度，如图4－24所示。
图4－24 管子的装夹
(3)按划线锯削:锯削管子时不能在一个方向从开始连续锯到结束，因为锯穿管子内壁后锯齿很容易被管壁钩住而崩断，图4－22(b)所示为错误锯法。正确的锯削方法是先在一个方向锯到管子内壁后，把管子向推锯的方向转过一定的角度，并连接原锯缝再锯到管子的内壁，逐次进行，直到锯断为止，图4－22(a)所示为正确锯法。
(4)去除毛刺和飞边，检查尺寸。
(三)注意事项
(1)锯削练习前，必须检查工件的安装夹持及锯条的安装是否正确，并要注意起锯方法和起锯角度的正确，以免一开始锯削就造成废品和锯条损坏。
(2)初学锯削，对锯削速度不易掌握，往往推出速度过快，容易使锯条很快磨钝，故应特别注意。
(3)锯削时会产生摆动姿势不自然、摆动幅度过大，以及摆动推出时以左手向下摆等错误姿势，应及时纠正。
(4)要经常注意锯缝平直情况，及时找正，以免歪斜过多再作纠正时不能保证锯削的质量。
(5)在锯削钢件时，因是韧性材料须加些机油，可以减少锯条与锯缝断面的摩擦。
(6)锯削完毕，应将锯条张紧螺母作适当放松，但不要拆下锯条，防止锯弓上的零件遗失，并妥善安放好。
(四)评分标准
评分标准见表4－7。
表4－7 管件锯削评分标准
四、随堂练习
1．锯削薄壁管子时，其装夹和锯削方法如何?
2．锯削管子为什么要用细齿锯条?
模块小结
本模块主要学习了锯削概念，锯条的选用及安装方法，正确的锯削方法和姿势，以及各种型材锯削的基本操作技能等知识。通过本模块的学习和训练，能够掌握正确的锯削方法和姿势以及各种不同结构型材锯削的基本操作技能。
模块五 锉 削
◆教学目标
●掌握锉刀的规格及种类;
●掌握锉削的基本方法;
●熟练掌握锉刀的握法和锉削站立位置、姿势及锉削速度;
●掌握六角体的锉削加工工艺;
●掌握曲面锉削的基本技能。
◆学习难点
●掌握锉刀的握法和锉削站立位置、姿势及锉削速度;
●掌握曲面锉削的基本技能。
任务1 平面锉削姿势的练习
知识点
●了解锉削概念;
●掌握锉刀的结构及种类;
●掌握锉削的应用范围。
技能点
●熟练掌握锉刀的握法和锉削站立位置、姿势及锉削速度;
●掌握锉削不同工件的锉削方法。
在钳工实训过程中，锉削是钳工的一项重要基本操作。正确的锉削姿势，对锉削质量、锉刀功能的运用和发挥以及操作者的疲劳程度都起着决定作用，因此要求必须练好。
一、任务描述
对如图5－1所示的锉削姿势练习件，要求全部采用顺向锉削方式，进行平面锉削姿势的练习。工件锉削结束后测量，最小厚度尺寸不能小于27mm。
图5－1 锉削姿势练习件
二、任务分析
对锉削姿势的练习，操作者应从正确的锉削动作学起。首先，将实习件正确装夹在台虎钳中间，锉削面高出钳口面约15mm。接着用长度为300mm大板锉，在实习件凸起的阶台上作锉削姿势练习。开始用慢动作练习，初步掌握后采用正常速度练习。最后，再以正常的锉削速度反复操作，使自己对锉削有个完整的概念。
三、相关知识
(一)锉削的基本概念和应用范围
1．锉削的基本概念
用锉刀对工件表面进行切削加工，使其尺寸、形状、位置和表面粗糙度等都达到要求，这种加工方法称为锉削。
锉削多用于小余量的精加工，常安排在锯削加工之后，加工精度可以达到IT7～IT8级，表面粗糙度可达Ra0．8μm。
2．锉削的应用范围
在现代工业生产的条件下，锉削可以加工工件的内外平面、内外曲面、内外角、沟槽、内孔和各种复杂形状的表面，用于个别零件的修整、修理以及某些复杂形状的零件加工，在工具制作中可以制作样板，在模具制造过程中可以实现某些特殊形面和位置的加工等，所以锉削仍是衡量钳工技能水平的一项重要操作。
(二)锉刀
锉削的主要工具是锉刀。锉刀一般用高碳工具钢T12、T12A、T13A等制成，经热处理淬硬，硬度可达HRC62～72。由于锉削工作较广泛，目前使用的锉刀规格已标准化。
1．锉刀的结构
锉刀主要由锉齿、锉刀面、锉刀尾、锉刀把等组成，如图5－2所示。
图5－2 锉刀的组成
(1)锉刀面:指锉刀主要工作面，它的长度就是锉刀的规格(圆锉的规格参考直径的大小而定，方锉的规格参考方头尺寸而定)。锉刀面在纵长方向上呈凸弧形，前端较薄，中间较厚。
(2)锉刀边:指锉刀上的两个侧面，有的边有齿，有的边没齿，没齿的边叫安全边或光边。
(3)锉刀尾:指锉刀上没齿的一端，它跟锉刀舌连着。
(4)锉刀舌:指锉刀尾部，像一把锥子一样插入手柄中。
(5)锉刀把:装在锉刀舌上，便于用力，它的一端装有铁箍，以防锉刀把劈裂。
2．锉齿和锉纹
锉刀有很多锉齿，锉削时每个锉齿都相当于一把錾子对材料进行切削。
锉纹是锉齿有规则排列的图案。锉刀的齿纹分为单齿纹和双齿纹两种，如图5－3所示。
单齿纹指锉刀上只有一个方向的齿纹，锉削时全齿宽同时参加切削，切削力大，因此常用来锉削软材料，如图5－3(a)所示。
双齿纹指锉刀上有两个方向排列的齿纹，齿纹浅的叫底齿纹，齿纹深的叫面齿纹，如图5－3(b)所示。底齿纹和面齿纹的方向和角度不一样，锉削时能使各个齿的锉痕交错而不重叠，使锉削表面粗糙度值小。
图5－3 锉刀的齿纹
采用双齿纹锉刀锉削时，锉屑是碎断的，切削力小，再加上锉齿强度高，所以适应于硬材料的锉削。
3．锉刀的规格
(1)锉刀长度规格:钳工常用的锉刀，锉身长度有100mm、125mm、150mm、200mm、250mm、300mm、350mm、400mm等多种。
(2)齿纹粗细规格:以锉刀每10mm长的锉面上齿数多少分为粗齿锉(6～14齿)、中齿锉(9～19齿)、细齿锉(14～23齿)和油光锉(21～45齿)。
选择锉刀的粗细齿，取决于工件加工余量的大小、加工精度高低和工件材料的性能。
一般粗齿锉刀用于锉削软金属、锉削余量大(0．5～1mm)、尺寸精度低和表面粗糙度值较高的工件(尺寸精度0．25～0．5mm，表面粗糙度值Ra25～Ra100μm)。
细齿锉刀用于锉削硬材料、锉削余量小(0．05～0．2mm)、尺寸精度较高和表面粗糙度值较低的工件(尺寸精度0．01mm，表面粗糙度值Ra3．2μm)。
中齿锉刀用于粗锉之后的加工，锉削余量为0．2～0．5mm，尺寸精度为0．04～0．2mm，表面粗糙度值Ra6．3μm。
油光锉用于精加工，加工精度为0．01mm，表面粗糙度值可达Ra1．6μm。
4．锉刀的种类
按锉刀的用途来分，锉刀可分为普通锉、整形锉(什锦锉)和特种锉(异形锉)三类。
(1)普通锉:按其截面形状可分为平锉(又称板锉)、方锉、圆锉、半圆锉和三角锉五种。图5－4所示为普通锉及其断面形状。其中，平锉、圆锉、半圆锉可用来锉削曲面。
图5－4 普通锉刀的种类和用途
(2)整形锉(又称什锦锉或组锉):主要用于精细加工及修整工件上难以机加工的细小部位。它由若干把各种截面形状的锉刀组成一套，通常以5把、6把、8把、10把、12把为一套，如图5－5所示。
图5－5 整形锉
(3)特种锉(又称异形锉):用来锉削工件上的特殊表面，它有直的、弯曲的两种，其截面形状可分为刀口锉、菱形锉、三角锉、椭圆锉和圆肚锉等，如图5－6所示。
图5－6 特种锉
5．锉刀选用的原则
锉削时必须根据具体工件加工情况合理选用锉刀。锉刀选用的原则是:
(1)根据工件形状和加工面的大小选择锉刀的形状和规格。
(2)根据材料软硬以及加工余量、精度和粗糙度的要求选择锉刀齿纹的粗细。
6．锉刀柄的安装与拆卸方法
如图5－7(a)、5－7(b)所示。
图5－7 锉刀柄的安装与拆卸方法
7．锉刀的保养
为了延长锉刀的使用寿命，必须遵守下列规则:
(1)不准用新锉刀锉硬金属。
(2)不准用锉刀锉淬火材料。
(3)对有硬皮或粘砂的锻件和铸件，须将其去掉后，才可用半锋利的锉刀锉削。
(4)新锉刀先使用一面，当该面磨钝后，再用另一面。
(5)锉削时，要经常用钢丝刷清除锉齿上的切屑。
(6)使用锉刀时不宜速度过快，否则，容易过早磨损。
(7)细锉刀不允许锉软金属。
(8)使用整形锉，用力不宜过大，以免折断。
(9)锉刀要避免沾水、油和其他脏物;锉刀也不可重叠或者和其他工具堆放在一起。
(三)锉削方法
1．锉刀的握法
锉刀的握法随锉刀规格和使用场合的不同而有所区别。
(1)大锉刀的握法:大锉刀一般指锉刀长度大于250mm的锉刀。大锉刀握法如图5－8所示，右手握着锉刀柄，将柄外端顶在拇指根部的手掌上，大拇指放在手柄上，其余手指由下而上握手柄。左手在锉刀上的握法有3种:左手掌斜放在锉梢上方，拇指根部肌肉轻压在锉刀刀头上，中指和无名指抵住梢部右下方;左手掌斜放在锉梢部，大拇指自然伸出，其余各指自然蜷曲，小拇指、无名指、中指抵住锉刀前下方;左手掌斜放在锉梢上，各指自然平放。
图5－8 大锉刀握法
(2)中型锉刀握法:右手与较大锉刀握法相同，左手的大拇指和食指轻轻捏住锉刀前端，将锉刀端平，如图5－9所示。
图5－9 中型锉刀握法
(3)小型锉刀握法:右手食指伸直，拇指放在锉刀木柄上面，食指靠在锉刀的刀边，左手几个手指压在锉刀中部，如图5－10所示。
图5－10 小型锉刀握法
(4)整形锉握法:单手握持手柄，食指放在锉身上方，拇指放在锉刀的左侧，如图5－11所示。
图5－11 整形锉握法
2．锉削站立位置和姿势
锉削时的站立位置和姿势与锯削基本相同，如图5－12所示，身体与台钳中心线大致成45°角，且略向前倾，左脚跨前半步，脚面中心线与台虎钳中心线成30°角，右脚脚面中心线与台虎钳中心线成75°角，左膝盖处稍有弯曲，保持自然放松状态，右脚要站稳伸直，不要过于用力。
图5－12 锉削时的站立位置和姿势
3．锉削力的运用
锉削时，要将工件表面锉平，两手加在锉刀上的力要保证锉刀平衡，使锉刀推进时能保持在水平直线运动。在锉削过程中，瞬间可视为杠杆平衡问题，两手施力大小按如图5－13所示变化，返回时不加压力，以减少齿面磨损。如果锉削时两手施力不变，则开始阶段刀柄会下偏，而锉削终了时前端又会下垂，结果会将工件锉成两端低、中间凸起的鼓形表面。
图5－13 锉削施力变化
4．平面的锉削方法
平面锉削是锉削中最基本的一种，常用顺向锉、交叉锉、推锉三种操作方法，如图5－14所示。
(1)顺向锉:顺向锉是锉刀始终沿其长度方向锉削，如图5－14(a)所示。顺向锉能得到正直的锉痕，但锉出的平面易中凸或与侧面不垂直，但能提高表面粗糙度，因此，一般用于最后的锉平或锉光。
(2)交叉锉:锉刀运动方向与工件夹持方向约成50°～60°角，而且锉纹交叉，如图5 －14(b)所示。由于锉刀与工件的接触面大，锉刀容易掌握平稳，同时，根据锉痕是否交叉，就容易判断锉面的高低不平情况，以便把高处锉平。它是主要的锉削方法。
(3)推锉法:推锉法的锉刀运动方向与其长度方向垂直，两手应紧捏锉刀，尽量靠近工件，使锉刀在锉削工件时容易平衡，如图5－14(c)所示。当工件表面已锉平，余量很小时，为了降低工件表面粗糙度值和修正尺寸，用推锉法较好。但它效率太低，因此只在最后的精加工时使用。
这三种方法各有特点，在锉削工件平面时，一般不单独使用一种方法，应综合运用。
图5－14 平面锉削方法
(四)工件的装夹
工件的装夹是否正确，直接影响到锉削质量的高低。应符合以下要求:
(1)工件尽量装夹在台虎钳钳口宽度方向的中间。工件锉削面距离钳口15～20mm，以防锉削时产生振动。
(2)装夹要稳固，但用力不可太大，以防工件变形。
(3)装夹已加工表面和精密工件时，应在台虎钳钳口衬上紫铜皮或铝皮等软的衬垫，以防夹坏表面。
(五)锉削质量检验
(1)检查直线度:用角尺、直尺和刀口尺以透光法来检查工件的直线度情况，检查方法及检查结果如图5－15所示。
图5－15 检查直线度的方法和结果
(2)检查垂直度:用直角尺采用透光法检查，如图5－16所示，应先选择基准面，然后对其他各表面进行检查。
图5－16 检查垂直度
(3)检查尺寸:用游标卡尺在全长不同的位置上测量几次。
(4)检查表面粗糙度:一般用眼睛观察即可。如要求准确，可用表面粗糙度样板对照检查。
工件平面是否平整、尺寸是否超差、形位公差是否合格，这些都需要用量具及时、准确地测量才能知道。有的同学没有及时测量，结果造成尺寸超差，平面中凸或扭曲，平行度、垂直度不合格。
因此，在锉削过程中，除了应根据不同的阶段选用不同粗细的锉刀进行加工，还应该使用直角尺、刀口尺或刀口直角尺及时测量形位误差，发现工件平面上存在的问题，及时纠正，避免尺寸达到了，而平面度反而达不到要求;用游标卡尺、千分尺等量具及时、准确地测量尺寸精度。
(六)废品分析
锉削时产生废品的形式、原因及预防方法见表5－1。
表5－1 锉削时产生废品的形式、原因及预防方法
(七)安全文明生产
(1)不准使用无柄锉刀锉削，以免被锉舌戳伤手。
(2)不准用嘴吹锉屑，以防锉屑飞入眼中。
(3)锉削时，锉刀柄不要碰撞工件，以免锉刀柄脱落伤人。
(4)放置锉刀时不要把锉刀露出钳台外面，以防锉刀落下砸伤操作者。
(5)锉削时不可用手摸被锉过的工件表面，因手有油污会使锉削时锉刀打滑而造成事故。
(6)锉刀齿面塞积切屑后，用钢丝刷顺着锉纹方向刷去锉屑，也可用断锯条将切屑拨出。
四、任务实施
(一)准备工作
(1)锉削材料:毛料由机加工而成，尺寸为90mm×70mm×30mm的45钢长方铁。
(2)量具:游标卡尺、刀口尺、塞尺和90°角尺。
(3)工具、设备:板锉300mm(粗)一支、台虎钳。
(二)操作步骤
1．工件装夹
将工件正确装夹在台虎钳中间，锉削面高出钳口面约15mm左右。
2．基本锉削姿势的练习
(1)开始锉削时，锉削要充分利用锉刀的全长，用全部锉齿进行工作。锉削时，两脚站稳不动，靠左膝的屈伸使身体做往复运动，手臂和身体的运动要互相配合，并要使锉刀的全长充分利用。开始锉削时身体要向前倾10°左右，左肘弯曲，右肘向后，如图5－17所示。
图5－17 开始锉削
(2)锉刀推出1/3行程时，身体向前倾斜15°左右，如图5－18所示，这时左腿稍弯曲，左肘稍直，右臂向前推。
图5－18 锉刀推出1/3行程
(3)锉刀推到2/3行程时身体逐渐倾斜到18°左右，如图5－19所示。
图5－19 锉刀推到2/3行程
(4)左腿继续弯曲，左肘渐直，右臂向前使锉刀继续推进，直到推尽，身体随着锉刀的反作用退回到15°位置，如图5－20所示。行程结束后，把锉刀略微抬起，使身体与手恢复到开始时的姿势，然后进行第二次锉削。
图5－20 锉刀行程推尽时
3．工件尺寸要求
锉削结束后，保证工件最小厚度尺寸不小于27mm。
(三)注意事项
(1)锉削是钳工的一项重要基本操作，正确的锉削姿势是掌握锉削技能的基础，因此要求必须练好。
(2)初次练习，会出现各种不正确的姿势，特别是身体和双手动作不协调，要随时注意及时纠正，若不正确的姿势养成习惯，纠正就困难了。
(3)在练习姿势动作的过程中，也要注意体会两手用力如何变化才能使锉刀在工件上保持直线的运动状态。
(四)评分标准
评分标准见表5－2。
表5－2 平面锉削姿势练习评分标准
五、随堂练习
(一)选择题
1．当锉削余量较大平面时，应采用( )。
A．顺向锉 B．交叉锉 C．推锉 D．任意锉
2．锉削铜、铝等软金属材料时，应选用( )。
A．细齿锉刀 B．什锦锉刀 C．粗齿锉刀 D．油光锉刀
3．锉削时，锉刀的用力应是在( )。
A．推锉时 B．拉回锉刀时
C．推锉和拉回锉刀时 D．推锉时两手用力应变化
4．平板锉适宜锉削( )。
A．内凹曲面 B．圆孔
C．平面和外凸曲面 D．方孔
(二)简答题
1．锉刀的种类有哪些?
2．锉削面不平的形式和原因有哪些?
3．如何正确选用锉刀?
4．锉削的操作要点有哪些?
任务2 长方体的锉削
知识点
●掌握长方体工件各表面的锉削顺序。
技能点
●正确使用角尺检查工件垂直度。
一、任务描述
根据如图5－21所示的零件尺寸图，在长方体上加工四个平行平面，应用锉削加工可以达到图样技术要求。毛坯材料为100mm×70mm×20mm的45板材。
图5－21 长方体
二、任务分析
加工前首先应检查备料件尺寸，了解误差及加工余量情况，然后进行加工。锉削时注意正确姿势动作的养成训练。加工平行面，必须在基准面达到要求后进行;加工垂直面，必须在平行面加工好后进行。在检查垂直度时，要注意角尺从上向下移动的速度、压力不要太大，否则易造成尺座的测量面离开工件基准面，导致测量不准。当工件接近加工要求时，锉削要全面考虑逐步进行，以免造成塌角、不平现象。
三、相关知识
(一)平面的锉法
参见本模块任务1“三、相关知识”中“(三)锉削方法”的“4．平面的锉削方法”。
(二)锉削直线度质量检查
用钢尺和直角尺以透光法来检查直线度。
工件锉平后，可用各种量具检查尺寸和形状精度，如本模块任务1中的图5－15所示，用刀口尺检查直线度的情况。
(三)锉削垂直度质量检查
用90°角尺检查工件垂直度之前，应先用锉刀将工件的锐边倒钝，检查时，要掌握以下几点:
(1)先将角尺尺座的测量面紧贴工件基准面，然后从上逐步轻轻向下移动，眼睛平视观察其透光情况。
(2)在同一平面上检查不同的位置时，角尺不可在工件表面上拖动，以免摩损影响角尺本身精度。
(3)使用活动角尺时，应做到测量精确，使用时要小心，以防角度变动。
(四)长方体工件各表面的锉削顺序
(1)选择最大的平面作基准面锉平(达到规定的平面度要求)。
(2)先锉大平面后锉小平面。以大面控制小面，能使测量准确，修整方便。
(3)先锉平行面后锉垂直面，即在达到规定的平行度要求后，再加工相关面的垂直度。这一方面便于控制尺寸，另一方面平行度比垂直度的测量方便，同时在保证垂直度时，可以进行平行、垂直两项误差的测量比较，减少积累误差。
四、任务实施
(一)准备工作
(1)材料:坯料由机加工而成，100mm×70mm×20mm，45钢长方体。
(2)量具:游标卡尺、刀口尺、宽座角尺。
(3)工具、设备:平锉(300mm)、平台、高度尺、台虎钳。
(二)操作步骤
(1)将工件正确装夹在台虎钳中间，锉削面高出钳口面约15mm。
(2)锉基准面A，达到平面度要求。
(3)按工件各面的编号顺序，结合划线，依次对各面进行粗、精锉削加工，达到图样要求。
(4)全部精度复检，并作必要的修整锉削，最后将各锐边作0．5×45°的均匀倒角。
(三)注意事项
(1)本任务学习重点仍然应放在养成正确的锉削姿势上，在本任务完成后，要达到锉削姿势的正确、自然。
(2)加工平行面，必须在基准面达到平面度要求后进行。
(3)加工垂直面必须在平行面加工好以后进行，即必须在确保基准面、平行面达到规定的平面度及尺寸精度要求的情况下才能进行，这样在加工各相关面时才具有准确的测量基准。
(4)在接近加工要求时，锉削要全面考虑逐步进行，不要过急，以免造成平面的塌角、不平现象。
(5)工件的倒角与倒钝锐边:①一般对工件的各锐边需倒角，例如图样上注有0．5× 45°倒角，表示倒角深0．5mm且与平面成45°角。②如果图样上没有注倒角，一般可对锐边进行倒钝，即倒出0．1～0．2mm的棱边。
(四)评分标准
评分标准见表5－3。
表5－3 长方体锉削评分标准
五、随堂练习
1．平面锉削有哪几种操作方法?
2．长方体工件各表面的锉削顺序是什么?
3．如何对锉削直线度进行质量检查?
4．如何对锉削垂直度进行质量检查?
任务3 六角体的锉削
知识点
●掌握六角体的平面划线;
●掌握六角体的尺寸计算;
●掌握六角体的锉削加工工序。
技能点
●正确使用万能量角器对六角体进行测量。
一、任务描述
根据如图5－22所示的零件尺寸图，在棒料上加工六角体，应用锉削加工可以达到图样技术要求。工件为精加工的圆柱棒料，尺寸为φ36
mm×60mm的45钢。
图5－22 六角体零件图
二、任务分析
该任务为六角体课题，加工步骤原则上也是先加工基准面，然后加工平行面，依次加工角度面，但因为该工件为精车的圆柱棒料，锉削第一个面时可以将外圆母线作为基准，通过测量计算M的大小来进行尺寸控制。第一个面与圆柱母线的距离尺寸M及边长B如图5－23所示。
图5－23 以外圆为定位基准控制六方形边长
三、任务实施
(一)准备工作
(1)锉削材料:工件为45钢，精车尺寸为φ36
mm×60mm的棒料。
(2)量具:游标卡尺、刀口直角尺、万能角度尺。
(3)工具、设备:板锉300mm(粗)、200mm(中)各一只，台虎钳。
(4)划线工具:平台、V形架、游标高度尺、划针。
(二)操作步骤
(1)用游标卡尺检查来料实际直径d。
(2)粗、精锉第一面(基准面)，如图5－24所示，平面度达到0．04mm，Ra≤3．2mm，同时保证圆柱母线至锉削面的尺寸距离M。
图5－24 粗、精锉削六角体第一面
(3)粗、精锉第一面的相对面，如图5－25所示，以第一面为基准划出相距尺寸30mm的平面加工线，然后锉削。在保证自身平面度和表面粗糙度的同时，重点检查其相对于基准的尺寸(30mm±0．06mm)和平行度要求。
图5－25 粗、精锉第二面
(4)粗、精锉削第三面，如图5－26所示，达到技术要求，同时保证圆柱母线至锉削面的尺寸距离M，并用万能角度尺或角度样板检查控制其与第一面的夹角120°。
图5－26 粗、精锉削第三面
(5)粗、精锉削第三面的相对面第四面，如图5－27所示，达到技术要求，同时保证圆柱母线至锉削面的尺寸距离M，以及边长与第三面边长相等。
图5－27 粗、精锉第四面
(6)粗、精锉削第五面，如图5－28所示，以第三面为基准划出相距尺寸30mm的平面加工线，然后锉削达到技术要求。
图5－28 粗、精锉第五面
(7)粗、精锉削第六面，如图5－29所示，以第四面为基准划出相距尺寸30mm的平面加工线，然后锉削达到技术要求。
图5－29 粗、精锉第六面
(8)全面复检，并做必要的修整，最后将各锐边倒棱后送检。
(三)注意事项
(1)本任务已是锉削基本功练习的后期，故必须达到锉削姿势动作的完全正确，一些不正确的姿势动作要全部纠正。
(2)为保证表面粗糙度，需经常用锉刷清理残留在锉齿间的铁屑，还可在齿面上涂上粉笔灰。
(3)加工时要防止片面性，要综合分析出现的误差及其产生原因，要兼顾全面的精度要求。
(4)测量时要把工件的锐边去毛刺倒棱，保证测量的准确性。
(5)使用万能角度尺时，要准确测量角度，必须拧紧止动螺母。使用时要轻拿轻放，避免测量角发生变动，并经常校对测量角的准确性。
(四)评分标准
评分标准见表5－4。
表5－4 六角体锉削评分标准
四、随堂练习
六角体的加工工艺步骤是什么?
任务4 凸凹体锉配
知识点
●掌握对称度的检测方法;
●了解工艺尺寸链的计算方法。
技能点
●掌握配合件的加工工艺。
一、任务描述
根据如图5－30所示的凸凹体零件尺寸图，对凸凹体进行锉配，应用锉削加工可以达到图样技术要求。工件材料为45钢，毛坯尺寸为60mm×40mm×10mm，两件。
图5－30凸 凹体锉配
二、任务分析
本任务主要学习锉配凸凹体的锉配技能，掌握工件对称度的检测方法，初步了解工艺尺寸链的计算方法，初步掌握如何加工具有对称度要求的工件，理解配合件的加工工艺。通过本任务的学习能够完成如图5－30所示的零件。
在图5－30中，左边是凸件的主视图和俯视图，右边是凹件的主视图和俯视图。图中“(锉配)”是在凸凹件分别达到基本要求后，在两件相配合时，通过精锉，不但单件达到技术要求，两件配合也要达到配合技术要求。在加工时，先加工凸形件，保证尺寸正确，随后加工凹形件，其尺寸应根据凸形件的实际尺寸进行配作。
三、相关知识
(1)采用间接测量法来控制工件的尺寸精度，必须控制好有关的工艺尺寸。
例如，为保证凸件20mm处的对称度要求，用间接测量法控制有关工艺尺寸如图5－31所示，图5－31(a)为凸件的最大与最小控制尺寸;图5－31(b)为在最大控制尺寸下取得的尺寸19．95mm，这时对称度误差最大左偏差值为0．05mm;图5－31(c)为在最小控制尺寸下取得的尺寸20mm，这时对称度误差最大右偏值为0．05mm。
图5－31 用间接测量法控制尺寸
(2)为达到配合后换位互换精度，在凸凹件各面加工时，必须把垂直度误差控制在最小范围内。如果凸凹件没有控制好垂直度，互换配合就会出现很大间隙，如图5－32所示。
图5－32 垂直度误差对配合间隙的影响
(3)在加工各垂直面时，为了防止锉刀侧面碰坏另一垂直侧面，应将锉刀一侧面在砂轮上进行修磨，并使其与锉刀面夹角略小于90°(锉内垂直面时)。
三、任务实施
(一)准备工作
(1)锉削材料:尺寸60mm×40mm×10mm的45钢两件。
(2)工、量具:千分尺0～25mm、25～50mm、50～75mm各一支，刀口直角尺，游标卡尺，锉刀300mm(粗)、200mm(中)、150mm(细)各一支。
(3)设备:台虎钳。
(4)划线工具:平台、游标高度尺。
(二)操作步骤
1．加工凸件
(1)按图样要求锉削外轮廓基准面，并达到尺寸60±0．05mm、40±0．05mm，以及给定的垂直度与平行度要求。
(2)按要求划出凸件加工线，并钻工艺孔2－φ3mm，如图5－33所示。
(3)按划线锯去垂直一角，粗、细锉两垂直面，并达到图纸要求，如图5－34所示。
(4)按划线锯去另一垂直角，粗、细锉两垂直面，并达到图纸要求，如图5－35所示。
图5－33 凸件的划线
图5－34 去掉凸件一角
图5－35 加工完的凸件
2．加工凹件
(1)按图样要求锉削外轮廓基准面，并达到尺寸60±0．05mm、40±0．05mm，以及给定的垂直度与平行度要求。
(2)按要求划出凹件加工线，并钻工艺孔2－φ3mm，如图5－36所示。
(3)用钻头钻出排料孔，并锯除凹件的多余部分，然后粗锉至接触线条，如图5－37所示。
图5－36 凹件的划线
图5－37 去掉凹件多余料
(4)细锉凹件各面，并达到图纸要求。
①先锉左侧面，保证尺寸20±0．03mm。
②按凸件锉配右侧面，保证间隙小于0．06mm。
③按凸件锉配底面，保证间隙小于0．06mm。
3．锉配修正
对凸凹件进行锉配修正，以达到间隙要求。
(三)注意事项
(1)为了给最后的锉配留有一定的余量，在加工凸凹件外轮廓尺寸时，应控制到尺寸的上偏差。
(2)为了能对20mm凸凹件的对称度进行测量控制，60mm处的实际尺寸必须测量准确，并应取其各点实测值的平均数值。
(3)在加工20mm凸件时，只能先去掉一垂直角料，待加工至所要求的尺寸公差后，才能去掉另一垂直角料。由于受测量工具的限制，只能采用间接测量法，以得到所需要的尺寸公差。
(四)评分标准
评分标准见表5－5。
表5－5 凸凹体锉配评分标准
四、随堂练习
1．什么是锉配?锉配工艺对加工精度有什么影响?
2．制定锉配工艺时应考虑哪些问题?
任务5 曲面锉削
知识点
●曲面锉削基本知识。
技能点
●曲面锉削操作要点。
一、任务描述
方铁模具零件图和立体图如图5－38所示，采用锉削方法完成工件的加工，达到图样技术要求。工时4课时，材料45钢。
图5－38 方铁零件图和立体图
二、任务分析
根据该工件的形状特点和加工精度要求，用平面锉削的方法只能完成外形尺寸为85mm×85mm×25mm的加工，无法完成圆弧面的锉削，需要用曲面锉削的方法完成三处圆弧面的加工。
要完成该工件的锉削任务，可按以下操作步骤进行:划出锉削加工线→装夹工件→锉削内圆弧R25→锉削外圆弧R30、R12．5→对圆弧进行检验。
三、相关知识
(一)曲面锉削的应用
(1)配键:在零件加工和产品装配过程中，用于可拆连接零件——键的修配和加工。
(2)完成机械加工较困难的曲面件的加工及修整，如凸凹曲面模具、曲面样板以及轮廓曲面的加工及修整等。
(二)曲面锉削要点
曲面锉削时锉刀的握法、锉削站立位置和姿势、锉削力控制、锉削速度的大小与平面锉削相同，不同之处是锉削操作的方法不同。
1．外曲面的锉削方法
外曲面锉削时，锉刀要同时完成两个运动，即前进运动和绕工件圆弧中心的转动，且两个动作要协调，速度要均匀。其锉削操作方法有两种:
(1)顺向圆弧面锉削:如图5－39(a)所示。锉削时，右手向前推锉的同时向下施加压力，左手随着向前运动的同时向上提锉刀。这种锉削方法能使圆弧面光滑，锉削前一般先将锉削面锉成多棱形，适用于圆弧面的精加工。
(2)横向圆弧面锉削:如图5－39(b)所示。锉削时，锉刀作直线推进的同时作短距离的横向移动，锉刀不随圆弧面摆动。这种锉削方法加工出的圆弧面往往呈多棱形，接近圆弧而不光滑，需要用顺向锉削方法精锉，常用于大余量的粗加工。
图5－39 外圆弧的锉削方法
2．内曲面的锉削方法
内曲面锉削时，锉刀要同时完成三个运动，即前进运动、沿圆弧面向左或向右移动、锉刀绕自身轴线的转动，三个动作只有协调完成，才能保证锉出的弧面光滑、准确。其锉削操作方法有两种:
(1)复合运动锉削:如图5－40(a)所示。锉削时，锉刀同时完成三种运动。一般用于圆弧面的精加工。
(2)顺向锉削:如图5－40(b)所示。锉刀只做直线运动，这种方法锉削的弧面呈多棱形，一般适用于粗加工。
图5－40 内弧面的锉削方法
四、任务实施
(一)准备工作
(1)锉削材料:坯料由机加工而成，85mm×85mm×25mm的45钢方铁。
(2)量具:游标卡尺、刀口直角尺、R规或样板、塞尺。
(3)工具、设备:板锉300mm(粗)、200mm(中)各一只、200mm半圆锉、φ10mm圆锉、台虎钳。
(4)划线工具:平台、划线样板、划针。
(二)操作步骤
(1)划锉削加工线:将工件放在平台上，将划线样板对正压在工件85mm×85mm面上，并用划针划出圆弧加工线。
(2)工件的装夹:将划好线的工件正确地夹紧在台虎钳中间，锉削面高出钳口面约15mm，夹持面为85mm×85mm平面，并用软钳口防止夹伤平面。
(3)锉削内弧R25:先用半圆锉或圆锉采用顺向锉削的方法粗加工内弧面，待加工至接近尺寸要求时，采用复合运动锉削方法精加工。加工过程中用凸R25规检查锉削面与R规圆弧面接触情况，通过透光法判断间隙的大小。
(4)锉削外弧R30、R12．5:锉削时，先用300mm的板锉采用横向锉削法将锉削面锉成接近圆弧的多边形，然后用顺向圆弧锉削法精锉成形。精加工时用200mm的中锉，以提高加工精度。加工过程中用R30、R12．5凹规通过透光法检查锉削面的精度。
(5)圆弧的检测也可以用事先制作的曲面样板检查，通过塞尺或透光法进行检查控制。图5－41所示是用样板检查曲面轮廓度。
图5－41 用样板检查曲面轮廓度
(三)注意事项
(1)防止划线过程中样板有移动。
(2)线条要清晰，可用硫酸铜溶液涂在划线表面上。
(3)锉削外弧时，可先用倒角方法倒至近划线处，再锉削。
(4)不要只注意锉圆，而忽略与基准面的垂直度。
(5)顺向圆弧锉削时，锉刀上翘下摆的摆动幅度要大。
(6)圆弧锉削易出现的误差:圆弧呈多角形，半径过大或过小，横向与基准面的垂直度误差大，尺寸超差，锉纹杂乱不整齐。
(四)评分标准
评分标准见5－6。
表5－6 曲面锉削评分标准
五、随堂练习
(一)填空题
1．外曲面锉削方法有两种:( )和( )。
2．( )法用于外圆弧面的粗加工;( )法用于外圆弧面的精加工。
3．圆弧的检测也可以用事先制作的曲面样板检查，通过( )和( )法进行检查控制。
4．圆弧锉削应注意避免出现圆弧呈多角形、圆弧半径过大或过小、圆弧横向与基准面不垂直、( )和锉纹杂乱不整齐等形体误差。
(二)选择题
1．不同于平面锉削，加工曲面时，要用到半圆锉和( )。
A．圆锉 B．三角锉 C．方锉
2．锉削内圆弧面时，锉刀要完成( )个运动。
A．1 B．2 C．3 D．4
(三)简答题
1．曲面锉削时，一般是先将弧面锉削至呈多棱形，然后再进行圆弧面的精加工，为什么?
2．内、外曲面的锉削加工方法有什么不同之处?
3．常用的检查曲面精度的工具和方法有哪些?
模块小结
本模块主要学习了锉刀规格及种类，锉削的基本方法，锉刀的握法和锉削站立位置、姿势及锉削速度，六角体的锉削加工工艺，曲面锉削基本技能等知识。通过本模块的学习和训练，能够掌握锉刀的握法和锉削站立位置、姿势及锉削速度，六角体的锉削加工工艺，曲面锉削基本技能等知识。
模块六 孔加工
◆教学目标
●掌握钻床的种类及应用;
●掌握标准麻花钻的结构及装夹方法;
●掌握钻孔时的注意事项;
●掌握铰孔的方法;
●掌握铰刀的使用方法。
◆学习难点
●掌握钻头的装夹方法;
●掌握钻孔的方法;
●掌握铰孔的方法。
任务1 钻孔、扩孔
知识点
●钻床的种类及应用;
●标准麻花钻的结构;
●钻削用量;
●钻孔的特点。
技能点
●工件装夹的方法;
●钻头的装夹方法;
●钻孔的方法。
一、任务描述
使用麻花钻在台钻上进行如图6－1所示工件的钻削加工，达到图样要求，工件材料为A3料，单件工时1课时。
图6－1 钻孔零件图
二、任务分析
分析图样，图6－1所示钻孔、扩孔零件图中有三个φ9．8mm孔，表面粗糙度Ra12．5μm，精度要求不高，因此，我们可以在台钻上用麻花钻进行孔加工，先选用直径为φ8．5mm的钻头进行钻孔，然后选用φ9．8mm的钻头进行扩孔。
三、相关知识
钳工进行的孔加工，主要有钻孔、扩孔、铰孔和锪孔。钻孔也是攻丝前的准备工序。
孔加工常在台式钻床、立式钻床或摇臂钻床上进行。若工件大而笨重，也可使用手电钻钻孔。铰孔有时也用手工进行。
(一)钻床
1．台式钻床
台式钻床简称台钻，如图6－2所示。台钻是一种小型机床，安放在钳工台上使用。其钻孔直径一般在12mm以下。由于加工的孔径较小，台钻主轴转速较高，最高时每分钟可近万转，故可加工1mm以下小孔。主轴转速一般通过改变三角胶带在带轮上的位置来调节。台钻的主轴进给运动由手动完成。台钻小巧灵便，主要用于加工小型工件上的各种孔。在钳工中台钻使用得最多。
2．立式钻床
立式钻床简称立钻，如图6－3所示。一般用来钻中型工件上的孔，其规格用最大钻孔直径表示，常用的有25mm、35mm、40mm、50mm等几种。
立式钻床主要由机座、立柱、主轴变速箱、进给箱、主轴、工作台和电动机等组成。主轴变速箱和进给箱与车床类似，分别用以改变主轴的转速与直线进给速度。钻小孔时，转速需高些;钻大孔时，转速应低些。钻孔时，工件安放在工作台上，通过移动工件位置使钻头对准孔的中心。
图6－2 台式钻床
图6－3 立式钻床
3．摇臂钻床
摇臂钻床用来钻削大型工件的各种螺钉孔、螺纹底孔和油孔等，如图6－4所示。它有一个能绕立柱旋转的摇臂。主轴箱可以在摇臂上作横向移动，并随摇臂沿立柱上、下作调整运动。刀具安装在主轴上，操作时，能很方便地调整到所需钻削孔的中心，而不需移动工件。摇臂钻床加工范围广泛，在单件和成批生产中多被采用。
图6－4 摇臂钻床
(二)钻孔的概念和钻头的结构及安装方法
用麻花钻在材料实体部位加工孔称为钻孔。
钻床钻孔时，钻头旋转(主运动)并作轴向移动(进给运动)，如图6－5所示。
图6－5 钻削时的运动
由于钻头结构上存在着一些缺点，如刚性差、切削条件差，故钻孔精度低，尺寸公差等级一般为IT12左右，表面粗糙度Ra值为12．5μm左右。
1．标准麻花钻的结构
标准麻花钻简称麻花钻或钻头，是钻孔的主要刀具，常用的标准麻花钻由高速钢制造，经热处理后其工作部分硬度可达62HRC以上。
图6－6 麻花钻的组成
麻花钻由柄部、颈部和工作部分组成，如图6－6所示。柄部用来夹持和传递钻头动力，它有锥柄和直柄两种，直径小于13mm的通常制成直柄钻头，使用时须用钻夹头夹持，再装入钻床主轴中;直径大于13mm的钻头制成锥柄，可直接装入钻床主轴孔中。颈部是工作部分与柄部的连接部分，加工钻头时作退刀槽用，并在其上刻有钻头的直径。工作部分包括切削部分和导向部分，切削部分的形状类似沿钻头轴线对称布置的两把车刀，由两个前刀面、两个后刀面、两条主切削刃及连接两条主切削刃的横刃组成，两条主切削刃的夹角称为顶角，通常为116°～118°，其结构如图6－6所示;导向部分有两条副切削刃和螺旋槽，副切削刃起修光孔壁和导向作用，螺旋槽的作用是排除切屑和输送切削液。
2．麻花钻的安装方法
钻头的装夹方法，按其柄部的形状不同而异。锥柄钻头可以直接装入钻床主轴锥孔内，较小的钻头可用过渡套筒安装，如图6－7(a)所示。直柄钻头用钻夹头安装，如图6－7(b)所示。钻夹头(或过渡套筒)的拆卸方法是将楔铁插入钻床主轴侧边的扁孔内，左手握住钻夹头，右手用锤子敲击楔铁卸下钻夹头，如图6－7(c)所示。
图6－7 安装拆卸钻头
(三)钻孔过程
1．钻孔前的准备
钻孔前，工件要划线定心，在工件孔的位置划出加工圆和检查圆，并在加工圆和中心冲出样冲眼，如图6－8所示。
图6－8 钻孔前划线
根据孔径大小选取合适的钻头，检查钻头主切削刃是否锋利和对称，如不合要求，应认真修磨。装夹时，应将钻头轻轻夹住，开车检查是否放正，若有摆动，则应纠正，最后用力夹紧。
2．工件的安装
对不同大小与形状的工件，可用不同的安装方法。一般可用虎钳、平口钳等装夹。在圆柱形工件上钻孔时，可放在V形铁上进行，亦可用平口钳装夹，较大的工件则用压板螺钉直接装夹在机床工作台上。各种装夹方法如图6－9所示。
图6－9 钻孔时工件的安装
在成批和大量生产中，钻孔时广泛应用钻模夹具，如图6－10所示。钻模上装有淬过火的耐磨性很高的钻套，用以引导钻头。钻套的位置根据钻孔要求而确定。因而，用钻模钻孔，可以免去划线工作，且钻孔精度有所提高。
图6－10 钻模
3．钻孔方法
钻孔有划线钻孔、配钻孔、用钻模定位夹持钻孔等方法。
对于单件小批量生产，一般采用划线钻孔的方法，先划出两条互相垂直的中心线(十字线)，定出圆心位置，在圆心冲样冲眼，划出孔径圆及检查圆，沿孔径圆打样冲眼，定中心的样冲眼应打得大一些，如图6－11所示。
钻孔时，先用钻头在孔的中心锪一小窝(约占孔径的1/4左右)，检查小窝与所划圆是否同心，如稍有偏离，可用样冲将中心冲大矫正或移动工件借正;若偏离较多，可用窄錾在偏斜相反方向錾几条槽再钻，便可以逐渐将偏斜部分矫正过来，如图6－12所示。
图6－11 钻孔划线定中心
图6－12 钻偏时的纠正方法
(1)钻通孔:工件下面应放垫铁，或把钻头对准工作台空槽;在孔将被钻透时，进给量要小，变自动进给为手动进给，避免钻头在钻穿的瞬间抖动，出现“啃刀”现象，从而影响加工质量，损坏钻头，甚至发生事故。
(2)钻盲孔:要注意掌握钻孔深度。控制钻孔深度的方法有:调整好钻床上深度标尺挡块，安置控制长度量具，或用划线做记号。
(3)钻深孔:钻深孔时要经常退出钻头及时排屑和冷却，否则易造成切屑堵塞或使钻头切削部分过热而磨损、折断。
(4)钻大孔:直径D超过30mm的孔应分两次钻。第一次用(0．5～0．7)D的钻头先钻，再用所需直径的钻头将孔扩大。这样，既利于钻头负荷分担，也有利于提高钻孔质量。
(5)斜面钻孔:对此一般采取如图6－13(a)所示的平顶钻头，由钻心部分先切入工件，而后逐渐钻进。图6－13(b)所示为一种多级平顶钻头。
图6－13 在斜面上钻孔
(6)切削液的选用:钻削钢件时，为降低表面粗糙度，多使用机油作冷却润滑油;为提高生产率，则多使用乳化液。钻削铝件时，多用乳化液、煤油为切削液。钻削铸铁件时，用煤油为切削液。
4．钻孔的有关操作
钻孔前应把孔中心的样冲眼用样冲再冲大一些，使钻头的横刃预先落入样冲眼的锥坑中，这样钻孔时钻头不易偏离孔的中心。
(1)起钻:钻孔时，应把钻头对准孔的中心，然后启动主轴，待转速正常后，手摇进给手柄，慢慢地起钻，钻出一个浅坑，这时观察钻孔位置是否正确，如钻出的锥坑与所划的钻孔圆周线不同心，应及时借正。
(2)借正:如钻出的锥坑与所划的钻孔圆周线偏位较少，可移动工件(在起钻的同时用力将工件向偏位的反方向推移)或移动钻床主轴(摇臂钻床钻孔时)来借正;如偏位较多，可在借正方向打上几个样冲眼或用油槽錾錾出几条槽。
(3)限位:钻盲孔时，可按所需钻孔深度调整钻床挡块限位，当所需孔深度要求不高时，也可用表尺限位。
(4)排屑:钻深孔时，若钻头钻进深度达到直径的3倍，钻头就要退出排屑一次，以后每钻进一定深度，钻头就要退出排屑一次。应防止连续钻进，使切屑堵塞在钻头的螺旋槽内而折断钻头。
(5)手动进给:通孔将要钻穿时，必须减小进给量，如果采用自动进给，则应改为手动进给。
(6)钻孔时的冷却和润滑:钻孔时，加工零件的材料和加工要求不同，所用切削液的种类和作用就不同。钻孔一般属于粗加工，又是半封闭状态加工，摩擦严重，散热困难，加切削液的目的应以冷却为主。
(四)钻孔注意事项
为了操作安全，钻孔时，身体不要贴近主轴，不得戴手套，手中也不允许拿棉纱。切屑要用毛刷清理，不能用手抹或嘴吹。钻通孔时，工件下面要垫上垫板或把钻头对准工作台空槽。工件必须放平、放稳。更换钻头时要停车。松紧夹头要用固紧扳手，切忌锤击。
四、任务实施
(一)准备工作
(1)材料:尺寸100mm×22mm×22mm的45钢一件。
(2)工、刃、量、辅具:台钻、平口钳、钻头φ8．5mm、钻头φ9．8mm、划针、高度游标卡尺、样冲、锤子等。
(二)操作步骤
1．钻孔时的工件划线
按钻孔的位置尺寸要求，划出孔位置的十字中心线，并打上样冲眼(冲眼要小，位置要准)，按孔的大小划出孔的圆周线，如图6－14所示;钻直径较大的孔时，还应划出几个大小不等的检查圆，用于检查和校正钻孔的位置，如图6－15(a)所示;当钻孔的位置尺寸要求较高时，为避免打中心眼所产生的偏差，可直接划出以中心线为对称中心的几个大小不等的方格，作为钻孔时的检查线，然后将中心冲眼敲大，以便准确落钻定心，如图6－15(b)所示。
图6－14 划孔的圆周线
2．工件的装夹
由于工件比较平整，可用机床用平口虎钳(简称机用平口虎钳)装夹，如图6－16所示。
图6－16 用机用平口虎钳装夹工件
把机用平口虎钳安放在钻床的工作台上，擦净钳口的铁屑，将工件放入钳口内，使工件的被加工面朝上，按顺时针方向旋转螺杆将工件夹紧，如图6－16(a)所示;然后用铜棒或木棍敲击，听声音检查工件是否放平夹紧，如图6－16(b)所示。
图6－17 直柄麻花钻的夹持
装夹时，工件表面应与钻头垂直，钻直径大于φ8mm的孔时，必须将机床用平口虎钳固定，固定前应用钻头找正，使钻头中心与被钻孔的样冲眼中心重合。
3．安装麻花钻
(1)直柄麻花钻的拆装:直柄麻花钻用钻夹头夹持。先将麻花钻柄装入钻夹头的三卡爪内(夹持长度不能小于15mm)，再用钻夹头钥匙旋转外套，做夹紧或放松动作，如图6－17所示。
(2)锥柄麻花钻的拆装方法:锥柄麻花钻用柄部的莫氏锥度直接与钻床主轴连接。连接时，需将麻花钻锥柄、主轴锥孔擦干净;然后使矩形扁尾的长向与主轴上的腰形孔中心线方向一致，用加速冲力一次装夹完成，如图6－18(a)所示。
图6－18 钻头的拆装
当麻花钻锥柄小于主轴锥孔时可加过渡套筒连接，如图6－18(b)所示。对套筒内的钻头和在钻床主轴上的钻头的拆卸，是把斜铁敲入套筒或钻床主轴的腰形孔内，斜铁带圆弧的一边要放在上面，利用斜铁斜面的张紧分力，使钻头与套筒和主轴分离，如图6 －19所示。
图6－19 锥柄麻花钻的拆卸
4．钻床转速的选择
选择时要首先确定钻头允许切削速度v。用高速钢钻头钻铸铁件时，v=14～22m/min;钻钢件时，v=16～24m/min;钻青铜或黄铜件时，v=30～60m/min。当工件材料的硬度和强度较高时取较小值(铸铁的硬度以HB=200为中值，钢的强度以σb=700MPa为中值);钻头直径小时也取较小值(钻头直径以φ16mm为中值);钻孔深度L＞3d时，还应将取值乘以0．7～0．8的修正系数。然后用下式求出钻床转速n:
式中:v——切削速度，m/min;
d——钻头直径，mm。
例如，在钢件(强度σb=700MPa)上钻φ10mm的孔，钻头材料为高速钢，钻孔深度为25mm，则应选用的钻头转速为:
5．起钻
钻孔时，先使钻头对准钻孔中心，钻出一浅坑，观察钻孔位置是否正确，并要不断纠正，使起钻浅坑与划线圆同轴。校正时，如偏位较少，可在起钻的同时用力将工件向偏位的相同方向推移，达到逐步校正;如偏位较多，可在校正方向打几个中心冲眼或用油槽錾錾出几条槽(如图6－20所示)，以减少此处的切削阻力，达到校正的目的。无论用何种方法校正，都必须在锥坑外圆小于钻头直径之前完成。
图6－20 用油槽錾校正起钻偏位的孔
6．手动进给钻孔
当起钻达到钻孔位置要求后，可夹紧工件完成钻孔，并用毛刷加注乳化液。手动进给操作钻孔时，进给力不宜过大，防止钻头发生弯曲，使孔歪斜，如图6－21所示。孔将钻穿时，进给力必须减小，以防止进给量突然过大，增大切削抗力，造成钻头折断，或使工件随钻头转动造成事故。
图6－21 钻头弯曲现象
7．钻其他两孔
钻孔完毕，退出钻头，按上述方法完成其他两孔的加工。
8．钻孔时的冷却润滑
为使钻头散热冷却，减少钻头与工件、切屑之间的摩擦，提高钻头寿命，改善加工表面的质量，钻孔时要加注足够的切削液。表6－1为钻各种材料时使用的切削液。
表6－1 钻各种材料时使用的切削液
9．扩孔、倒角
换φ9．8mm钻头进行扩孔，两边倒角C1(钻头顶角需磨成90°)。
10．结束钻孔
关闭钻床电动机，卸下工件，按图样要求检查工件。
(三)注意事项
(1)严格遵守钻床操作规程，严禁戴手套操作。
(2)工件必须夹紧，特别在小工件上钻较大直径孔时装夹必须牢固，孔将钻穿时，要尽量减小进给力。
(3)开动钻床前，应检查是否有钻夹头钥匙或斜铁插在钻轴上。
(4)钻孔时不可用手和棉纱拂拭或用嘴吹来清除切屑，必须用刷子清除;钻出长条切屑时，要用钩子钩断后除去。
(5)操作者的头部不准与旋转着的主轴靠得太近，停车时应让主轴自然停止，不可用手刹住，也不能用反转制动。
(6)严禁在开车状态下装拆工件。检验工件和变换主轴转速，必须在停车状况下进行。
(7)清洁钻床或加注润滑液时，必须切断电源。
(四)钻孔可能出现的问题和产生原因
钻孔时常见的问题及原因分析见表6－2。
表6－2 钻孔时常见的问题及原因分析
(续表)
(五)评分标准
评分标准见表6－3。
表6－3 钻孔评分标准
五、随堂练习
(一)填空题
1．钻孔时，主运动是( )，进给运动是( )。
2．钻削用量包括:( )、( )、( )。
3．钻孔常用的钻床有( )、( )和( )。
4．钻孔呈多边形的原因是( )和( )。
(二)简答题
1．钻孔时钻床的转速如何进行计算?
2．钻孔时造成孔径歪斜的主要原因有哪些?
3．选择钻削用量的原则是什么?
(三)计算题
1．在一钻床上钻φ10mm的孔，选择转速n为500r/min，求钻削时的切削速度。
2．在一钻床上钻φ20mm的孔，根据切削条件，确定切削速度v为20m/min，求钻削时应选择的转速。
六、知识拓展——扩孔与锪孔
(一)扩孔
1．扩孔
用扩孔钻对工件上已有的孔(铸孔、锻孔、钻孔)进行扩大加工的方法，称为扩孔，如图6－22所示。
图6－22 扩孔
由图6－22可知，扩孔时背吃刀量ap为:
ap=(D－d)/2
式中:D——扩孔后的直径，mm;
d——扩孔前的直径，mm。
扩孔所用的刀具是扩孔钻，如图6－23所示。扩孔钻的结构与麻花钻相似，但切削刃有3～4个，前端是平的，无横刃，螺旋槽较浅，钻体粗大结实，切削时刚性好，不易弯曲，扩孔尺寸公差等级可达IT10～9，表面粗糙度Ra值可达3．2μm。扩孔可作为终加工，也可作为铰孔前的预加工。
图6－23扩孔钻及扩孔
2．扩孔的特点
(1)扩孔钻无横刃，避免了横刃切削所引起的不良影响。
(2)背吃力量较小，切屑易排出，不易擦伤已加工面。
(3)扩孔钻强度高、齿数多，导向性好，切削稳定，可使用较大切削用量(进给量一般为钻孔的1．5～2倍，切削速度约为钻孔的1/2)，提高了生产效率。
(4)加工质量较高。一般公差等级可达IT10～IT9，表面粗糙度可达Ra12．5～3．2μm，常作为孔的半精加工及铰孔前的预加工。
3．扩孔注意事项
(1)扩孔钻多用于成批大量生产。小批量生产常用麻花钻代替扩孔钻使用，此时，应适当减小钻头前角，以防止扩孔时扎刀。
(2)用麻花钻扩孔，扩孔前钻孔直径为0．5～0．7倍的要求孔径;用扩孔钻扩孔，扩孔前钻孔直径为0．9倍的要求孔径。
(3)钻孔后，在不改变钻头与机床主轴相互位置的情况下，应立即换上扩孔钻进行扩孔，使钻头与扩孔钻的中心重合，保证加工质量。
(二)锪孔与锪平面
对工件上的已有孔进行孔口型面的加工称为锪削，如图6－24所示。锪削又分锪孔和锪平面。
图6－24 锪削工作
圆柱形埋头孔锪钻的端刃主要起切削作用，周刃作为副切削刃，起修光作用。为了保持原有孔与埋头孔同心，锪钻前端带有导柱，可与已有的孔滑配，起定心作用。
锥表锪钻顶角有60°、75°、90°及120°四种，其中90°的用得最广泛。锥形锪钻有6～12个刀刃。
端面锪钻用于锪与孔垂直的孔口端面(凸台平面)。小直径孔口端面可直接用圆柱形埋头孔锪钻加工，较大孔口的端面可另行制作锪钻。
锪削时，切削速度不宜过高，钢件需加润滑油，以免锪削表面产生径向振纹或出现多棱形等质量问题。
任务2 铰 孔
知识点
●铰刀的种类及特点;
●铰削用量;
●铰孔时的冷却润滑。
技能点
●掌握铰孔的基本操作技能。
一、任务描述
按图6－25所示的零件图进行加工，并符合技术要求。工件材料为A3料，单件工时1课时。
图6－25 用铰刀在长方体上铰孔
二、任务分析
对图6－25所示的零件，通过图纸分析可知，孔尺寸精度要求比较高，一般通过钻孔达不到要求。因此，需要通过铰孔来达到尺寸精度要求。
三、相关知识
(一)铰孔加工概述
钻孔是在实体材料中钻出一个孔，而铰孔是从工件孔壁上切除微量金属层，以提高孔的尺寸精度和降低表面粗糙度的方法。铰孔与钻孔、扩孔一样，都是由刀具本身的尺寸来保证被加工孔的尺寸的，但铰孔的质量要高得多。铰孔是孔的精加工方法之一，常用于直径不很大、硬度不太高的工件孔的精加工，也可用于磨孔或研孔前的预加工。机铰生产率高，劳动强度小，适宜于大批量生产。
铰孔加工精度可达IT9～IT7级，表面粗糙度一般达Ra1．6～0．8μm，这是由于铰孔所用的铰刀结构特殊，加工余量小，并用很低的切削速度工作的缘故。
直径在100mm以内的孔可以采用铰孔，孔径大于100mm时多用精镗代替铰孔。在镗床上铰孔时，孔的加工顺序一般为:钻(或扩)孔—镗孔—铰孔。对于直径小于12mm的孔，由于孔小，镗孔非常困难，一般先用中心钻定位，然后钻孔、扩孔，最后铰孔，这样才能保证孔的直线度和同轴度。
一般来说，对于IT8级精度的孔，只要铰削一次就能达到要求;IT7级精度的孔应铰两次，先用小于孔径0．05～0．2mm的铰刀粗铰一次，再用符合孔径公差的铰刀精铰一次;IT6级精度的孔则应铰削三次。
铰孔纠正孔的位置误差的能力很差，因此，孔的位置精度应由铰孔前的预加工工序予以保证，在铰削前，孔的预加工应先减少和消除位置误差。例如，对于同轴度和位置公差有较高要求的孔，首先使用中心钻或点钻加工，然后钻孔，接着进行粗镗，最后才由铰刀完成加工。另外，铰孔前，孔的表面粗糙度应小于Ra3．2μm。
铰孔操作需要使用冷却液，以得到较好的表面质量并在加工中帮助排屑。切削中并不会产生大量的热，所以选用标准的冷却液即可。
(二)铰刀及选用
1．铰刀结构
在加工中心上铰孔时，多采用通用的标准机用铰刀。通用标准铰刀有直柄、锥柄和套式三种。直柄铰刀直径为φ6mm～φ20mm，小孔直柄铰刀直径为φ1mm～φ6mm，锥柄铰刀直径为φ10mm～φ32mm，套式铰刀直径为φ25mm～φ80mm。分H7、H8、H9三种精度等级。铰刀结构如图6－26所示。
图6－26(a)所示为直柄整体式高速钢铰刀A型，工作部分包括切削部分与校准部分。
图6－26 铰刀结构图
铰刀刀头开始部分称为刀头倒角或“引导锥”，方便刀具进入一个没有倒角的孔。一些铰刀在刀头设计一段锥形切削刃，为刀具切削部分，承担主要的切削工作，其切削半锥角较小，一般为1°～15°，因此，铰削时定心好，切屑薄。
校准部分的作用是校正孔径、修光孔壁和导向。校准部分包括圆柱部分和倒锥部分，圆柱部分保证铰刀直径和便于测量，刀体后半部分呈倒锥形可以减小铰刀与孔壁的摩擦。
2．铰刀直径尺寸的确定
铰孔的精度主要决定于铰刀的尺寸精度。
由于新的标准圆柱铰刀在直径上留在研磨余量，且其表面粗糙度也较差，所以在铰削IT8级精度以上孔时，应先将铰刀的直径研磨到所需的尺寸精度。
由于铰孔后，孔径会扩张或缩小，目前对孔的扩张或缩小量尚无统一规定，一般铰刀的直径多采用以下经验数值:
铰刀直径的基本尺寸=孔的基本尺寸
上偏差=2/3被加工孔的直径公差
下偏差=1/3被加工孔的直径公差
例如:铰削φ20H7
的孔，选用的铰刀直径为:
铰刀基本尺寸=φ20mm
上偏差=2/3×0．021mm=0．0141mm
下偏差=1/3×0．021mm=0．007mm
所以选用的铰刀直径尺寸为φ20
3．铰刀齿数的确定
铰刀是多刃刀具，铰刀齿数取决于孔径及加工精度，标准铰刀有4～12齿。齿数过多，刀具的制造刃磨较困难，在刀具直径一定时，刀齿的强度会降低，容屑空间小，由此造成切屑堵塞和划伤孔壁甚至蹦刃;齿数过少，则铰削时的稳定性差，刀齿的切削负荷增大，且容易产生几何形状误差。铰刀齿数可参照表6－4选择。
表6－4 铰刀齿数选择
铰刀的刀齿又分为直齿和螺旋齿两种。螺旋齿铰刀带有左旋的螺旋槽，这种设计适合于加工通孔，在切削过程中左旋螺旋槽“迫使”切屑往孔底移动并进入空区，不过它不适合盲孔加工。
4．铰刀材料的确定
铰刀材料通常是高速钢、钴合金或带焊接硬质合金刀尖的硬质合金刀具。硬质合金铰刀耐磨性较好;高速钢铰刀较经济实用，但耐磨性较差。
(三)铰削用量的选用
1．铰削余量
铰削余量是留作铰削加工的切深的大小。通常铰孔的余量比扩孔或镗孔的余量要小，铰削余量太大会增大切削压力而损坏铰刀，导致加工表面粗糙度很差。余量过大时可采取粗铰和精铰分开的方法，以保证技术要求。
另一方面，毛坯余量太小会使铰刀过早磨损，不能正常切削，也会使表面粗糙度差。
一般铰削余量为0．1～0．25mm，对于较大直径的孔，余量不能大于0．3mm。
有人根据经验建议留出铰刀直径1～3%大小的厚度作为铰削余量(直径值)，如φ20的铰刀铰φ19．6左右的孔比较合适:
20－(20×2/100)=19．6
对于硬材料和一些航空材料，铰孔余量通常取得更小。
2．铰孔的进给率
铰孔的进给率比钻孔要大，通常为它的2～3倍。取较高进给率的目的是使铰刀切削材料而不是摩擦材料。但铰孔的粗糙度Ra值随进给量的增加而增大。
进给量过小，会导致刀具径向摩擦力的增大，铰刀会迅速磨损引起铰刀颤动，使孔的表面变粗糙。
用标准高速钢铰刀加工钢件，要得到表面粗糙度Ra0．63，则进给量不能超过0．5mm/r;对于铸铁件，可增加至0．85mm/r。
3．铰孔操作的主轴转速
铰削用量各要素对铰孔的表面粗糙度均有影响，其中以铰削速度影响最大，如用高速钢铰刀铰孔，要获得较好的粗糙度Ra0．63，对中碳钢工件来说，铰削速度不应超过5m/min，因为此时不易产生积屑瘤;而铰削铸铁工件时，因切屑断为粒状，不会形成积屑瘤，故速度可以提高到8～10m/min。
通常铰孔的主轴转速可选为同材料上钻孔主轴转速的2/3。例如，如果钻孔主轴转速为500r/min，那么铰孔主轴转速定为它的2/3比较合理:
500×0．660=330r/min
(四)铰孔时的冷却润滑
铰削的切屑细碎且易黏附在刀刃上，甚至挤在孔壁与铰刀之间而刮伤表面，扩大孔径。铰削时必须用适当的切削液冲掉切屑，减少摩擦，并降低工件和铰刀温度，防止产生刀瘤。切削液的选用可参考表6－5。
表6－5 铰孔时的切削液
四、任务实施
(一)准备工作
(1)材料:任务1钻孔、扩孔完成的工件。
(2)刀具、量具及设备:φ10H7圆柱手铰刀，游标卡尺，直角尺，相应的圆柱销、圆锥销及切削液等。
(二)操作步骤
1．铰各圆柱孔
铰各圆柱孔，用相应的圆柱销配检。
(1)手铰起铰时，右手通过铰孔轴心线施加进刀压力，左手转动铰杠，两手用力应均匀、平稳，不得有侧向压力，同时适当加压，使铰刀均匀前进。如图6－27所示。
(2)铰孔完毕时，铰刀不能反转退出，防止刃口磨钝，以及切屑嵌入刀具后刀面与孔壁之间而将孔壁划伤。
(3)机铰时，应使工件在一次装夹中进行钻、铰工作，保证铰孔中心线与钻孔中心线一致。铰毕后，铰刀退出后再停机，防止孔壁拉伤。如图6－28所示。
2．铰锥销孔
先按小端直径钻孔(留出铰孔余量)，再用锥度铰刀铰削即可。用锥销试配检验，达到正确的配合尺寸要求。
对尺寸和深度较大的圆锥孔，为减小铰削余量，可先钻出阶梯孔，然后用锥度铰刀铰削;铰削中应经常用相配的锥销检查铰孔尺寸，如图6－29所示。
图6－27 手铰
图6－28 机铰
图6－29 检查铰孔尺寸
(三)铰孔可能出现的问题和产生原因
铰孔可能出现的问题和产生原因见表6－6。
表6－6 铰孔可能出现的问题和产生原因
(四)注意事项
(1)铰刀是精加工工具，刀刃较锋利，刀刃上如有毛刺或切屑黏附，不可用手清除，应用油石小心地磨去。
(2)铰削通孔时，防止铰刀掉落造成损坏。
(五)评分标准
评分标准见表6－7。
表6－7 铰孔评分标准
五、随堂练习
(一)填空题
1．铰刀的工作部分由( )部分、( )部分、( )部分和( )组成。
2．铰刀由 ( )部分、( )部分和( )部分组成。
3．铰刀的齿数一般为( )齿，为方便测量，铰刀多采用( )数齿。
4．机用铰刀的特点是( )部分较短，( )较长，( )角较大。
5．铰刀最容易磨损的部位是( )部分和( )部分的过渡处。
6．铰刀柄部的作用是用来( )和( )，柄部有( )柄、( )柄和( )柄三种。
7．铰削用量包括( )、( )和( )。
8．选择铰削用量时，应考虑( )、( )、( )、( )及( )等诸多因素的影响。
9．铰削有键槽的孔时必须选用( )，一般螺旋槽的方向应是( )。
10．高速铰削和铰削较硬的材料时，常采用( )铰刀。
(二)选择题
1．手铰时，铰刀每次停歇的位置应当是( )的。
A．相同 B．不同 C．固定不变
2．手用铰刀的刀齿在刀体圆周上应( )分布。
A．均匀 B．不均匀 C．螺旋
3．铰削速度过大，不仅使孔径表面粗糙度值变大，还会造成孔径( )。
A．缩小 B．扩大 C．呈多边形
4．若钻床主轴跳动量超差，铰出的孔将会出现( )现象。
A．中心偏移 B．多棱形 C．孔径缩小
(三)简答题
1．铰削余量为什么不能太大也不能太小?
2．铰孔时表面粗糙度值达不到要求的主要原因是什么?
3．试述整体圆柱手用铰刀的各部分名称和作用。
模块小结
本模块主要学习了钻床的种类及应用，标准麻花钻的结构及装夹方法，钻孔、铰孔的方法以及铰刀的使用方法等知识。通过本模块的学习和训练，能够掌握钻孔、铰孔的基本操作技能等。
模块七 攻、套螺纹
◆教学目标
●掌握攻、套螺纹的常用工具及其使用方法;
●掌握攻、套螺纹的基本操作技能。
◆学习难点
●掌握攻、套螺纹的基本操作技能。
任务1 攻螺纹
知识点
●了解攻螺纹的常用工具及其使用方法。
技能点
●掌握攻螺纹的基本操作技能。
攻螺纹是用丝锥在工件孔中切削出内螺纹的加工方法。钳工加工的螺纹多为三角螺纹和圆柱管螺纹，在机械制造业应用十分广泛。
一、任务描述
用手用丝锥在如图7－1所示的工件上攻螺纹，达到图样要求，工件材料为45钢，单件工时1课时。
图7－1 六角螺母
二、任务分析
该工件的螺纹分布在工件的内孔表面，根据其特点，此项操作属于内螺纹加工，称攻螺纹。
三、相关知识
(一)攻螺纹的工具
1．丝锥
丝锥一般分为手用丝锥和机用丝锥两种。手用丝锥是用合金工具钢9SiCr或轴承钢GCr9经滚牙、淬火、回火制成的;机用丝锥则都用高速钢W18CrV制造。
丝锥由工作部分和柄部组成，其中工作部分由切削部分和校准部分组成，如图7－2所示。
图7－2 丝锥
切削部分是指丝锥前部的圆锥部分，有锋利的切削刃，起主要切削作用，不仅工作省力，不易产生崩刃，而且引导作用良好并能保证螺孔的表面粗糙度;校准部分具有完整的牙型，用来修光和校准已切出的螺纹，并起导向作用，是丝锥的备磨部分;丝锥柄部为方榫，是丝锥的夹持部位，起传递转矩及轴向力的作用。
丝锥按加工方法分机用丝锥和手用丝锥两种，机用丝锥一般为1支;手用丝锥可以分为两种情况:其中M6～M24的丝锥为两支一套(即头攻、二攻)，小于M6或大于M24的丝锥为三支一套(即头攻、二攻、三攻)，一般常用两支一套的，使用时先用头攻，再用二攻。丝锥头攻如图7－3(a)所示，丝锥二攻如图7－3(b)所示。
丝锥头攻和二攻的区别主要在丝锥的切削部分，头攻的切削部分较长，一般有5～7个不完整牙形;二攻的切削部分较短，有1～2个不完整牙形。
图7－3 两支一套的手用丝锥
注:若是通孔，可以直接用头攻一次攻通即可，可以不用二攻，盲孔必须要使用二攻。
2．铰杠
铰杠是手工攻螺纹时用来夹丝锥的工具，分普通铰杠和丁字铰杠两类，同时这两种铰杠都有固定式和活络式之分，如图7－4所示。常用的是可调节式，转动右边的手柄或螺钉，即可调节方孔大小，以便夹持各种不同尺寸的丝锥。铰杠的规格要与丝锥的大小相适应，小丝锥不宜用大铰杠，否则易折断丝锥。
图7－4 铰杠
其中丁字铰杠适于在高凸台旁边或箱体内部攻螺纹，可调式丁字铰杠用于M6以下丝锥，普通铰杠固定式用于M5以下的丝锥。铰杠的方孔尺寸和柄的长度都有一定的规格，使用时按丝锥尺寸大小，在表7—1中合理选择。
表7－1 可调铰杠使用范围
(二)攻螺纹前底孔直径与孔深的确定
1．攻丝前底孔直径的确定
可查有关手册直接确定，也可以用公式计算。
(1)对于脆性材料(铸铁、青铜等)，有:
D孔=D－(1．05～1．1)P
式中:D孔——螺纹底孔直径，mm;
D——螺纹大径，mm;
P——螺距，mm。
(2)对于塑性材料(钢、紫铜等)，有:
D孔=D－P
式中:D——螺纹大径，mm;
P——螺距，mm。
2．攻螺纹前底孔深度的确定
攻盲孔(不通孔)的螺纹时，为了保证螺纹的有效工作长度，孔的深度要大于螺纹的长度，具体公式如下:
H深=H有效+0．7D
式中:H深——底孔深度，mm;
H有效——螺纹有效长度，mm;
D——螺纹大径，mm。
四、任务实施
(一)准备工作
(1)材料:45钢六角体一件。
(2)量具:直角尺、游标卡尺。
(3)工具、设备:榔头、锯架、锉刀、锯条、样冲、刷子、φ4钻头、φ10．5钻头、角尺、M12的手用头攻和二攻丝锥、铰杠、M12的标准螺钉等。
(4)划线工具:高度尺、V形架、样冲、划规、平台。
(二)操作步骤
1．划钻孔加工线
用高度尺划出图样中30mm尺寸方向的两条中心线，其交点即底孔的中心。用样冲在中心处冲点，并用圆规划出φ10的圆和半径小于R5的两个不同的同心圆。如图7－5所示。
图7－5 钻孔划线
2．工件的装夹
对不同大小与形状的工件，可用不同的装夹方法。一般可用虎钳、平口钳等装夹。在圆柱形工件上钻孔时，可放在V形铁上进行，亦可用平口钳装夹。较大的工件则用压板螺钉直接装夹在机床工作台上，各种装夹方法如图7－6所示。
图7－6 钻孔时工件的装夹
3．钻底孔并倒角
M12螺纹底孔直径是10．2mm。将刃磨好的φ10．2mm钻头装夹在立钻钻夹头上，起钻后边钻孔边调整位置，用划好的同心圆限定边界，直到位置正确后钻出底孔。钻通后，换倒角钻对两面孔口进行倒角。用游标卡尺检查孔的尺寸。
4．加工螺纹
将钻好孔的工件夹紧在台虎钳上，使工件上表面处于水平。选225mm的可调铰杠，将头锥装紧在铰杠上。将丝锥外表面涂上润滑油，垂直放入孔中，一手施加压力，一手转动铰杠，如图7－7所示。当丝锥进入工件1～2牙时，用直角尺在两个相互垂直的平面内检查和矫正，如图7－8所示。当丝锥进入3～4牙时，丝锥的位置要正确无误。即可用两手平稳地转动铰杠，不加压力旋到底。为了避免切屑过长而缠住丝锥，操作时，应如图7－9所示，每顺转l/2～1圈后，轻轻倒转l/4～l/2圈，再继续顺转。对钢料攻丝时，要加乳化液或机油润滑;对铸铁攻丝时，一般不加切削液，但若螺纹表面要求光滑，可加些煤油，如图7－10所示。
图7－7 起攻方法
图7－8 检查方法
图7－9 攻螺纹方法
图7－10 润滑方法
(三)注意事项
(1)选择合适的铰杠长度，以免转矩过大，折断丝锥。
(2)正常攻螺纹阶段，双手作用在铰杠上的力要平衡。切忌用力过猛或左右晃动，造成孔口烂牙。每正转1/2～1圈后，应将丝锥反转1/4～1/2圈，将切屑切断排出。加工盲孔时更要如此。
(3)转动铰杠感觉吃力时，不能强行转动，应退出头锥，换用二锥，如此交替进行。
(4)攻不通螺孔时，可在丝锥上做好深度标记，并要经常退出丝锥，清除留在孔内的切屑。当工件不便倒向清屑时，可用磁性针棒吸出切屑或用弯的管子吹去切屑。
(5)攻钢料等韧性材料工件时，加机油润滑可使螺纹光洁，并能延长丝锥寿命;对铸铁件，通常不加润滑油，也可加煤油润滑。
(6)熟悉攻螺纹时可能出现的问题及其产生的原因。
(四)攻螺纹废品分析
攻螺纹废品分析见表7－2。
表7－2 攻螺纹废品分析
(五)评分标准
评分标准见表7－3。
表7－3 攻螺纹评分标准
五、随堂练习
(一)填空题
1．丝锥是加工( )的工具，有( )丝锥和( )丝锥。
2．成组丝锥通常是M6～M24的丝锥一组有( )支;M6以下及M24以上的丝锥一组有( )支;细牙丝锥为( )支一组。
3．一组等径丝锥中，每支丝锥的大径、( )、( )都相等，只是切削部分的切削( )及( )不相等。
4．丝锥螺纹公差带有( )、( )、( )、( )四种。
5．攻螺纹时，丝锥切削刃对材料产生挤压，因此攻螺纹前( )直径必须稍大于( )小径的尺寸。
6．在钢和铸铁工件上分别加工同样直径的内螺纹，钢件底孔直径比铸铁底孔直径( )。
(二)简答题
1．为什么攻螺纹时工件底孔直径要略大于螺纹小径?
2．起攻螺纹时应注意哪些要点?
3．丝锥由哪几部分组成?各有什么作用?
4．加工螺纹时，发生烂牙的主要原因有哪些?
任务2 套螺纹
知识点
●了解套螺纹的常用工具及其使用。
技能点
●掌握套螺纹的基本操作技能。
用板牙在外圆柱面上(或外圆锥面)切削出外螺纹的加工方法称为套螺纹。钳工加工的螺纹多为三角螺纹，在机械制造业应用十分广泛。
一、任务描述
用手用板牙在钢的圆柱外表面上套M16螺纹，如图7－10所示，达到图样要求，单件工时1课时。
图7－10 圆柱外螺纹
二、任务分析
该工件的螺纹分布在工件的圆柱外表面，根据其特点，此项操作属于外螺纹加工，称套螺纹。
三、相关知识
(一)套螺纹
用板牙在外圆柱面(或外圆锥面)上切削出外螺纹的加工方法称为套螺纹。
1．套螺纹工具
套螺纹所用的工具是圆板牙和圆板牙铰杠。
(1)圆板牙:圆板牙是加工外螺纹的刀具，它用合金工具钢9SiCr或高速钢W18Cr4V制作并淬火处理。
圆板牙有封闭式和开槽式(可调式)两种结构，如图7－11所示。图7－12所示为开槽式板牙结构，其板牙螺纹孔的大小可作微量的调节。板牙孔的两端带有60°的锥度部分，是板牙的切削部分。
图7－11 板牙
图7－12 开槽式板牙结构
板牙的结构如图7－13所示，由切削部分、校准部分和排屑孔组成。圆板牙本身就像一个圆螺母，只是在它上面钻有3～5个排屑孔(容屑槽)，并形成切削刃。
图7－13 板牙的结构
(2)圆板牙铰杠:圆板牙铰杠是装夹板牙的工具，如图7－14所示。板牙放入后，用螺钉紧固。
图7－14 铰杠
(二)套螺纹前圆杆直径的确定
与攻螺纹一样，用圆板牙在钢料上套螺纹时，材料同样受到挤压而变形，螺孔牙尖要被挤高一些，所以，圆杆直径应略小于螺纹的大径(公称直径)。圆杆尺寸根据下式确定:
d=D－0．13P
式中:d——圆杆直径，mm;
D——螺纹大径，mm;
P——螺距，mm。
(三)套螺纹方法
套螺纹前应检查圆杆直径，太大难以套入，太小则套出的螺纹不完整。套螺纹的圆杆必须倒角，如图7－15所示。套螺纹时板牙端面与圆杆垂直，如图7－16所示。开始转动板牙架时，要稍加压力，套入几扣后，即可转动，不再加压。套螺纹过程中要时常反转，以便断屑。在钢件上套扣时，亦应加机油润滑。
图7－15 圆杆倒角
图7－16 套扣
起套方法与攻螺纹起攻方法一样，一只手掌按住铰杠中部，沿圆杆轴向施加压力，另一只手作顺向旋进，转动要慢，压力要大，并保证板牙端面与圆杆轴线的垂直度要求。板牙切入圆杆2～3牙时，应及时检查其垂直度误差并作准确校正。
起套完成时，不要加压，让板牙自然切进，以免损坏螺纹和板牙，并要经常倒转断屑。
在钢件上套螺纹时，如手感较紧，应及时退出，清理切屑后再进行，并加切削液或用机油润滑，要求较高时可用菜油或二硫化钼。
四、任务实施
(一)准备工作
(1)材料:尺寸φ15．7×50mm的圆柱一件。
(2)量具:直角尺、游标卡尺。
(3)工具、设备:平口虎钳、M16的圆板牙、铰杠、M16的标准螺母等。
(二)操作步骤
1．套螺纹前圆杆直径的确定
由P=2mm得圆杆直径d=16－0．13×2=15．7(mm)。
为了便于板牙对准工件和切入工件，圆杆端部倒角为15°～20°，如图7－17所示。锥体小端可以略小于螺纹小径，以避免出现锋口和卷边而影响螺母的拧入。
图7－17 圆杆倒角
2．圆杆的装夹
圆杆应装夹在用硬木制成的V形钳口或原铜板制成的铜钳口中，如图7－18所示，并尽量靠近钳口。这样做的主要原因是套螺纹时，切削力矩很大，圆杆不易夹持牢固而出现偏斜和夹出痕迹。
图7－18 夹紧圆螺杆的方法
3．套螺纹的操作
开始套螺纹时，应使板牙端面与圆杆垂直，右手握住板牙架中部适当施加压力并转动铰杠，如图7－19所示。当板牙切入圆杆1～2圈时，应采用目测校正板牙的位置，如图7－20所示。当板牙切入圆杆3～4圈时，牙端面应与圆杆轴线垂直，避免套出的螺纹两面有深浅，甚至烂牙。为了避免切屑过长，套螺纹过程中板牙应经常倒转，如图7－21所示。
在钢件上套螺纹时若手感较紧，应及时倒转，将铁屑折断后再进行，并加切削液或机油润滑，要求较高时可用菜油或二硫化钼，如图7－22所示。
图7－19 起套螺纹
图7－20 检查方法
图7－21 套螺纹
图7－22 润滑方法
(三)套螺纹废品分析
套螺纹废品分析见表7－4。
表7－4 套螺纹废品分析
(四)评分标准
评分标准见表7－5。
表7－5 套螺纹评分标准
五、随堂练习
(一)填空题
1．用( )在圆杆上切出外螺纹的加工方法称为套螺纹。
2．套螺纹时，材料会受到板牙切削刃挤压而变形，所以套螺纹前( )直径应稍小于( )大径的尺寸。
3．套制M20×2的螺纹，螺纹的杆径为( )mm。
4．在钢和铸铁圆杆工件上分别加工同样直径的外螺纹，钢件圆杆直径应( )铸铁圆杆直径。
(二)简答题
1．套螺纹的步骤有哪些?
2．套螺纹时废品产生的原因有哪些?
模块小结
本模块主要学习了攻、套螺纹的常用工具及其使用方法，以及攻、套螺纹的基本操作技能等知识。通过本模块的学习和训练，能够掌握攻、套螺纹的基本操作技能等。
模块八 刮削与研磨
◆教学目标
●了解刮削的原理、特点及应用;
●掌握刮刀的材料、种类及结构;
●掌握平面刮刀的热处理和刃磨刮刀的技能;
●掌握挺刮法的姿势和动作要领;
●掌握原始平板的研刮方法和步骤;
●掌握研磨的操作方法。
◆学习难点
●掌握平面刮刀的热处理和刃磨刮刀的技能;
●掌握挺刮法的姿势和动作要领;
●掌握原始平板的研刮方法和步骤;
●掌握研磨的操作方法。
任务1 刮刀刃磨与热处理
知识点
●了解刮削原理;
●掌握刮刀的材料、种类及结构;
●掌握刮削的特点和应用。
技能点
●掌握平面刮刀的热处理和刃磨刮刀的技能。
一、任务描述
工作过程中，随时检查刮刀是否锋利，如果刀刃磨损，需进行刃磨;如果刮刀硬度不够，要进行淬火处理。该任务就是对平面刮刀进行刃磨和热处理。额定完成工时为1课时。
二、任务分析
刮刀无论在机具大修、小修和保养中都是不可缺少的工具，刮刀刃磨的好坏直接影响操作者刮削的质量，因此，对它的材料、结构、刃磨及热处理都应全面了解，而且要运用自如。
三、相关知识
(一)刮削
用刮刀刮去工件表面金属薄层的加工方法称为刮削。
1．刮削原理
刮削是在工件与基准件上涂一层显示剂，经过推研，使工件上较高的部位显示出来，然后用刮刀刮去较高部分的金属层。经过反复多次推研、刮削，使工件达到要求的尺寸精度、形状精度及表面接触精度，所以刮削又称刮研。
2．刮削的特点和作用
(1)在刮削过程中，工件表面多次受到具有负前角的刮刀的推挤和压光作用，使工件表面的组织变得紧密，并在表面产生加工硬化，从而提高了工件表面的硬度和耐磨性。
(2)刮削是间断的切削加工，具有切削量小、切削力小的特点，这样就可避免工件在机械加工中的振动和受热、受力变形，提高了加工质量。
(3)刮削能消除高低不平的表面，减小表面粗糙度，提高表面接触精度，保证工件达到各种配合的要求。因此，它广泛应用于机床导轨等滑行面、滑动轴承的接触面、工具的工作表面及密封用配合表面等的加工和修理工作中。
(4)刮削后的工件表面，形成了比较均匀的微浅凹坑，具有良好的存油条件，从而可改善相对运动件之间的润滑状况。
(二)刮刀分类
刮刀有平面刮刀和曲面刮刀两种，可根据零件加工表面的形状来合理选用。
1．平面刮刀
平面刮刀用于刮削平面和刮花，一般用T12A碳素工具钢或耐磨性较好的GCr15滚动轴承钢锻造，并经磨制和热处理淬硬而成。当刮削材料硬度较高时，也可以焊高速钢或硬质合金作为刀头。
(1)常用平面刮刀的分类:按刮刀头部形状分为直头和弯头两种，如图8－1所示。
图8－1 平面刮刀
(2)平面刮刀的几何角度:刮刀的几何形状和角度按粗、细、精刮的要求而定，如图8－2所示。
图8－2 刮刀的几何形状和角度
2．曲面刮刀
曲面刮刀主要用于刮削曲面，如滑动轴承的内孔等。曲面刮刀的种类有三角刮刀、柳叶刮刀和蛇头刮刀，如图8－3所示。
图8－3 曲面刮刀
四、任务实施
(一)准备工作
(1)工具准备:平面刮刀、油石、润滑油、水。
(2)设备:砂轮机、气焊。
(二)操作步骤
1．粗磨
刮刀平面在砂轮外圆上来回移动，去掉刮刀平面上的氧化皮，将刮刀平面贴在砂轮侧面磨平，注意控制刮刀的厚度和两平面的平行度，厚度应控制在1．5～3mm，目测在全长上看不出明显的厚薄差异。然后将刮刀顶端放在砂轮外缘上平稳地左右移动，刃磨使顶端与刀身轴线垂直即可，如图8－4所示。
图8－4 粗磨刮刀
2．热处理
刮刀作为一种切削工具，要求刃部有较高的硬度，因此除合理地选用材料外，还要进行淬硬处理。将粗磨好的刮刀头部约25mm长用气焊加热，缓慢加热到780～800℃(呈樱桃红色)，然后取出，迅速放入冷水中冷却(浸入深度约8～16mm)。刮刀在水中缓慢移动和间断少许上下移动，可使淬硬与不淬硬的界线处不发生断裂。当露出水面部分颜色呈黑色时，即可将刮刀全部浸入水中冷却，直至常温取出，刮刀硬度可达到HRC60。
3．细磨
在细砂轮上粗磨时，刮刀形状和几何角度须达到要求。刃磨时，要常蘸水冷却，以防刃口退火。
4．精磨
精磨刮刀时，首先在油石上加注润滑油，使刀身平贴在油石上，如图8－5(a)所示，按箭头方向前后移动，直到将平面刃磨到平整光洁，无砂轮磨痕为止。图8－5(b)所示的刃磨方法是错误的，这样会使平面磨成弧面，刃部也不锋利。刃磨顶端部，操作方法如图8－5(c)所示，用右手握住刀身前端，左手握刀柄，使刮刀刀身中心线与油石平面基本垂直，略向前倾斜;右手握紧刮刀，往返移动，左手扶正，在油石上往复移动的距离约为75mm;刃磨时，右手握紧刮刀用力向前推进，拉回时，刀身可略提起一些，以免磨损刀刃。图8－5(d)所示的刃磨方法是两手紧握刮刀，向后拉时刃磨刀刃，前移时提起刮刀，这种方法初学者容易掌握，但刃磨速度较慢。
图8－5 精磨刮刀
刃磨刮刀顶端时，它和刀头平面形成的刮刀楔角的大小一般应按粗、细和精刮的不同要求而定。
五、随堂练习
1．刮削的原理是什么?
2．刮削的特点有哪些?
六、知识拓展
(一)曲面刮刀的刃磨
1．三角刮刀的刃磨
三角刮刀很少自己制作，而广泛使用标准化的成品刮刀，所以无须进行粗磨，只进行精磨即可。精磨的方法如图8－6所示，用右手握持刮刀柄，左手轻压刀头部分，使两刀刃顺油石长度方向推移，依刀刃的弧面进行摆动，直至刀刃锋利、表面光洁为止。
图8－6 三角刮刀的精磨
2．蛇头刮刀的刃磨
蛇头刮刀两平面的刃磨与平面刮刀相同，而刀头两侧圆弧面的刃磨方法与三角刮刀的刃磨方法基本相同。
(二)使用油石的注意事项
油石对刮刀刃口起着磨锐与磨光的作用，油石如不平直，可将油石夹在平口钳上，用平面磨床磨平;另一种方法是将油石在一般砂轮上大致磨平，然后涂上金刚砂和水在平板上进行研磨，这种方法虽慢，但经济实用。
油石的使用与保养要求如下:
(1)刃磨刮刀时，油石表面必须保持适量的润滑油，否则，磨出的刮刀刃口不光滑，油石也易损坏。
(2)刃磨时，必须检查油石表面是否平直，同时应尽量利用油石的有效面，使油石均匀磨损。
(3)刃磨后，应将污油擦去，如已嵌入铁屑，可用煤油或汽油洗去，如无效，可用砂布擦去。油石表面的油层应保持清洁。
(4)新油石使用前应放在油中浸泡，用完后应放入盒内或浸入油中。
(5)刃磨时，应根据加工件的精度要求，选用适当粒度的油石。
任务2 原始平板的刮削
知识点
●掌握挺刮法的姿势和动作要领;
●掌握用挺刮法，粗、细、精刮削平面的方法;
●能解决平面刮削中产生的一般性问题;
●掌握原始平板的研刮方法和步骤。
技能点
●刮削平面精度能达到每25×25平方毫米内有18点以上，表面粗糙度值Ra≤0．8μm。
一、任务描述
现有三块原始平板，如图8－7所示，要求不用标准平板进行刮削，而达到要求的平面度和接触精度。
图8－7 原始平板
二、任务分析
该原始平板加工面较大，但形状简单，所以选择采用挺刮法，在精刮工序中，亦可辅以手刮。刮削原始平板和刮削一般平板相似，所不同的是多了一个研配。原始平板刮削一般采用渐进法，即不用标准平板，而以三块平板依次循环互研，来达到平面度和接触精度的要求。
三、相关知识
(一)校准工具和显示剂
1．校准工具
校准工具是用来研点和检查被刮面准确性的工具，也称研具。常用的校准工具有校准平板、校准直尺、角度直尺及根据被刮面形状设计制造的专用校准型板等，如图8－8所示。对于曲面刮削，常用检验轴或配合件校准互研。
图8－8 校准工具
2．显示剂
工件和校准工具对研时，所加的涂料称显示剂，其作用是显示工件误差的位置和大小。
(1)显示剂的种类:目前大多采用红丹粉和蓝油。
红丹粉分铅丹(氧化铅，呈橘红色)和铁丹(氧化铁，呈红褐色)两种，颗粒较细，用机油调和后使用，广泛用于钢和铸铁工件。
蓝油是用蓝粉和蓖麻油及适量机油调和而成的，呈深蓝色，其研点小而清楚，多用于精密工件和有色金属及其合金的工件。
(2)显示剂的用法:刮削时，显示剂可以涂在工件表面上，也可以涂在校准件上。前者在工件表面显示的结果是红底黑点，没有闪光，容易看清，适合精刮时选用;后者只在工件表面的高处着色，研点暗淡，不易看清，但切屑不易黏附在刀刃上，刮削方便，适合粗刮时选用。
在调和显示剂时应注意:粗刮时，可调得稀些，这样在刀痕较多的工件表面上，便于涂抹，显示的研点也大;精刮时，应调得稠些，涂抹要薄而均匀，这样显示的研点细小，否则，研点会模糊不清。
(二)显点
把显示剂均匀涂抹在工件或校准工具表面，然后相互推研，即可显点。显点既可用来指示零件表面高点，也可用来检验刮削质量，高质量的刮削表面，显点密集、均布、大小一致。工件在推研时要注意压力均匀，要充分考虑零件及校准工具的形状、尺寸和受力的影响，尽量避免显示失真。
显点方法应根据不同形状和刮削面积的大小有所区别。平面与曲面的显点方法如图8－9所示。
图8－9 平面与曲面的显点方法
(三)平面刮削方法和姿势
刮削前首先要熟悉和掌握刮削操作的姿势，常用的平面刮削姿势有两种:挺刮法和手刮法。
1．挺刮法
挺刮法的姿势如图8－10所示。将刮刀柄顶在小腹右下侧肌肉外，双手握住刀身，左手距刀刃80mm左右。刮削时，利用腿力和臀部的力量将刮刀向前推进，双手对刮刀施加压力。在刮刀向前推进的瞬间，用右手引导刮刀前进的方向，随之左手立即将刮刀提起，这时刮刀便在工件表面上刮去一层金属，完成了挺刮的动作。在刮削大面积工件时，一般都采用挺刮法刮削。
挺刮法的特点是使用全身力量，协调动作，用力大，每刀刮削量大，所以适合大余量的刮削。其缺点是身体总处于弯曲状态，容易疲劳。
图8－10 挺刮法的姿势
2．手刮法
手刮法的姿势如图8－11所示。右手如握锉刀柄姿势，左手四指向下弯曲握住刀身，距刀刃处50mm左右。刮刀与刮削面成25°～30°。同时，左脚向前跨一步，身子略向前倾，以增加左手压力，也便于看清刮刀前面的研点情况。刮削时，利用右臂和上身摆动向前推动刮刀，左手下压，同时引导刮刀方向，左手在研点被刮削的同时，以刮刀的反弹作用迅速提起刀头，刀头提起高度约为5～10mm，完成一个手刮动作。这种刮削方法动作灵活、适应性强，可用于各种位置的刮削，对刮刀长度要求不太严格。但手刮法的推、压和提起动作，都是靠两手臂力量来完成的，因此要求操作者有较大臂力。
图8－11 手刮法的姿势
综上所述，挺刮法刮削量大，手刮法灵活性大，可根据工件刮削面的大小和高低情况选用某种刮法或混合使用，来完成刮削。
(四)平面刮削的步骤
平面刮削可分为4个步骤:粗刮、细刮、精刮和刮花。
1．粗刮
粗刮可采用连续推铲的方法。刀迹要连成一片。粗刮能很快地去除刀痕、锈斑或过多的余量。当粗刮到每25mm×25mm的方框内有2～3个研点时，可转入细刮。
2．细刮
细刮时，采用细刮刀短刮法，在刮削面上刮去稀疏的大块研点(俗称破点)。细刮刀痕宽而短，刀迹长度均为刀刃宽度，随研点的增多，刀迹逐步缩短。每刮一遍时，要按同一方向刮削(一般与平面的边成一定角度);刮第二遍时，要交叉刮削，以消除原方向刀痕。在整个刮削面上研点达到12～16点/25mm×25mm时，细刮结束。
3．精刮
精刮时，采用精刮刀点刮法(刀迹长度约为5mm)，更仔细地刮削研点(俗称摘点)，注意压力要轻，提刀要快，在每个研点上只刮一刀，不得重复刮削，并始终交叉地进行刮削。当研点增加到20点/25mm×25mm时，精刮结束。
4．刮花
最后用刮刀在工件表面刮出装饰性花纹。常见的刮花如图8－12所示。刮花的目的是使刮削面美观，并使滑动件之间有良好的润滑条件。在基准面刮花工序中，选择斜纹花刮削。
图8－12 刮花花纹
(五)平行面刮削与检测
在刮削过程中要保证两平面的平行度符合要求，两平面平行度用百分表检验，如图8－13所示。
图8－13 百分表检验
(1)先用百分表测量该面对基准面的平行度误差，以确定粗刮时的刮削部位及刮削量，结合涂色显点进行粗刮，以保证平面度要求。
(2)在保证平面度和初步达到平行度的情况下进入细刮。细刮时根据涂色显点来确定刮削部位，同时结合百分表进行测量，并刮削修正。
(3)细刮达到要求后按研点进行精刮，直至达到表面粗糙度及接触点要求。
(4)精刮结束后选用鱼鳞花刮削，进行刮花装饰，最后复检零件尺寸、平面度、平行度、粗糙度、接触点精度看是否符合任务要求。
(六)刮削精度的检验
对刮削面的质量要求，一般包括形状和位置精度、尺寸精度、接触精度及贴合程度、表面粗糙度等。根据工件的工作要求不同，检查刮削精度的方法主要有下列两种:
1．用贴合点的数目来表示
刮削表面的精度用边长为25mm的正方形内含研点数目及其分布稀疏程度来表示，检查方法如图8－14所示。普通机床导轨面为8～10点，精密机床导轨面为12～15点。
图8－14 用方框检查研点
2．用允许的平面度和直线度表示
工件大范围平面内的平面度以及机床导轨面的直线度等，可用方框水平仪检查，如图8－15所示。精度较低的机件，其配合面的精度可用塞尺来检查。
图8－15 用水平仪检查精度
各种平面接触精度研点数见表8－1。
表8－1 各种平面接触精度研点数
注:表中1级平板、0级平板系指通用平板的精度等级。
四、任务实施
(一)准备工作
(1)刮削场地准备:刮削场地要清洁、平整，具有良好的采光条件，光线的亮度以不影响视力为宜。放置精密或重型工件的场地要坚实，以防工件倾斜。
(2)工具、材料准备:平面刮刀、红丹粉、25mm×25mm正方形方框。
(3)工件准备:每两人刮一组原始平板，即包括每两人合用的一套基准平板在内共三块。
(二)操作步骤
(1)将三块平板编号，四周用锉刀倒角去毛刺。
(2)安放工件:工件的安放要平稳，尤其是安放重型或大型工件时，一定要选好支承点，保证放置平稳。刮削面位置的高度要以操作者的身高来确定，一般在操作者腰部比较适宜。刮削较小的工件时，应用台虎钳或其他方法将其夹持牢固后，再进行刮削。刮削的步骤如图8－16所示。
图8－16 原始平板刮削法
(3)进行第一循环轮刮。先以1号平板为基准，与2号平板互研互刮，使其贴合;再将3号平板与1号平板互研，单刮3号平板，使其贴合;然后用2、3号平板互研互刮，使其贴合，这时2号和3号平板的平面度略有提高。
(4)进行第二循环轮刮。在上一循环基础上，按顺序以2号平板为基准，1号与2号平板互研，单刮1号平板;然后3号与1号平板互研互刮至全部贴合，这时3号和1号平板的平面度有所提高。
(5)进行第三循环轮刮。在上一循环基础上，按顺序以3号平板为基准，2号与3号平板互研，单刮2号平板;然后1号与2号平板互研互刮至全部贴合，则1号和2号平板的平面度进一步提高。
(6)重复上述三个顺序，直到直研、横研、对角研三块平板显点都完全一致，分布均匀。
正研(纵向、横向):用三块平板轮换合研显示，如图8－17(a)、(b)、(c)所示，以消除纵横起伏误差，通过多次循环刮削，达到各平面显点一致。正研按照一定顺序研配，刮后显点虽能符合要求，但有扭曲现象，两块平板互研，高处正好和低处重合，影响继续提高平板的精度。
图8－17 正研刮削示意图
对角研:为了消除同向扭曲现象，在经过几次正研循环后，必须采用对角研的方法进行刮研，如图8－18(a)、(b)所示。研磨时，要高角对高角，低角对低角，根据研点修刮，直至三块板相互间无论用直研、调头研、对角研，研点情况完全相同，扭曲消除，研点数符合要求为止。
图8－18 对角研刮削示意图
(7)在确认平板平整后，即进行精刮，直至用各种研点方法得到相同的清晰点，且在任意(25×25)mm2面积内点数达20点以上，表面粗糙度Ra≤1．6μm。
(8)全面复检，送验。
(三)注意事项
(1)平板对研时，两块平板相互移动距离不得超过平板的1/3，以防止平板滑落，发生事故。
(2)在原始平板研刮中，每三块轮刮后应换一次显点方法，并且在从粗刮到细刮的过程中，研点移动距离应逐渐缩短，显示剂涂层逐步减薄，这样可使显点真实、清晰。
(3)每次研磨前，平板都要擦拭干净，以避免细刮、精刮时研点有划痕。
(4)每研点刮削一次应改变刮削方向，落刀、起刀防止振痕。
(5)在刮削中要勤于思考、善于分析，随时掌握工件的实际误差情况，并选择适当的部位进行修正，能以较少的加工量和刮削时间达到技术要求。
(四)刮削面缺陷分析
刮削面缺陷分析见表8－2。
表8－2 刮削面缺陷分析
(五)评分标准
评分标准见表8－3。
表8－3 原始平板刮削评分标准
五、随堂练习
1．挺刮法的动作要领有哪些?
2．挺刮法的特点是什么?
3．刮削面的缺陷形式有哪些?它们各自产生的原因是什么?
六、知识拓展
(一)曲面刮削的方法
曲面刮削的原理和平面刮削一样，但是，刮削内曲面时，刀具所作的运动是螺旋运动。用标准轴或配合的轴作内曲面研磨点子的工具，研磨时，将显示剂均匀地涂在轴面上，用轴在轴孔中来回旋转，点子即可显示出来，如图8－19(a)所示，然后，可以针对高点刮削。
图8－19 曲面刮削
曲面刮削的方法有两种:短杆握刀法和长杆握刀法。
短杆握刀法如图8－19(b)所示，右手握住刀柄，左手手掌向下用四指横握刀杆。刮削时右手作半圆转动，左手顺着曲面的方向拉动或推动刀杆(如图中箭头方向所示)，与此同时，刮刀在轴向还要有移动(即刮刀作螺旋运动)。
长杆握刀法如图8－19(c)所示，刀杆放在右手臂上，双手握住刀身。刮削时动作与前一种方法一样。
(二)曲面刮削注意事项
(1)刮削时用力不可太大，以不发生抖动、不产生振痕为宜。
(2)交叉刮削，刀痕与曲面内孔中心线约成45°，以防止刮面产生波纹，研点也不会为条状。
(3)研点时相配合的轴应沿曲面作来回转动，精刮时转动弧长应小于25mm，切忌沿轴线方向作直线研点。
(4)一般情况是孔的前后端磨损快，因此刮削内孔时，前后端的研点要多些，中间段的研点可以少些。
任务3 研 磨
知识点
●研磨原理、研磨余量与研磨精度;
●研具、研磨剂。
技能点
●研磨的操作方法。
一、任务描述
图8－20所示为HT150的铸铁平板。该任务要求研磨两个平行面，直至符合图示精度要求。该任务额定完成工时为3课时。
图8－20 六面体的研磨
二、任务分析
图8－20中刮削或磨削的尺寸为100mm×100mm×35mm，外形尺寸不大，两个平面的平行度为0．01mm，表面粗糙度为Ra0．8μm，只有采用微量切削的研磨工艺才可解决以上问题。
三、相关知识
(一)研磨的概念和特点
1．研磨的概念
使用研具和研磨剂，从工件表面上去除一层极薄的金属，使工件达到精确的尺寸、准确的几何形状和很小的表面粗糙度值，这种精加工方法称为研磨。
2．研磨的特点
(1)得到较小的表面粗糙度。经过研磨加工后的表面粗糙度最小，一般情况表面粗糙度为Ra0．1～1．6μm，最小可达到Ra0．012μm。
(2)达到精确的尺寸。经过研磨后的工件，尺寸精度可以达到0．001～0．005mm。
(3)提高工件的形位精度。工件在一般机械加工方法中产生的形位误差，可以通过研磨的方法来校正。经研磨后的工件，形位误差可小于0．005mm。
(4)延长工件使用寿命。由于经过研磨后的工件，表面粗糙度值很小，形状准确，所以工件的耐蚀性、抗腐蚀能力和抗疲劳强度也相应得到提高，从而延长了零件的使用寿命。
(二)研磨余量的选择
研磨的切削量很小，一般每研磨一遍所能磨去的金属层不超过0．002mm，所以研磨余量不能太大。否则，会使研磨时间增加，并且研磨工具的使用寿命也要缩短。通常研磨余量控制在0．005～0．03mm范围内比较适宜。有些零件研磨余量就控制在工件的公差范围内。
(三)研磨工具
研磨工具是研磨加工中保证被研零件几何精度的重要因素，因此对研具的材料、精度和粗糙度都有较高的要求。
1．研磨工具的材料
研磨工具的材料应比工件软，使磨料能嵌入研具，材料的组织要细密而均匀，并有较好的耐磨性。
常用的研具材料有灰铸铁、球墨铸铁、低碳钢和铜。灰铸铁有润滑性能好、耐磨、研磨效果较好等优点，故应用广泛。球墨铸铁比灰铸铁更容易嵌存磨粒，能增加研具的耐用度，精度保持性更好。低碳钢的韧性较好，不易折断，常用来做小型的研具。铜的性质较软，表面容易被磨料嵌入，适用于研磨低碳钢工件。
2．研具的类型
(1)研磨平板:如图8－21所示，主要用来研磨平面，如块规、精密量具的测量面等。它分有槽的和光滑的两种。有槽的用于粗研，研磨时易于将工件压平，防止将工件磨成凸起的弧面。精研时，则应在光滑的平板上进行。
图8－21 研磨平板
(2)研磨环:如图8－22所示，主要用来研磨外圆柱表面。研磨环的内径应比工件的外径大0．025～0．05mm。当研磨一段时间后，若研磨环内孔磨大，拧紧调节螺钉可使孔径缩小，以达所需间隙。
图8－22 研磨环
(3)研磨棒:主要用于圆柱孔的研磨，有固定式和可调式两种，如图8－23所示。固定式研磨棒制造容易，但磨损后无法补偿，多用于单件研磨或机修中，既有光滑式的，也有带槽式的。可调式研磨棒，因为能在一定的尺寸范围内进行调整，所以可以延长其使用寿命，适用于成批生产，应用广泛。
图8－23 研磨棒
如果把研磨环的内孔、研磨棒的外圆做成锥形，则可用来研磨内、外圆锥表面。
(四)研磨剂
研磨剂是由磨料和研磨液调和而成的混合剂，有时根据需要还添加一定的研磨辅料。
1．磨料的种类
磨料是一种粒度很小的粉状硬质材料，在研磨中起切削作用，研磨加工的效率和精度都与磨料有直接的关系。常用的磨料一般有以下三类:
(1)氧化物磨料:常用的氧化物磨料有氧化铝(白刚玉)和氧化铬等，有粉状和块状两种。它具有较高的硬度和较好的韧性，主要用于碳素工具钢、合金工具钢、高速钢和铸铁工件的研磨，也可用于研磨铜、铝等各种有色金属。
(2)碳化物磨料:碳化物磨料呈粉状，常见的有碳化硅、碳化硼，它的硬度高于氧化物磨料，除用于一般钢铁制件的研磨外，主要用来研磨硬质合金、陶瓷和硬铬之类的高硬度工件。
(3)金刚石磨料:金刚石磨料有人造和天然两种，其切削能力、硬度比氧化物磨料和碳化物磨料都高，研磨质量也好。但由于价格昂贵，一般只用于特硬材料的研磨，如硬质合金、硬铬、陶瓷和宝石等高硬度材料的精研磨加工。
磨料的种类与适用范围见表8－4。
表8－4 磨料的种类与适用范围
2．磨料的粒度
磨料的粗细用粒度表示。根据磨料标准规定，粒度用两种表示方法共40个粒度代号表示。颗粒尺寸大于50μm的磨粒，采用筛分法测定粒度号，粒度号代表的是磨粒所通过的筛网在每英寸长度上所含的孔眼数，因此用这种方法表示的粒度数值越大，磨粒越细，如70#粒度的磨料比60#的细。
尺寸很小的微粉状磨粒，用显微镜测量的方法测定其粒度。粒度号W表示微粉，阿拉伯数表示磨粒的实际宽度尺寸。例如，W40表示颗粒最大为40μm。磨料的粒度主要应根据研磨精度的高低选择，见表8－5。
表8－5 磨料的粒度选用
3．研磨液及研磨辅料
研磨液在加工过程中起调和磨料、冷却和润滑的作用，它能防止磨料过早失效和减少工件(或研具)的发热变形。常用的研磨液有煤油、汽油、10号和20号机械油、锭子油。
研磨辅料一般是黏度较大、氧化作用较强的混合脂，如油酸、脂肪酸、硬脂酸等，有时添加少量的石蜡、蜂蜡充当填料。
(五)研磨轨迹与研磨方法
为了使工件能达到理想的研磨效果，并保持研具的均匀磨损，根据工件的不同形状，采用不同的研磨运动轨迹。下面介绍几种研磨平面的运动轨迹。
(1)直线研磨运动轨迹:如图8－24(a)所示，这种运动轨迹研磨由于不能相互交叉，容易直线重叠，使工件难以获得很小的表面粗糙度值，但可获得较高的几何精度，故常用于有阶台的狭长面的研磨。
(2)摆动式直线研磨运动轨迹:如图8－24(b)所示，这种运动轨迹研磨是在作横向直线往复移动的同时，工件作前后摆动。例如研磨刀形直尺、样板角尺侧面的圆弧时，主要是要求平直度，采用这种轨迹研磨可使研磨表面的直线度得到保证。
(3)螺旋形研磨运动轨迹:如图8－24(c)所示，这种运动轨迹研磨能获得较高的平面度和很小的表面粗糙度值，适于圆片或圆柱形工件端面等的研磨。
(4)8字形或仿8字形研磨运动轨迹:如图8－24(d)所示，这种运动轨迹研磨能使研磨表面保持均匀接触，有利于提高工件的研磨质量，使研具均匀磨损，适于小平面工件的研磨和研磨平板的修整。
图8－24 研磨运动轨迹
(六)研磨速度和压力
粗研时，压力以(1～2)×105Pa，速度以每分钟50次左右为宜;精研时，压力以(1～5)×104Pa，速度以每分钟30次左右为宜。对较小的硬工件或粗研时，可用较大的压力、较低的速度进行研磨。工件自身太重或接触面较大，为减小研磨时的推力，可加些润滑油或硬脂酸起润滑作用。在研磨中，应防止工件发热。若稍有发热，应立即暂停研磨，特别是薄壁和壁厚不均匀的工件，更易受热变形，而影响研磨精度。
(七)研磨要点
(1)研磨剂每次上料不宜太多，并要分布均匀。
(2)研磨时要特别注意清洁工作，不要使杂质混入研磨剂中，以免划伤工件。
(3)注意控制研磨时的速度和压力，应使工件均匀受压。
四、任务实施
(一)准备工作
(1)材料:经刮削或磨削的100mm×100mm×35mm铸铁平板(HT150)，两个平面的平行度为0．010mm，表面粗糙度为Ra1．6μm，每人一块。
(2)工具和量具:研磨平板、千分尺、千分表、量块等。
(3)辅助材料:研磨剂等。
(二)操作步骤
(1)用千分尺检查工件的平行度，观察其表面质量，确定研磨方法。
(2)准备磨料。粗研用100#～200#范围内的磨粉，精研用W20～W40的微粉。
(3)研磨基准面A。分别用各种研磨运动轨迹进行研磨练习，直到达到表面粗糙度Ra≤0．8μm的要求。
(4)研磨另一大平面。先打表测量其对基准的平行度，确定研磨量，然后再进行研磨。保证0．010mm的平面度要求和Ra≤0．8μm的表面粗糙度要求。
(5)用量块全面检测研磨精度，送检。
(三)注意事项
(1)粗、精研磨工作要分开进行，若粗、精研磨采用同一块平板作研具，在改变研磨工序时，必须作全面清洗，以清除上道工序所留下的较粗磨料。
(2)研磨剂每次上料不宜太多，并要分布均匀，以免造成工件边缘研坏。
(3)研磨时要特别注意清洁工作，不要使研磨剂中混入杂质，以免反复研磨时划伤工件表面。
(4)应经常改变工件在研具上的研磨位置，以防止研具因磨损而降低研磨质量。同时为使工件均匀受压，应在研磨一段时间后，将工件调头轮换进行。
(四)研磨缺陷分析
研磨缺陷的产生原因和防止方法见表8－6。
表8－6 研磨缺陷的产生原因和防止方法
(五)评分标准
评分标准见表8－7。
表8－7 研磨评分标准
五、随堂练习
1．研磨的原理及特点是什么?
2．研具的材料有什么要求?如何进行选择?
六、知识拓展
1．圆柱面的研磨
一般以手工与机床配合的方法进行。
1．外圆柱面的研磨
在工件上均匀地涂上研磨剂，套上研磨环并调整好研磨间隙(松紧以用力能转动为宜)。研磨环的内径应比工件的外径大0．025～0．05mm，研磨环的长度一般为其孔径的1～2倍。用手推动研磨环，通过工件的旋转和研磨环在工件上沿轴线方向作往返移动进行研磨，如图8－25所示。一般工件的转速在直径小于80mm时为100r/min，直径大于100mm时为50r/min。研磨环的往返移动速度，可根据工件在研磨时出现的网纹来控制，当出现45°交叉网纹时，说明研磨环的移动速度适宜，如图8－26所示。
图8－25 外圆柱面的研磨
图8－26 研磨环的移动速度
2．内圆柱面的研磨
内圆柱面的研磨，是将工件套在研磨棒上进行。研磨棒的外径应比工件内径小0．01～0．025mm。研磨棒工作部分的长度应大于工件长度，一般情况下是工件长度的1．5～2倍。研磨时，将研磨棒夹在车床卡盘内或两端用顶尖顶住，然后把工件套在研磨棒上进行研磨。研磨棒与工件的松紧程度，一般以手推工件时不十分费力为宜。研磨时，要及时擦掉工件两端被挤出的研磨剂，否则会研磨成喇叭口形状。
(二)圆锥面的研磨
圆锥表面的研磨，包括圆锥孔和外圆锥面的研磨。研磨时，必须要用与工件锥度相同的研磨棒或研磨环，如图8－27所示。
研磨时，一般在车床或钻床上进行，转动方向应和研磨棒的螺旋方向相适应。在研磨棒或研磨环上均匀地涂上一层研磨剂，插入工件锥孔中或套在工件的外锥表面，旋转4～5圈后，将研具稍微拔出一些，然后再推入研磨。研磨到接近要求时，取下研具，并将研磨棒和被研磨表面的研磨剂擦干净，再重复研磨(起抛光作用)，直到被加工的表面呈现银灰色或发光为止。
图8－27 圆锥面研磨
模块小结
本模块主要学习了刮削原理、特点及应用，刮刀的材料、种类及结构，平面刮刀的热处理和刃磨刮刀的技能，挺刮法的姿势和动作要领，原始平板的研刮方法和步骤，研磨的操作方法等知识。通过本模块的学习和训练，能够掌握平面刮刀的热处理和刃磨刮刀的技能，挺刮法的姿势和动作要领，原始平板的研刮方法和步骤，以及研磨的操作方法等。
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