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金工实习简介_

发布时间:2021-09-21 03:45:09
来源:亚娱体育平台

  第 1 章 金工实习基本知识 1.1 1.1《金工实习》课程简介 1.1.1 金工实习的目的和要求 《金工实习》(也称基本工艺训练)是学生进行工程训练、培养工程意识、学习工艺知识、 提高工程实践能力的重要的实践性教学环节。技术基础课;是学生学习机械制造系列课程必 不可少的先修课程,也是建立机械制造生产过程的概念,获得机械制造基础知识的奠基课程 和必修课程。其目的是: 1、建立起对机械制造生产基本过程的感性认识,学习机械制造的基础工艺知识,了解机 械制造生产的主要设备。 在实训中,学生要学习机械制造的各种主要加工方法及其所用主要设备的基本结构、工 作原理和操作方法,并正确使用各类工具、夹具、量具,熟悉各种加工方法、工艺技术、图 纸文件和安全技术,了解加工工艺过程和工程术语,使学生对工程问题从感性认识上升到理 性认识。这些实践知识将为以后学习有关专业技术基础课、专业课及毕业设计等打下良好的 基础。 2、培养实践动手能力,进行的基本训练。 学生通过直接参加生产实践,操作各种设备,使用各类工具、夹具、量具,独立完成简 单零件的加工制造全过程,以培养学生对简单零件具有初步选择加工方法和分析工艺过程的 能力,并具有操作主要设备和加工作业的技能,初步奠定技能型应用型人才应具备的基础知 识和基本技能。 3、全面开展素质教育,树立实践观点、劳动观点和团队协作观点,培养高质量人才。 工程实践与训练一般在学校工程培训中心的现场进行。实训现场不同于教室,它是生产、 教学、科研三结合的基地,教学内容丰富,实习环境多变,接触面宽广。这样一个特定的教 学环境正是对学生进行思想作风教育的好场所、好时机。 金工实习对学好后续课程有着重要意义,特别是技术基础课和专业课,都与金工实习有 着重要联系。金工实习场地是校内的工业环境,学生在实习时置身于工业环境中,接受实习 指导人员思想品德教育,培养工程技术人员的全面素质。因此,金工实习是强化学生工程意 识教育的良好教学手段。 本课程的主要要求是:1、使学生掌握现代制造的一般过程和基本知识,熟悉机械零件的 常用加工方法及其所用的主要设备和工具,了解新工艺、新技术、新材料在现代机械制造中 的应用。2、使学生对简单零件初步具有选择加工方法和进行工艺分析的能力,在主要工种方 面应能独立完成简单零件的加工制造并培养一定的工艺实验和工程实践能力。3、培养学生生 产质量和经济观念,理论联系实际,一丝不苟的科学作风,热爱劳动、热爱公物的基本素质。 金工实习的基本内容分为车、铣、刨、磨、钻、钳工、焊接、电火花线切割等工种。通 过实际操作、现场教学、专题讲座、电化教学、综合训练、实验、参观、演示、实习报告或 作业以及考核等方式和手段,丰富教学内容,完成实践教学任务。 1.1.2 实习安全技术 在实习劳动中要进行各种操作,制作各种不同规格的零件,因此,常要开动各种生产设 备,接触到焊机、机床、砂轮机等。为了避免触电、机械伤害、爆炸、烫伤和中毒等工伤事 故,实习人员必须严格遵守工艺操作规程。只有施行文明生产实习,才能确保实习人员的安 2 全和保障: 一、实习中做到专心听讲,仔细观察,做好笔记,尊重各位指导老师,独立操作,努力 完成各项实习作业。 二、严格执行安全制度,进车间必须穿好工作服。女生戴好工作帽,将长发放入帽内, 不得穿高跟鞋、凉鞋。 三、机床操作时不准带手套,严禁身体、衣袖与转动部位接触;正确使用砂轮机,严格 按安全规程操作,注意人身安全。 四、遵守设备操作规程,爱护设备,未经教师允许不得随意乱动车间设备,更不准乱动 开关和按钮。 五、遵守劳动纪律,不迟到,不早退,不打闹,不串车间,不随地而坐,不擅离工作岗 位,更不能到车间外玩,有事请假。 六、交接班时认真清点工、卡、量具,做好保养保管,如有损坏、丢失按价赔偿。 七、实习时,要不怕苦、不怕累、不怕脏,热爱劳动。 八、每天下班擦拭机床,清整用具、工件,打扫工作场地,保持环境卫生。 九、爱护公物,节约材料、水、电,不践踏花木、绿地。 十、爱护劳动保护品,实习结束时即使交还工作服,损坏、丢失按价赔偿。 1.2 金属材料的性能 1.2.1 工艺性能与使用性能 金属材料的性能一般分为工艺性能和使用性能两类。 所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中,金属材料在所定的冷、热加工条件下表 现出来的性能。金属材料工艺性能的好坏,决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。由 于加工条件不同,要求的工艺性能也就不同,如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、 切削加工性等。 所谓使用性能是指机械零件在使用条件下,金属材料表现出来的性能,它包括机械性能、 物理性能、化学性能等。金属材料使用性能的好坏,决定了它的使用范围与使用寿命。 1.2.2 金属材料机械性能(或称为力学性能) 在机械制造业中,一般机械零件都是在常温、常压和非强烈腐蚀性介质中使用的,且在 使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能, 称为机械性能(或称为力学性能)。 金属材料的机械性能是零件的设计和选材时的主要依据。外加载荷性质不同(例如拉伸、 压缩、扭转、冲击、循环载荷等),对金属材料要求的机械性能也将不同。常用的机械性能 包括:强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。下面将分别讨论各种机 械性能。 1.强度 强度是指金属材料在静荷作用下抵抗破坏(过量塑性变形或断裂)的性能。由于载荷的 作用方式有拉伸、压缩、弯曲、剪切等形式,所以强度也分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强 度、抗剪强度等。各种强度间常有一定的联系,使用中一般较多以抗拉强度作为最基本的强 度指标。 2.塑性 塑性是指金属材料在载荷作用下,产生塑性变形(永久变形)而不破坏的能力。 3 3.硬度 硬度是衡量金属材料软硬程度的指标。目前生产中测定硬度方法最常用的是压入硬度法, 它是用一定几何形状的压头在一定载荷下压入被测试的金属材料表面,根据被压入程度来测 定其硬度值。 常用的方法有布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)和维氏硬度(HV)等方法。 4.疲劳 前面所讨论的强度、塑性、硬度都是金属在静载荷作用下的机械性能指标。实际上,许 多机器零件都是在循环载荷下工作的,在这种条件下零件会产生疲劳。 5.冲击韧性 以很大速度作用于机件上的载荷称为冲击载荷,金属在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力 叫做冲击韧性。 1.2.3 常用金属材料 工业上将碳的质量分数小于 2.11%的铁碳合金称为钢.钢具有良好的使用性能和工艺性能, 因此获得了广泛的应用. 1、钢的分类 钢的分类方法很多,常用的分类方法有以下几种: 1)按化学成分 碳素钢可以分为:低碳钢(含碳量0.25%)、中碳钢(含碳量 0.25%~0.6%)、 高碳钢(含碳量0.6%);合金钢可以分为:低合金钢(合金元素总含量5%)、中合金钢(合 金元素总含量 5%~10%)、高合金钢(合金元素总含量10%); 2)按用途分 结构钢(主要用于制造各种机械零件和工程构件)、工具钢(主要用于制 造各种刀具、量具和模具等)、特殊性能钢(具有特殊的物理、化学性能的钢,可分为不锈 钢、耐热钢、耐磨钢等) 3)按品质分 普通碳素钢(P≤0.045% S≤0.05%)、优质碳素钢(P≤0.035% S≤0.035%)、 高级优质碳素钢(P≤0.025% S≤0.025%) 2、碳素钢的牌号、性能及用途 常见碳素结构钢的牌号用“Q+数字”表示,其中“Q”为屈服点的“屈”字的汉语拼音字 首,数字表示屈服强度的数值。若牌号后标注字母,则表示钢材质量等级不同。 优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示钢的平均含碳量的质量分数的万分数,例如,20 钢的平均碳质量分数为 0.2%。 表 1—1 常见碳素结构钢的牌号、机械性能及其用途 机械性能 类别 常用牌号 屈服点 σs / MPa 抗拉强度 σb / MPa 伸长率 δ /% 用途 Q195 195 315~390 33 塑性较好,有一定的强度,通常 碳素结构钢 Q215 Q235A Q235B Q235C 215 335~410 31 轧制 heng 钢筋、钢板、钢管等。 可作为桥梁、建筑物等的构件, 235 375~460 26 也可用做螺钉、螺帽、铆钉等 可用于重要的焊接件 Q235D Q255 Q275 强度较高,可轧制成型钢、钢板, 255 410~510 24 作构件用 275 490~610 20 08F 175 295 35 塑性好,可制造冷冲压零件 优质碳素结构钢 10 205 335 31 冷冲压性与焊接性能良好,可用 4 作冲压件及焊接件,经过热处理 20 245 410 25 也可以制造轴、销等零件 35 315 530 20 经调质处理后,可获得良好的综 40 335 570 19 合机械性能,用来制造齿轮、轴 45 355 600 16 类、套筒等零件 50 375 630 14 60 400 675 12 65 410 695 10 主要用来制造弹簧 3、合金钢的牌号、性能及用途 为了提高钢的性能,在碳素钢基础上特意加入合金元素所获得的钢种称为合金钢。 合金结构钢的牌号用“两位数(平均碳质量分数的万分之几)+元素符号+数字(该合金 元素质量分数,小于 1.5%不标出;1.5%~2.5%标 2;2.5%~3.5%标 3,依次类推)”表示。 对合金工具钢的牌号而言,当碳的质量分数小于 1%,用“一位数(表示碳质量分数的千 分之几)+元素符号+数字”表示;当碳的质量分数大于 1%时,用“元素符号+数字”表示。(注: 高速钢碳的质量分数小于 1%,其含碳量也不标出) 表 1—2 常见合金钢的牌号、机械性能及其用途 机械性能 类别 低合金高强度结构钢 常用牌号 Q295 Q345 Q390 Q420 Q460 屈服点 σs / MPa ≥295 ≥345 ≥390 ≥420 ≥460 抗拉强度 σb / MPa 390~570 470~630 490~650 520~680 550~720 伸长 率δ /% 23 21~22 19~20 18~19 17 用途 具有高强度、高韧性、良好的焊 接性能和冷成型性能。主要用于 制造桥梁、船舶、车辆、锅炉、 高压容器、输油输气管道、大型 钢结构等 20Cr 540 835 10 主要用于制造汽车、拖拉机中的 合金渗碳钢 20CrMnTi 20Cr2Ni4 835 1080 1080 1175 10 变速齿轮、内燃机上的凸轮轴、 10 活塞销等机器零件 合金调质钢 40Cr 785 30CrMnTi — 38CrMoAl 835 980 1470 980 9 主要用于汽车和机床上的轴、齿 9 轮等 14 4、铸钢的牌号、性能及用途 铸钢主要用于制造形状复杂,具有一定强度、塑性和韧性的零件。碳是影响铸钢性能的 主要元素,随着碳质量分数的增加,屈服强度和抗拉强度均增加,而且抗拉强度比屈服强度 增加得更快,但当碳的质量分数大于 0.45%时,屈服强度很少增加,而塑性、韧性却显著下降。 所以,在生产中使用最多的是 ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570 三种。 表 1—3 常见碳素铸钢的成分、机械性能及其用途 钢号 化学成分 机械性能 C Mn Si σ s σ b δ ψ ak ZG200-400 0.20 0.80 0.50 200 400 25 40 600 应用举例 机座、变速箱壳 ZG230-450 0.30 0.90 0.50 230 450 22 32 450 机座、锤轮、箱体 5 飞轮、机架、蒸汽锤、水压机、工作缸、 ZG270-500 0.40 0.90 0.50 270 500 18 25 350 横梁 ZG310-570 0.50 0.90 0.60 310 570 15 21 300 联轴器、汽缸、齿轮、齿轮圈 ZG340-640 0.60 0.90 0.60 340 640 10 18 200 起重运输机中齿轮、连轴器等 5、铸铁的牌号、性能及用途 铸铁是碳质量分数大于 2.11%,并含有较多 Si、Mn、S、P 等元素的铁碳合金。铸铁的生 产工艺和生产设备简单,价格便宜,具有许多优良的使用性能和工艺性能,所以应用非常广 泛,是工程上最常用的金属材料之一。 铸铁按照碳存在的形式可以分为:白口铸铁、灰口铸铁、麻口铸铁;按铸铁中石墨的形 态可以分为:灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁。 表 1—4 常见灰铸铁的牌号及其用途 牌号 铸件壁 厚 力学性能 σ b/ HBS MPa 用途举例 HT100 2.5~10 10~20 20~30 130 110~166 适用于载荷小、对摩擦和磨损无特殊要求的不重要的零件,如防 100 93~140 护罩、盖、油盘、手轮、支架、底板、重锤等 90 87~131 HT150 2.5~10 10~20 20~30 175 137~205 适用于承受中等载荷的零件,如机座、支架、箱体、刀架、床身、 145 119~179 轴承座、工作台、带轮、阀体、飞轮、电动机座等 130 110~166 2.5~10 220 157~236 HT200 HT250 10~20 20~30 4.0~10 10~20 195 148~222 适用于承受较大载荷和要求一定气密性或耐腐蚀性等较重要的 170 134~200 零件、如汽缸、齿轮、机座、飞轮、床身、汽缸体、活塞、齿轮 270 175~262 箱、刹车轮、联轴器盘、中等压力阀体、泵体、液压缸、阀门等 240 164~247 20~30 220 157~236 10~20 290 182~272 HT300 20~30 250 168~251 适用于承受高载荷、耐磨和高气密性的重要零件,如重型机床、 30~50 230 161~241 剪床、压力机、自动机床的床身、机座、机架、高压液压件、活 10~20 HT350 20~30 340 199~298 塞环、齿轮、凸轮、车床卡盘、衬套、大型发动机的汽缸体、缸 290+ 182~272 套、汽缸改等 30~50 260 171~257 1.3 常用量具 在工艺过程中,必须应用一定精度的量具来测量和检验各种零件尺寸、形状和位置精度。 1.3.1 常用量具及其使用方法 1.钢直尺 钢直尺是最简单的长度量具,用不锈钢片制成,可直接用来测工件尺寸,如图 1-1 所示。 它的测量长度规格有 150、200、300、500mm 几种。测量工件的外径和内径尺寸时,常与卡钳 配合使用。测量精度一般只能达到 0.2mm~0.5mm。 6 图 1-1 2.卡钳 卡钳是一种间接度量工具,常与钢直尺配合使用,用来测量工件的外径和内径。卡钳分 内卡钳和外卡钳两种,如图 1-2 所示,其使用方法如图 1-3 所示。 7 3.游标卡尺 游标卡尺是一种中等精度的量具,可直接测量工件的外径、内径、长度、宽度和深度等 尺寸。按用途不同,游标卡尺可分为:普通游标卡尺、游标深度尺、游标高度尺等几种。游 标卡尺的测量精度有 0.1、0.05、0.2mm 三种,测量范围有 0~125mm、0~150mm、0~200mm、 8 0~300mm 等。 图 1-4 所示为一普通游标卡尺,它主要由尺身和游标组成,尺身上刻有以 1mm 为一格间 距的刻度,并刻有尺寸数字,其刻度全长即为游标卡尺的规格。 游标上的刻度间距,随测量精度而定。现以精度值为 0.02mm 的游标卡尺的刻线原理和读数方 法为例简介如下: 尺身一格为 1mm,游标一格为 0.98mm,共 50 格。尺身和游标每格之差为 1-0.90=0.02mm, 如图 1-5 所示。读数方法是游标零位指示的尺身整数,加上游标刻线与尺身线重合处的游标 刻线乘以精度值之和,如图 1-6 所示。 用游标卡尺测量工件的方法如图 1-7 所示,使用时应注意下列事项: (1)检查零线 使用前应首先检查量具是否在检定周期内,然后擦净卡尺,使量爪闭 合,检查尺身与游标的零线是否对齐。若未对其,则在测量后应根据原始误差修正读书值。 (2)放正卡尺 测量内外圆直径时,尺身应垂直于轴线;测量内外孔直径时,应使两 量爪处于直径处 (3)用力适当 测量时应使量爪逐渐与工件被测量表面靠近,最后达到轻微接触,不 能把量爪用力抵紧工件,以免变形和磨损,影响测量精度。读数时为防止游标移动,可锁紧 游标;视线)勿测毛坯面 游标卡尺仅用于测量仪加工的表面,表面粗糙的毛坯件不能用游标卡 尺测量。图 1-8 所示为游标深度尺和游标高度尺,分别用于测量深度和高度。游标高度尺还 可以用作精密划线.千分尺 千分尺(又称分厘卡)是一种比游标卡尺更精密的量具,测量精度为 0.01mm,测量范围 有 0~25mm、25mm~50mm、50mm~75mm……等规格。常用的千分尺分为外径千分尺和内径千分 尺。 外径千分尺的构造如图 1-9 所示。 千分尺的测量螺杆 3 和微分筒 7 连在一起,当转动微分筒时,测量螺杆和微分筒一起沿 轴向移动。内部的测力装置是使测微螺杆与被测工件接触时保持恒定的测量力,以便测出正 确尺寸。当转动测力装置时,千分尺两测量面接触工件。超过一定的压力时。棘轮 10 沿着内 部棘爪的斜面滑动,发出嗒嗒的响声,这就可读出工件尺寸。测量时为防止尺寸变动,可转 动锁紧装置 4 通过偏心锁测微螺杆 3。 千分尺的读数机构由固定套管和微分筒组成(图 1-10),固定套管在轴线方向上有一条中 线,中线上、下方都有刻线mm;在微分筒左侧锥形圆周上有 50 等份的刻度线 因测微螺杆的螺距为 0.5mm,即螺杆转一周,同时轴向移动 0.5mm,故微分筒上每一小格的读 数为 0.5/50=0.01mm,所以千分尺的测量精度为 0.01mm。测量时,读数方法分三步。 1)先读出固定套管上露出刻线的的整毫米数和半毫米数(0.5mm),注意看清露出的是上 方刻线)看准微分筒上哪一格与固定套管纵向刻线对准,将刻线mm,即为小数 部分的数值。 3)上述两部分读数相加,即为被测工件的尺寸。 使用千分尺应注意以下事项: 1)校对零点。将砧座与螺杆接触,看圆周刻度零线是否与纵向中线对齐,且微分筒左侧 棱边与尺身的零线重合,如有误差修正读数。 2)合理操作。手握尺架,先转动微分筒,当测量螺杆快要接触工件时,必须使用端部棘 轮,严禁再拧微分筒。当棘轮发出嗒嗒声时应停止转动。 3)擦净工件测量面。测量前应将工件测量表面擦净,以免影响测量精度。 4)不偏不斜。测量时应使千分尺的砧座与测微螺杆两侧面准确放在被测工件的直径处, 不能偏斜。 图 1-11 所示是用来测量内孔直径及槽宽等尺寸的内径千分尺。其内部结构与外径千分尺 相同。 11 5.百分表 百分表是一种指示量具,主要用于校正工件的装夹位置、检查工件的形状和位置误差几 测量工件内径等。百分表的刻度值为 0.01mm,刻度值为 0.001mm 的叫千分表。 钟式百分表的结构原理如图 1—12 所示。当测量杆 1 向上或向下移动 1 mm 时,通过齿轮 传动系统带动大指针 5 转一圈,小指针 7 转一格。刻度盘在圆周上有 100 个等分格,每格的读 数值为 0.01mm,小指针每格读数为 1 mm。测量时指针读数的变动量即为尺寸变化量。小指针 处的刻度范围为百分表的测量范围。钟式百分表装在专用的表架上使用。(图 1—13) 图 1-14 所示为杠杆式百分表,图 1-15 所示为测量内孔尺寸的内径百分表。 12 1.3.2 量具维护与保养 量具是用来测量工件尺寸的工具,在使用过程中应加以精心的维护与保养,才能保证零 件测量精度,延长量具的使用寿命。因此,必须做到以下几点: 1、在使用前应擦干净,用完后必须拭洗干净、涂油并放入专用量具盒内。 2、不能随便乱放、乱扔,应放在规定的地方。 3、不能用精密量具去测量毛坯尺寸、运动着的工件或温度过高的工件,测量时用力适当,不 能过猛、过大。 4、量具如有问题,不能私自拆卸修理,应实习指导教师处理。精密量具必须定期送计量部门 鉴定。 13 第2章 钳 工 2.1 钳 工 概 述 钳工基本操作包括划线、錾削、锯割、锉削、钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、攻螺纹、套 螺纹、装配、刮削、研磨、矫正和弯曲、铆接、粘接、测量以及作标记等。 钳工的工作范围主要有: (1)用钳工工具进行修配及小批量零件的加工。 (2)精度较高的样板及模具的制作。 (3)整机产品的装配和调试。 (4)机器设备(或产品)使用中的调试和维修 2.1.1 钳工的加工特点 钳工是一个技术工艺比较复杂、加工程序细致、工艺要求高的工种。它具有使用工具简 单、加工多样灵活、操纵方便和适应面广等特点。目前虽然有各种先进的加工方法,但很多 工作仍然需要钳工来完成,钳工在保证产品质量中起重要作用。 2.1.2 钳工常用的设备和工具 钳工常用的设备有钳工工作台、台虎钳、砂轮机、钻床、手电钻等。常用的手用工具有 划线盘、錾子、手锯、锉刀、刮刀、扳手、螺钉旋具、锤子等。 1. 钳工工作台 钳工工作台简称钳台,用于安装台虎钳,进行钳工操作。有单人使用和多人使用的两种, 用硬质木材或钢材做成。工作台要求平稳、结实,台面高度一般以装上台虎钳后钳口高度恰 好与人手肘齐平为宜。如图所示 2. 台虎钳 台虎钳是钳工最常用的一种夹持工具。凿切、锯割、锉削以及许多其他钳工操作都是在 台虎钳上进行的。 钳工常用的台虎钳有固定式和回转式两种。如图 2.1 所示,为回转式台虎钳的结构图。 台虎钳主体是用铸铁制成,由固定部分和活动部分组成。台虎钳固定部分由转盘锁紧螺钉固 定在转盘座上,转盘座内装有夹紧盘,放松转盘锁紧手柄,固定部分就可以在转盘座上转动, 14 以变更台虎钳方向。转盘座用螺钉固定在钳台上。连接手柄的螺杆穿过活动部分旋入固定部 分上的螺母内。扳动手柄使螺杆从螺母中旋出或旋进,从而带动活动部分移动,使钳口张开 或合拢,以放松或夹紧零件。 图 2.1 回转式虎钳构造 为了延长台虎钳的使用寿命,台虎钳上端咬口处用螺钉紧固着两块经过淬硬的钢质钳口。 钳口的工作面上有斜形齿纹,使零件夹紧时不致滑动。夹持零件的精加工表面时,应在钳口 和零件间垫上纯铜皮或铝皮等软材料制成的护口片(俗称软钳口),以免夹坏零件表面。 台虎钳规格以钳口的宽度来表示,一般为 100 mm~150 mm。 3. 钻床 钻床是用于孔加工的一种机械设备,它的规格用可加工孔的最大直径表示,其品种、规 格颇多。其中最常用是台式钻床(台钻),如图 2.2(a)所示。这类钻床小型轻便,安装在台面上 使用,操作方便且转速高,适于加工中、小型零件上直径在 16 mm 以下的小孔。 4. 手电钻 如图 2.2(b)所示为两种手电钻的外形图。主要用于钻直径 12 mm 以下的孔。常用于不便 使用钻床钻孔的场合。手电钻的电源有单相(220V、36V)和三相(380V)两种。根据用电安全条 例,手电钻额定电压只允许 36V。手电钻携带方便,操作简单,使用灵活,应用较广泛。 15 (a) 台式钻床 1—工作台 2—进给手柄 3—主轴 4—带罩 5—电动机 6—主轴架 7—立柱 8—机座 (b) 手电钻 图 2.2 孔加工设备 2.2 划线、锯削和锉削 划线、锯削及锉削是钳工中主要的工序,是机器维修装配时不可缺少的钳工基本操作。 2.2.1 划线 根据图样要求在毛坯或半成品上划出加工图形、加工界限或加工时找正用的辅助线称为 划线。 划线分平面划线和立体划线 所示。平面划线是在零件的一个平面或几个 互相平行的平面上划线。立体划线是在工作的几个互相垂直或倾斜平面上划线。 划线多数用于单件、小批生产,新产品试制和工、夹、模具制造。划线的精度较低;用 划针划线 mm,用高度尺划线 (a) 平面划线 (b) 立体划线 划线的种类 划线)划出清晰的尺寸界线以及尺寸与基准间的相互关系,既便于零件在机床上找正、定位, 又使机械加工有明确的标志。 (2)检查毛坯的形状与尺寸,及时发现和剔除不合格的毛坯。 (3)通过对加工余量的合理调整分配(即划线“借料”的方法),使零件加工符合要求。 1. 划线)划线平台 划线平台又称划线平板,用铸铁制成,它的上平面经过精刨或刮削,是划线)划针、划线盘与划规 划针是在零件上直接划出线 所示,由工具钢淬硬后将尖端磨锐或焊 上硬质合金尖头。弯头划针可用于直线划针划不到的地方和找正零件。使用划针划线时必须 使针尖紧贴钢直尺或样板。 (a) 直头划针 (b) 弯头划针 (c) 划针划线—划线—零件 划线 所示,它的直针尖端焊上硬质合金,用来划与针盘平行的直线。另一端 弯头针尖用来找正零件用。 常用划规如图 2.6 所示。它适合在毛坯或半成品上划圆。 图 2.5 划线)量高尺、高度游标尺与直角尺 (1)量高尺 如图 2.7 所示,是用来校核划针盘划针高度的量具,其上的钢尺零线 所示,实际上是量高尺与划针盘的组合。划线脚与游标连成 一体,前端镶有硬质合金,一般用于已加工面的划线—锁紧螺钉 4—零线°角尺) 简称角尺。它的两个工作面经精磨或研磨后呈精确的直角。90° 角尺既是划线°角尺两种。前者用于 平面划线中在没有基准面的零件上划垂直线(a)所示;后者用于立体划线中,用它靠 住零件基准面划垂直线(b)所示,或用它找正零件的垂直线 (a) (b) 图 2.9 90°角尺划线)支承用的工具和样冲 (1)方箱 如图 2.10 所示,是用灰铸铁制成的空心长方体或立方体。它的 6 个面均经 过精加工,相对的平面互相平行,相邻的平面互相垂直。方箱用于支承划线 所示,主要用于安放轴、套筒等圆形零件。一般 V 形铁都是两块 一副,即平面与 V 形槽是在一次安装中加工的。V 形槽夹角为 90°或 120°。V 形铁也可 当方箱使用。 图 2.10 方箱 图 2.11 V 形铁 (3)千斤顶 如图 2.12 所示,常用于支承毛坯或形状复杂的大零件划线。使用时,三个 一组顶起零件,调整顶杆的高度便能方便地找正零件。 (4)样冲 如图 2.13 所示,用工具钢制成并经淬硬。样冲用于划好的线条上打出小而均 匀的样冲眼,以免零件上已划好的线在搬运、装夹过程中因碰、擦而模糊不清,影响加工。 图 2.12 千斤顶 1—底座 2—导向螺钉 3—锁紧螺母 4—圆螺母 5—顶杆 图 2.13 样冲及使用 1—对准位置 2—打样冲眼 19 2. 划线)平面划线方法与步骤 平面划线的实质是平面几何作图问题。平面划线是用划线工具将图样按实物大小 1∶1 划到零 件上去的。 (1)根据图样要求,选定划线)对零件进行划线前的准备(清理、检查、涂色,在零件孔中装中心塞块等)。在零件上 划线部位涂上一层薄而均匀的涂料(即涂色),使划出的线条清晰可见。零件不同,涂料也不同。 一般在铸、锻毛坯件上涂石灰水,小的毛坯件上也可以涂粉笔,钢铁半成品上一般涂龙胆紫(也 称“兰油”)或硫酸铜溶液,铝、铜等有色金属半成品上涂龙胆紫或墨汁。 (3)划出加工界限(直线、圆及连接圆弧)。 (4)在划出的线)立体划线方法与步骤 立体划线是平面划线的复合运用。它和平面划线有许多相同之处,如划线基准一经确定, 其后的划线步骤大致相同。它们的不同之处在于一般平面划线应选择两个基准,而立体划线 锯削 用手锯把原材料和零件割开,或在其上锯出沟槽的操作叫锯削。 1. 手锯 手锯由锯弓和锯条组成。 (1)锯弓 锯弓有固定式和可调式两种,如图 2.14 所示。 (a) 固定式锯弓 (b) 可调式锯弓 图 2.14 手锯 (2)锯条 锯条一般用工具钢或合金钢制成,并经淬火和低温回火处理。锯条规格用锯条 两端安装孔之间距离表示,并按锯齿齿距分为粗齿、中齿、细齿三种。粗齿锯条适用锯削软 材料和截面较大的零件。细齿锯条适用于锯削硬材料和薄壁零件。锯齿在制造时按一定的规 律错开排列形成锯路。 2. 锯削操作要领 (1)锯条安装 安装锯条时,锯齿方向必须朝前,如图 2.14 所示,锯条绷紧程度要适当。 (2)握锯及锯削操作 一般握锯方法是右手握稳锯柄,左手轻扶弓架前端。锯削时站立 位置如图 2.15 所示。锯削时推力和压力由右手控制,左手压力不要过大,主要应配合右手扶 正锯弓,锯弓向前推出时加压力,回程时不加压力,在零件上轻轻滑过。锯削往复运动速度 应控制在 40 次/min 左右。 锯削时最好使锯条全部长度参加切削,一般锯弓的往返长度不应小于锯条长度的 2/3。 (3)起锯 锯条开始切入零件称为起锯。起锯方式有近起锯[如图 2.16(a)所示]和远起锯 [如图 2.16(b)所示]。起锯时要用左手拇指指甲挡住锯条,起锯角约为 15°。锯弓往复行程要 短,压力要轻,锯条要与零件表面垂直,当起锯到槽深 2 mm~3 mm 时,起锯可结束,应逐 渐将锯弓改至水平方向进行正常锯削。 20 图 2.15 锯削时站立位置 (a) 近起锯 (b) 远起锯 图 2.16 起锯 2.2.3 锉削 用锉刀从零件表面锉掉多余的金属,使零件达到图样要求的尺寸、形状和表面粗糙度的 操作叫锉削。锉削加工范围包括平面、台阶面、角度面、曲面、沟槽和各种形状的孔等。 1. 锉刀 锉刀是锉削的主要工具,锉刀用高碳钢(T12、T13)制成,并经热处理淬硬至 62HRC~ 67HRC。锉刀的构造及各部分名称如图 2.17 所示。 锉刀分类如下: (1)按锉齿的大小分为粗齿锉、中齿锉、细齿锉和油光锉等。 (2)按齿纹分为单齿纹和双齿纹。单齿纹锉刀的齿纹只有一个方向,与锉刀中心线°, 一般用于锉软金属,如铜、锡、铅等。双齿纹锉刀的齿纹有两个互相交错的排列方向,先剁 21 上去的齿纹叫底齿纹,后剁上去的齿纹叫面齿纹。底齿纹与锉刀中心线°,齿纹间距较 疏;面齿纹与锉刀中心线°,间距较密。由于底齿纹和面齿纹的角度不同,间距疏密不 同,所以,锉削时锉痕不重叠,锉出来的表面平整而且光滑。 图 2.17 锉刀 (3) 按断面形状(如图 2.18(a)所示)可分成:板锉(平锉),用于锉平面、外圆面和凸圆弧面; 方锉,用于锉平面和方孔;三角锉,用于锉平面、方孔及 60°以上的锐角;圆锉,用于锉圆 和内弧面;半圆锉,用于锉平面、内弧面和大的圆孔。如图 2.18(b)所示为特种锉刀,用于加 工各种零件的特殊表面。 另外,由多把各种形状的特种锉刀所组成的“什锦”锉刀,用于修锉小型零件及模具上 难以机械加工的部位。普通锉刀的规格一般是用锉刀的长度,齿纹类别和锉刀断面形状表示 的。 (a) 普通锉刀断面形状 (b) 特种锉刀断面形状 图 2.18 锉刀断面形状 2. 锉削操作要领 1)握锉 锉刀的种类较多,规格、大小不一,使用场合也不同,故锉刀握法也应随之改变。如图 2.19(a)所示为大锉刀的握法。如图 2.19(b)所示为中、小锉刀的握法。 (a) 大锉刀的握法 图 2.19 握锉 (b) 中、小锉刀的握法 22 2)锉削姿势 锉削时人的站立位置与锯削相似,参阅图 2.15。锉削操作姿势如图 2.20 所示,身体重 量放在左脚,右膝要伸直,双脚始终站稳不移动,靠左膝的屈伸而作往复运动。开始时,身 体向前倾斜 10°左右,右肘尽可能向后收缩如图 2.20(a)所示。在最初三分之一行程时,身 体逐渐前倾至 15°左右,左膝稍弯曲如图 2.20(b)所示。其次三分之一行程,右肘向前推进, 同时身体也逐渐前倾到 18°左右,如图 2.20(c)所示。最后三分之一行程,用右手腕将锉刀 推进,身体随锉刀向前推的同时自然后退到 15°左右的位置上,如图 2.20(d)所示,锉削行 程结束后,把锉刀略提起一些,身体姿势恢复到起始位置。 锉削过程中,两手用力也时刻在变化。开始时,左手压力大推力小,右手压力小推力大。 随着推锉过程,左手压力逐渐减小,右手压力逐渐增大。锉刀回程时不加压力,以减少锉齿 的磨损。锉刀往复运动速度一般为 30 次/min~40 次/min,推出时慢,回程时可快些。 (a) (b) (c) (d) 图 2.20 锉削姿势 3. 锉削方法 1)平面锉削 锉削平面的方法有 3 种。顺向锉法如图 2.21(a)所示。交叉锉法如图 2.21(b)所示。推锉 法如图 2.21(c)所示。锉削平面时,锉刀要按一定方向进行锉削,并在锉削回程时稍作平移, 这样逐步将整个面锉平。 (a) 顺向 (b) 交叉锉 图 2.21 平面锉削方法 (c) 推锉 23 2)弧面锉削 外圆弧面一般可采用平锉进行锉削,常用的锉削方法有两种。顺锉法如图 2.22(a)所示, 是横着圆弧方向锉,可锉成接近圆弧的多棱形(适用于曲面的粗加工)。滚锉法如图 2.22(b)所 示,锉刀向前锉削时右手下压,左手随着上提,使锉刀在零件圆弧上作转动。 (a) 顺锉法 (b) 滚锉法 图 2.22 圆弧面锉削方法 3)检验工具及其使用 检验工具有刀口形直尺、90°角尺、游标角度尺等。刀口形直尺、90°角尺可检验零件 的直线度、平面度及垂直度。下面介绍用刀口形直尺检验零件平面度的方法。 (1) 将刀口形直尺垂直紧靠在零件表面,并在纵向、横向和对角线) 检验时,如果刀口形直尺与零件平面透光微弱而均匀,则该零件平面度合格;如果透 光强弱不一,则说明该零件平面凹凸不平。可在刀口形直尺与零件紧靠处用塞尺插入,根据 塞尺的厚度即可确定平面度的误差,如图 2.24 所示。 图 2.23 用刀口形直尺检验平面度 图 2.24 用塞尺测量平面度误差值 2.3 钻孔、扩孔和铰孔 零件上孔的加工,除去一部分由车、镗、铣和磨等机床完成外,很大一部分是由钳工利 用各种钻床和钻孔工具完成的。钳工加工孔的方法一般指钻孔、扩孔和铰孔。 一般情况下,孔加工刀具都应同时完成两个运动,如图 2.25 所示。主运动,即刀具绕轴 线 所指方向);进给运动,即刀具沿着轴线方向对着零件的直线—主运动 2—进给运动 2.3.1 钻孔 用钻头在实心零件上加工孔叫钻孔。钻孔的尺寸公差等级低,为 IT12~IT11;表面粗糙 度大,Ra 值为 50 μ m~12.5 μ m。 1. 标准麻花钻组成 麻花钻如图 2.26 所示,是钻孔的主要刀具。麻花钻用高速钢制成,工作部分经热处理淬 硬至 62HRC~65HRC。麻花钻由钻柄、颈部和工作部分组成。 (1)钻柄 供装夹和传递动力用,钻柄形状有两种:柱柄传递扭矩较小,用于直径 13 mm 以下的钻头。锥柄对中性好,传递扭矩较大,用于直径大于 13 mm 的钻头。 (2)颈部 是磨削工作部分和钻柄时的退刀槽。钻头直径、材料、商标一般刻印在颈部。 (3)工作部分 它分成导向部分与切削部分。 导向部分如图 2.26 所示,依靠两条狭长的螺旋形的高出齿背约 0.5 mm~1 mm 的棱边 (刃带)起导向作用。它的直径前大后小,略有倒锥度。倒锥量为(0.03~0.12) mm/100 mm,可 以减少钻头与孔壁间的摩擦。导向部分经铣、磨或轧制形成两条对称的螺旋槽,用以排除切 屑和输送切削液。 2. 零件装夹 如图 2.27 所示,钻孔时零件夹持方法与零件生产批量及孔的加工要求有关。生产批量较 大或精度要求较高时,零件一般是用钻模来装夹的,单件小批生产或加工要求较低时,零件 经划线确定孔中心位置后,多数装夹在通用夹具或工作台上钻孔。常用的附件有手虎钳、平 口虎钳、V 形铁和压板螺钉等,这些工具的使用和零件形状及孔径大小有关。 图 2.26 标准麻花钻头组成 25 (a) 手虎钳夹持零件 (b) 平口虎钳夹持零件 (c) V 形铁夹持零件 (d) 压板螺钉夹紧零件 图 2.27 零件夹持方法 3. 钻头的装夹 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 2.28(a)所示。直柄钻头用钻夹头安装,如图 2.28(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 2.28(c)所示。 (a) 安装锥柄钻头 (b) 钻夹头 (c) 拆卸钻夹头 1—过渡锥度套筒 2—锥孔 1—锥柄 2—紧固扳手 3—钻床主轴 4—安装时将钻头向上推压 3—自动定心夹爪 图 2.28 安装拆卸钻头 4. 钻削用量 钻孔钻削用量包括钻头的钻削速度(m/min)或转速(r/min)和进给量(钻头每转一周沿轴向 移动的距离)。钻削用量受到钻床功率、钻头强度、钻头耐用度和零件精度等许多因素的限制。 因此,如何合理选择钻削用量直接关系到钻孔生产率、钻孔质量和钻头的寿命。 选择钻削用 量可以用查表方法,也可以考虑零件材料的软硬、孔径大小及精度要求,凭经验选定一个进 给量。 26 5. 钻孔方法 钻孔前先用样冲在孔中心线上打出样冲眼,用钻尖对准样冲眼锪一个小坑,检查小坑与 所划孔的圆周线是否同心(称试钻)。如稍有偏离,可移动零件找正,若偏离较多,可用尖凿或 样冲在偏离的相反方向凿几条槽,如图 2.29 所示。对较小直径的孔也可在偏离的方向用垫铁 垫高些再钻。直到钻出的小坑完整,与所划孔的圆周线同心或重合时才可正式钻孔。 图 2.29 钻孔方法 2.3.2 扩孔与铰孔 用扩孔钻或钻头扩大零件上原有的孔叫扩孔。孔径经钻孔、扩孔后,用铰刀对孔进行提 高尺寸精度和表面质量的加工叫铰孔。 1. 扩孔 一般用麻花钻作扩孔钻扩孔。在扩孔精度要求较高或生产批量较大时,还采用专用扩孔 钻(如图 2.30 所示)扩孔。专用扩孔钻一般有 3~4 条切削刃,故导向性好,不易偏斜,没有 横刃,轴向切削力小,扩孔能得到较高的尺寸精度(可达 IT10~IT9)和较小的表面粗糙度(Ra 值为 6.3 μ m~3.2 μ m)。 (a) 整体式扩孔钻 (b) 套装式扩孔钻 图 2.30 专用扩孔钻 由于扩孔的工作条件比钻孔时好得多,故在相同直径情况下扩孔的进给量可比钻孔大 1.5~2 倍。扩孔钻削用量可查表,也可按经验选取。 2. 铰孔 钳工常用手用铰刀进行铰孔,铰孔精度高(可达 IT8~IT6),表面粗糙度小(Ra 值为 1.6 μ m~0.4 μ m)。铰孔的加工余量较小,粗较 0.15 mm~0.5 mm,精铰 0.05 mm~0.25 mm。 钻 孔、扩孔、铰孔时,要根据工作性质、零件材料,选用适当的切削液,以降低切削温度,提 高加工质量。 (1) 铰刀 铰刀是孔的精加工刀具。铰刀分为机铰刀和手铰刀两种,机铰刀为锥柄,手 铰刀为直柄。如图 2.31 所示为手铰刀。铰刀一般是制成两支一套的,其中一支为粗铰刀(它 的刃上开有螺旋形分布的分屑槽),一支为精铰刀。 (2) 手铰孔方法 将铰刀插入孔内,两手握铰杠手柄,顺时针转动并稍加压力,使铰刀 慢慢向孔内进给,注意两手用力要平衡,使铰刀铰削时始终保持与零件垂直。铰刀退出时, 也应边顺时针转动边向外拔出。 27 (a) 圆柱铰刀 (b) 可调节圆柱铰刀 (c) 圆锥铰刀 图 2.31 手铰刀 2.4 攻螺纹和套螺纹 常用的三角螺纹零件,除采用机械加工外,还可以用钳工攻螺纹和套螺纹的方法获得。 2.4.1 攻螺纹 攻螺纹是用丝锥加工出内螺纹。 1. 丝锥 1) 丝锥的结构 丝锥是加工小直径内螺纹的成形工具,如图 2.32 所示。它由切削部分,校准部分和柄部 组成。切削部分磨出锥角,以便将切削负荷分配在几个刀齿上,校准部分有完整的齿形,用 于校准已切出的螺纹,并引导丝锥沿轴向运动。柄部有方榫,便于装在铰手内传递扭矩。 丝 锥切削部分和校准部分一般沿轴向开有 3~4 条容屑槽以容纳切屑,并形成切削刃和前角γ 切削部分的锥面上铲磨出后角α 为了减少丝锥的校准部对零件材料的摩擦和挤压,它的外、 中径均有倒锥度。 图 2.32 丝锥的构造 28 2) 成组丝锥 由于螺纹的精度、螺距大小不同,丝锥一般为 1 支、2 支、3 支成组使用。使用成组丝 锥攻螺纹孔时,要顺序使用来完成螺纹孔的加工。 3) 丝锥的材料 常用高碳优质工具钢或高速钢制造,手用丝锥一般用 T12A 或 9SiCr 制造。 2. 手用丝锥铰手 丝锥铰手是扳转丝锥的工具,如图 2.33 所示。常用的铰手有固定式和可调节式,以便夹 持各种不同尺寸的丝锥。 图 2.33 手用丝锥铰手 3. 攻螺纹方法 (1) 攻螺纹前的孔径 d(钻头直径)略大于螺纹底径。其选用丝锥尺寸可查表,也可按经验 公式计算: 对于攻普通螺纹, 加工钢料及塑性金属时: d=D–p 加工铸铁及脆性金属时: d=D–1.1p 式中:D——螺纹基本尺寸; p——螺距。 若孔为盲孔,由于丝锥不能攻到底,所以钻孔深度要大于螺纹长度,其尺寸按下式计算: 孔的深度=螺纹长度+0.7D (2) 手工攻螺纹的方法,如图 2.34 所示。 双手转动铰手,并轴向加压力,当丝锥切入零件 1~2 牙时,用 90°角尺检查丝锥是否 歪斜,如丝锥歪斜,要纠正后再往下攻。当丝锥位置与螺纹底孔端面垂直后,轴向就不再加 压力。两手均匀用力,为避免切屑堵塞,要经常倒转 1/2 圈~1/4 圈,以达到断屑。头锥、 二锥应依次攻入。攻铸铁材料螺纹时加煤油而不加切削液,钢件材料加切削液,以保证铰孔 表面的粗糙度要求。 (a) 攻入孔内前的操作 (b) 检查垂直度 图 2.34 手工攻螺纹的方法 (c) 攻入螺纹时的方法 29 2.4.2 套螺纹 套螺纹是用板牙在圆杆上加工出外螺纹。 1. 套螺纹的工具 1) 圆板牙 板牙是加工外螺纹的工具。圆板牙如图 2.35 所示,就像一个圆螺母,不过上面钻有几个 屑孔并形成切削刃。板牙两端带 2φ 的锥角部分是切削部分。它是铲磨出来的阿基米德螺旋 面,有一定的后角。当中一段是校准部分,也是套螺纹时的导向部分。板牙一端的切削部分 磨损后可调头使用。 用圆板牙套螺纹的精度比较低,可用它加工 8h 级(请核对螺纹精度的表示方法)、表面粗 糙度 Ra 值为 6.3 μ m~3.2 μ m 的螺纹。圆板牙一般用合金工具钢 9SiCr 或高速钢 W18Cr4V 制造。 2) 圆锥管螺纹板牙 圆锥管螺纹板牙的基本结构与普通圆板牙一样,因为管螺纹有锥度,所以只在单面制成 切削锥。这种板牙所有切削刃都参加切削,板牙在零件上的切削长度影响管子与相配件的配 合尺寸,套螺纹时要用相配件旋入管子来检查是否满足配合要求。 3) 铰手 手工套螺纹时需要用圆板牙铰手,如图 2.36 所示。 图 2.35 板牙 图 2.36 铰手 2. 套螺纹方法 1) 套螺纹前零件直径的确定 确定螺杆的直径可直接查表,也可按零件直径 d=D-0.13p 的经验公式计算。 2) 套螺纹操作 30 套螺纹的方法如图 2.37 所示,将板牙套在圆杆头部倒角处,并保持板牙与圆杆垂直,右 手握住铰手的中间部分,加适当压力,左手将铰手的手柄顺时针方向转动,在板牙切入圆杆 2~3 牙时,应检查板牙是否歪斜,发现歪斜,应纠正后再套,当板牙位置正确后,再往下套 就不加压力。套螺纹和攻螺纹一样,应经常倒转以切断切屑。套螺纹应加切削液, 以保证螺纹的表面粗糙度要求。 图 2.37 套螺纹方法 2.5 装 配 装配是机器制造中的最后一道工序,因此,它是保证机器达到各项技术要求的关键。装 配工作的好坏,对产品质量起着决定性的作用。装配是钳工一项非常重要的工作。 2.5.1 装配概述 按照规定的技术要求,将零件组装成机器,并经过调整、试验,使之成为合格产品的 工 艺过程称为装配。 1.装配的类型与装配过程 1) 装配类型 装配类型一般可分为组件装配、部件装配和总装配。 组件装配是将两个以上的零件连接组合成为组件的过程。例如曲轴、齿轮等零件组成的 一根传动轴系的装配。 部件装配是将组件、零件连接组合成独立机构(部件)的过程。例如车床主轴箱、进给箱等 的装配。 总装配是将部件、组件和零件连接组合成为整台机器的过程。 2) 装配过程 机器的装配过程一般由三个阶段组成:一是装配前的准备阶段,二是装配阶段(部件装配 和总装配),三是调整、检验和试车阶段。 装配过程一般是先下后上,先内后外,先难后易,先装配保证机器精度的部分,后装配 一般部分。 2. 零、部件连接类型 组成机器的零、部件的连接形式很多,基本上可归纳成两类:固定连接和活动连接。每 一类的连接中,按照零件结合后能否拆卸又分为可拆连接和不可拆连接,见表 2-1。 表 2-1 机器零、部件连接形式 固定连接 可拆 不可拆 活动连接 可拆 不可拆 31 螺纹、键、销等 铆接、焊接、压合、胶结 轴与轴承、丝杠与螺 等 母、柱塞与套筒等 活动连接的铆合头 3. 装配方法 1) 完全互换法 装配时,在各类零件中任意取出要装配的零件,不需任何修配就可以装配,并能完全符 合质量要求。装配精度由零件的制造精度保证。 2) 选配法(不完全互换法) 按选配法装配的零件,在设计时其制造公差可适当放大。装配前,按照严格的尺寸范围 将零件分成若干组,然后将对应的各组配合件装配在一起,以达到所要求的装配精度。 3) 修配法 当装配精度要求较高,采用完全互换不够经济时,常用修正某个配合零件的方法来达到 规定的装配精度。如车床两顶尖不等高,装配时可刮尾架底座来达到精度要求等。 4) 调整法 调整法比修配法方便,也能达到很高的装配精度,在大批生产或单件生产中都可采用此 法。但由于增设了调整用的零件,使部件结构显得复杂,而且刚性降低。 4. 装配前的准备工作 装配是机器制造的重要阶段。装配质量的好坏对机器的性能和使用寿命影响很大。装配 不良的机器,将会使其性能降低,消耗的功率增加,使用寿命减短。因此,装配前必须认真 做好以下几点准备工作: (1) 研究和熟悉产品图样,了解产品结构以及零件作用和相互连接关系,掌握其技术要求。 (2) 确定装配方法、程序和所需的工具。 (3) 备齐零件,进行清洗、涂防护润滑油。 2.5.2 典型联接件装配方法 装配的形式很多,下面着重介绍螺纹联接、滚动轴承、齿轮等几种典型联接件的装配方 法。 1. 螺纹联接 如图 2.38 所示,螺纹联接常用零件有螺钉、螺母、双头螺栓及各种专用螺纹等。螺纹联 接是现代机械制造中用得最广泛的一种联接形式。它具有紧固可靠、装拆简便、调整和更换 方便、宜于多次拆装等优点。 (a)螺栓联接 (b)双头螺栓联接 (c)螺钉联接 (d)螺钉固定 (e)圆螺母固定 图 2.38 常见的螺纹连接类型 对于一般的螺纹联接可用普通扳手拧紧。而对于有规定预紧力要求的螺纹联接,为了保 证规定的预紧力,常用测力扳手或其他限力扳手以控制扭矩,如图 2.39 所示。 在紧固成组螺钉、螺母时,为使固紧件的配合面上受力均匀,应按一定的顺序来拧紧。 如图 2.40 所示为两种拧紧顺序的实例。按图中数字顺序拧紧,可避免被联接件的偏斜、翘曲 和受力不均。而且每个螺钉或螺母不能一次就完全拧紧,应按顺序分 2~3 次才全部拧紧。 32 图 2.39 测力扳手 图 2.40 拧紧成组螺母顺序 1—扳手头 2—指示针 3—读数板 零件与螺母的贴合面应平整光洁,否则螺纹容易松动。为提高贴合面质量,可加垫圈。 在交变载荷和振动条件下工作的螺纹联接,有逐渐自动松开的可能,为防止螺纹联接的松动, 可用弹簧垫圈、止退垫圈、开口销和止动螺钉等防松装置,如图 2.41 所示。 (a) 弹簧垫圈 (b) 止退垫圈 (c) 开口销 (d) 止动螺钉 图 2.41 各种螺母防松装置 2. 滚动轴承的装配 滚动轴承的配合多数为较小的过盈配合,常用手锤或压力机采用压入法装配,为了使轴 承圈受力均匀,采用垫套加压。轴承压到轴颈上时应施力于内圈端面,如图 2.42(a)所示;轴 承压到座孔中时,要施力于外环端面上,如图 2.42(b)所示;若同时压到轴颈和座孔中时,整 套应能同时对轴承内外端面施力,如图 2.42(c)所示。 33 (a) 施力于内圈端面 (b) 施力于外环端面 (c) 施力于内外环端面 图 2.42 滚动轴承的装配 当轴承的装配是较大的过盈配合时,应采用加热装配,即将轴承吊在 80℃~90℃的热油 中加热,使轴承膨胀,然后趁热装入。注意轴承不能与油槽底接触,以防过热。如果是装入 座孔的轴承,需将轴承冷却后装入。轴承安装后要检查滚珠是否被咬住,是否有合理的间隙。 3. 齿轮的装配 齿轮装配的主要技术要求是保证齿轮传递运动的准确性、平稳性、轮齿表面接触斑点和 齿侧间隙合乎要求等。 轮齿表面接触斑点可用涂色法检验。先在主动轮的工作齿面上涂上红丹,使相啮合的齿 轮在轻微制动下运转,然后看从动轮啮合齿面上接触斑点的位置和大小,如图 2.43 所示。 齿侧间隙一般可用塞尺插入齿侧间隙中检查。塞尺是由一套厚薄不同的钢片组成,每片 的厚度都标在它的表面上。 图 2.43 用涂色法检验啮合情况 2.5.3 部件装配和总装配 完成整台机器装配,必须经过部件装配和总装配过程。 1. 部件的装配 部件的装配通常是在装配车间的各个工段(或小组)进行的。部件装配是总装配的基础,这 一工序进行得好与坏,会直接影响到总装配和产品的质量。 部件装配的过程包括以下四个阶段: (1) 装配前按图样检查零件的加工情况,根据需要进行补充加工。 (2) 组合件的装配和零件相互试配。在这阶段内可用选配法或修配法来消除各种配合缺 陷。组合件装好后不再分开,以便一起装入部件内。互相试配的零件,当缺陷消除后,仍要 加以分开(因为它们不是属于同—个组合件),但分开后必须做好标记,以便重新装配时不会调 错。 (3) 部件的装配及调整,即按一定的次序将所有的组合件及零件互相连接起来,同时对某 些零件通过调整正确地加以定位。通过这一阶段,对部件所提出的技术要求都应达到。 (4)部件的检验,即根据部件的专门用途作工作检验。如水泵要检验每分钟出水量及水头 高度;齿轮箱要进行空载检验及负荷检验;有密封性要求的部件要进行水压(或气压)检验:高 速转动部件还要进行动平衡检验等。只有通过检验确定合格的部件,才可以进入总装配。 2. 总装配 总装配就是把预先装好的部件、组合件、其他零件,以及从市场采购来的配套装置或功 能部件装配成机器。总装配过程及注意事项如下: (1) 总装前,必须了解所装机器的用途、构造、工作原理以及与此有关的技术要求。接 着确定它的装配程序和必须检查的项目,最后对总装好的机器进行检查、调整、试验、直至 机器合格。 34 (2) 总装配执行装配工艺规程所规定的操作步骤,采用工艺规程所规定的装配工具。应 按从里到外,从下到上,以不影响下道装配为原则的次序进行。操作中不能损伤零件的精度 和表面粗糙度,对重要的复杂的部分要反复检查,以免搞错或多装、漏装零件。在任何情况 下应保证污物不进入机器的部件、组合件或零件内。机器总装后,要在滑动和旋转部分加润 滑油,以防运转时出现拉毛、咬住或烧损现象。最后要严格按照技术要求,逐项进行检查。 (3) 装配好的机器必须加以调整和检验。调整的目的在于查明机器各部分的相互作用及 各个机构工作的协调性。检验的目的是确定机器工作的正确性和可靠性,发现由于零件制造 的质量、装配或调整的质量问题所造成的缺陷。小的缺陷可以在检验台上加以消除;大的缺 陷应将机器送到原装配处返修。修理后再进行第二次检验,直至检验合格为止。 (4) 检验结束后应对机器进行清洗,随后送修饰部门上防锈漆、涂漆。 小结 钳工是机械制造中重要的工种之一,在机械生产过程中起着重要的作用。 钳工是手持工具对金属表面进行切削加工的一种方法。钳工的工作特点是灵活、机动、 不受进刀方面位置的限制。钳工在机械制造中的作用是:生产前的准备;单件小批生产中的 部分加工;生产工具的调整;设备的维修和产品的装配等。作业一般分为划线、锯削、錾削、 锉削、刮削、钻孔、铰孔、攻螺纹、套螺纹、研磨、矫正、弯曲、铆接和装配等。 钳工按照专业性质分为普通钳工、划线钳工、模具钳工、刮研钳工、装配钳工、机修钳 工和管子钳工等。 钳工主要是手工作业,所以作业的质量和效率在很大程度上依赖于操作者的技艺和熟练 程度。 35 复习思考题 1. 选择题 (1) 攻螺纹时造成螺孔攻歪的原因之一是丝锥( )。 A. 深度不够 B. 强度不够 C. 位置不正 D. 方向不一致 (2) 锯削软材料和厚材料选用锯条的锯齿是( )。 A. 粗齿 B. 细齿 C. 硬齿 D. 软齿 (3) 钻头直径大于 13 mm 时,柄部一般做成( )。 A. 直柄 B. 莫氏锥柄 C. 方柄 D. 直柄或锥柄 (4) 将零件的制造公差适当放宽,然后把尺寸相当的零件进行装配以保证装配精度称为 ( )。 A. 调整法 B. 修配法 C. 选配法 D. 互换法 (5) 将两个以上的零件组合在一起,或将零件与几个组件结合在一起成为一个装配单元 的装配工作叫( )。 A. 部件装配 B. 总装配 C. 零件装配 D. 间隙调整 2. 简述题 (1) 钳工主要工作包括哪些? (2) 划线工具有几类?如何正确使用? (3) 有哪几种起锯方式?起锯时应注意哪些问题? (4) 什么是锉削?其加工范围包括哪些? (5) 怎样正确采用顺向锉法、交叉锉法和推锉法? (6) 钻孔、扩孔与铰孔各有什么区别 (7) 什么是攻螺纹?什么是套螺纹? (8) 什么是装配?装配方法有几种? 36 第 3 章 车削加工 概述 图 3-1 车削运动 车削是在车床上利用工件的旋转运动和刀具的移动来改变毛坯形状和尺寸,将其加工成 所需零件的一种切削加工方法。其中工件的旋转为主运动,刀具的移动为进给运动(图 3-1)。 车床主要用于加工各种回转体表面(图 3-2),加工的尺寸公差等级为 IT11~IT6,表 面粗糙度 Ra 值为 12.5~0.8μ m。车床的种类很多,其中应用最广泛是卧式车床。 图 3-2 普通车床所能加工的典型表面 37 a) 车外园 b)车端面 C)车锥面 d)切槽、切断 e)切内槽 f)钻中心孔 g)钻孔 h)镗孔 i) 铰孔 j)车成形面 k)车外螺纹 l)滚花 车削加工的尺寸精度较宽,一般可达 IT12~IT7,精车时可达 IT6~IT5。表面粗糙度 Ra (轮廓算术平均高度)数值的范围一般是 6.3~0.8 ?m 见表 3-1。 表 3-1 常用车削精度与相应表面粗糙度 加工类别 加工精度 表面粗糙度值 Ra/ ?m 标注代号 表面特征 粗车 IT12 IT11 半精车 IT10 IT9 精车 IT8 IT7 精细车 IT6 IT5 25~50 12.5 6.3 3.2 1.6 0.8 0.4 0.2 可见明显刀痕 可见刀痕 可见加工痕迹 微见加工痕迹 不见加工痕迹 可辨加工痕迹方向 微辨加工痕迹方向 不辨加工痕迹 3.1 卧式车床 3.1.1 机床的型号 为便于管理和使用,都赋予每种机床一个型号,表示机床的名称、特性、主要规格和结 构 特点。按照 1986 年颁布的金属切削机床型号编制方法 (JB1838-85)。其编制的基本方法如 图 6-3 所示. 机床的类代号,用大写的汉语拼音字母表示,当需要时,每类可分为若干分类, 用阿拉伯数字写在类代号之前,作为型号的首位(第一分类不予表示)。机床的特性代号,用大 写的汉语拼音字母表示。机床的组、系代号用两位阿拉伯数字表示。 机床的主参数用折算值 表示,当折算数值大于 1 时,则取整数,前面不加 0”,当折算数值小于 1 时,则以主参数 值表示,并 在前面加“O ”,某些通用机床,当无法用一个主参数表示寸,则在型号中用设计 顺序号表示,顺序号由 1 起始,当设计顺序号少于十位数时,则在设计顺序号之前加“0 ”。 机床的第二主 参数列入型号的后部,并用“x”(读作“乘”)分开. 凡属长度(包括跨距,行程等) 的采用“1/100”的折算系数,凡属直径、深度、宽度的则采用“1/10”的折算系数,属于厚度等, 则以实际数值列入型号) ;当需要以轴数和最大模数作为第二主参数列入型号时,其表示方 法与以 长度单位表示的第二主参数相同,并以实际的数借列入型号。 机床的重大改进顺序 号是用汉语拼音字母大写表示的,按 A、B、C···等汉语拼音字母的顺序选用(但“I 、O”两个 字母 不得选用),以区别原机床型号。 同一型号机床的变型代号是指某些类型机床,根据不 同加工的需要,在基本型号机床的基础上,仅改变机床的都分性能给构时,加变型代号以便 与原机床 型号区分,这种变型代号是在原机床型号之后,加 1 、2、3···等阿拉伯数字的顺序 号,并用 、(读作“之”) 分开。 38 C 6 1 32 主参数代号(最大车削直径的 1/10,即 320mm) 机床型别代号(普通车床型) 机床组别代号(普通车床组) 机床类别代号(车床类) C 6 16 主参数的 1/10,即车床主轴轴线mm, (其车削工件最大直径为 320mm)。 组别(普通车床) 类别(车床类) 图 3-3 机床型号编制方法简图 3.1.2 卧式车床的结构 1.卧式车床的型号 卧式车床用 C61×××来表示,其中 C 为机床分类号,表示车床类机床;61 为组系代号,表示 卧式。其它表示车床的有关参数和改进号。 2.卧式车床各部分的名称和用途 C6132 普通车床的外形如图 3-4 所示。 图 3-4 C6132 普通车床 39 1-床头箱;2-进给箱;3-变速箱;4-前床脚;5-溜板箱;6-刀架;7 -尾架;8-丝杠;9-光杠;10-床身;11后床脚;12-中刀架;13-方刀架;14-转盘;15-小刀架;16-大刀架 1.主轴箱 又称床头箱,内装主轴和变速机构。变速是通过改变设在床头箱外面的手柄 位置,可使主轴获得 12 种不同的转速(45~1980 r/min)。主轴是空心结构,能通过长棒料, 棒料能通过主轴孔的最大直径是 29mm。主轴的右端有外螺纹,用以连接卡盘、拨盘等附件。 主轴右端的内表面是莫氏 5 号的锥孔,可插入锥套和顶尖,当采用顶尖并与尾架中的顶尖同 时使用安装轴类工件时,其两顶尖之间的最大距离为 750mm。床头箱的另一重要作用是将运动 传给进给箱,并可改变进给方向。 2.进给箱 又称走刀箱,它是进给运动的变速机构。它固定在床头箱下部的床身前侧面。 变换进给箱外面的手柄位置,可将床头箱内主轴传递下来的运动,转为进给箱输出的光杆或 丝杆获得不同的转速,以改变进给量的大小或车削不同螺距的螺纹。其纵向进给量为 0.06~ 0.83mm/r;横向进给量为 0.04~0.78mm/r;可车削 17 种公制螺纹(螺距为 0.5~9mm)和 32 种英制螺纹(每英寸 2~38 牙)。 3.变速箱 安装在车床前床脚的内腔中,并由电动机(4.5kw,1440r/min)通过联轴器直 接驱动变速箱中齿轮传动轴。变速箱外设有两个长的手柄,是分别移动传动轴上的双联滑移 齿轮和三联滑移齿轮,可共获 6 种转速,通过皮带传动至床头箱。 4.溜板箱 又称拖板箱,溜板箱是进给运动的操纵机构。它使光杠或丝杠的旋转运动,通 过齿轮和齿条或丝杠和开合螺母,推动车刀作进给运动。溜板箱上有三层滑板,当接通光杠 时,可使床鞍带动中滑板、小滑板及刀架沿床身导轨作纵向移动;中滑板可带动小滑板及刀 架沿床鞍上的导轨作横向移动。故刀架可作纵向或横向直线进给运动。当接通丝杠并闭合开 合螺母时可车削螺纹。溜板箱内设有互锁机构,使光杠、丝杠两者不能同时使用。 5.刀架 它是用来装夹车刀,并可作纵向、横向及斜向运动。刀架是多层结构,它由下 列组成。(见图 3-5) ⑴床鞍 它与溜板箱牢固相连,可沿床身导轨作纵向移动。 ⑵中滑板 它装置在床鞍顶面的横向导轨上,可作横向移动。 ⑶转盘 它固定在中滑板上,松开紧固螺母后,可转动转盘,使它和床身导轨成一个所 需要的角度,而后再拧紧螺母,以加工圆锥面等。 ⑷小滑板 它装在转盘上面的燕尾槽内,可作短距离的进给移动。 ⑸方刀架 它固定在小滑板上,可同时装夹四把车刀。松开锁紧手柄,即可转动方刀架, 把所需要的车刀更换到工作位置上。 6.尾座 它用于安装后顶尖,以支持较长工件进行加工,或安装钻头、铰刀等刀具进行 孔加工。偏移尾架可以车出长工件的锥体。尾架的结构由下列部分组成。(见图 3-6) ⑴套筒 其左端有锥孔,用以安装顶尖或锥柄刀具。套筒在尾架体内的轴向位置可用手轮调 节,并可用锁紧手柄固定。将套筒退至极右位置时,即可卸出顶尖或刀具。 ⑵尾座体 它与底座相连,当松开固定螺钉,拧动螺杆可使尾架体在底板上作微量横向 移动,以便使前后顶尖对准中心或偏移一定距离车削长锥面。 ⑶底座 它直接安装于床身导轨上,用以支承尾座体。 7.光杠与丝杠 将进给箱的运动传至溜板箱。光杠用于一般车削,丝杠用于车螺纹。 8.床身 它是车床的基础件,用来连接各主要部件并保证各部件在运动时有正确的相对 位置。在床身上有供溜板箱和尾座移动用的导轨。 9.操纵杆 操纵杆是车床的控制机构,在操纵杆左端和拖板箱右侧各装有一个手柄,操作 40 工人可以很方便地操纵手柄以控制车床主轴正转、反转或停车。 10.操纵杆 操纵杆是车床的控制机构,在操纵杆左端和拖板箱右侧各装有一个手柄,操 作工人可以很方便地操纵手柄以控制车床主轴正转、反转或停车。 图 3-5 刀架 图 3-6 尾座 1—顶尖 2—套筒锁紧手柄 3—顶尖套筒 4—丝杆 5—螺母 6—尾座锁紧手柄 7—手轮 8—尾座体 9