冷加工的基础知识：掌握原则

一、钳工的基本技能

1.平面划线

（1）划线用的工具、量具及其使用

1）角尺：常用直角尺有宽座和刀口两种，一般作为划垂直线和平行线的导向工具，如图1-25所示。使用时，首先应清除工件棱边上的飞边，并将工件及角尺擦净，然后将角尺的一个工作面紧靠基准面或对齐基准线划线。

图1-25 角尺实物图

2）划针：直接在工作面上刻线条的工具，如图1-26所示。划针一般用直径2～4mm的弹簧钢制作。使用时，针尖要紧靠导向工具（如角尺、钢尺）的边缘划线，划出的线条应清晰准确，要做到一次划成。

图1-26 划针实物图

3）圆规：如图1-27所示，圆规常用来划圆、圆弧、等分划段、角度以及量取尺寸等，是平面划线的主要工具。圆规的脚要保持尖锐，两脚合拢时，脚尖应能靠紧。

使用时，作旋转中心的一脚应加以较大的压力，另一脚则以较轻的压力在工作表面上划出圆或弧。

4）样冲：如图1-28所示，用样冲在已划好的线上冲眼，以固定所划线条，使其保持明显的标记。在划圆时，也可用样冲定中心。样冲顶角角度a在用于加强划线标志时为40°，用于定中心时为60°。使用样冲时，先将样冲倾斜，使尖端对准十字线的正中，然后再将样冲立直冲眼。

5）钢尺：俗称钢板尺，在尺面上有尺寸刻度，最小刻度0.5mm。常用钢尺的规格有150mm、300mm、500mm和1000mm共4种。

图1-27 圆规实物图

钢尺主要用来量取尺寸、测量工件，也可作划线时的导向工具。

6）游标卡尺：如图1-29所示，适合测量中等精度的量具，可以直接测量出工件的外尺寸、内尺寸和深度尺寸。

图1-28 样冲实物图

图1-29 游标卡尺实物图

测量时，应将两量爪张开到大于被测尺寸，将固定量爪的测量面紧靠工件，然后移动副尺，使活动量爪的测量面也靠紧工件，把制动螺钉拧紧，然后读数。读数时应水平拿着卡尺，把卡尺对着光线明亮的地方，使视线垂直于刻度表面，避免斜视角造成的读数误差。

（2）平面划线的基本操作方法

1）平行线划法。

①用钢尺和圆规量好尺寸后，在线的两端划痕或圆弧，然后用钢尺连接两端划痕或两圆弧的切线，如图1-30a所示。

②用钢尺和角尺配合划平行线，如图1-30b所示。

图1-30 平行线划法

2）垂直线的划法。

将90°角尺的一边对准已划好的线，沿90°角尺的另一边即可划出垂直线。

3）圆弧的划法。

首先划出中心线，确定中心点，在中心点上打样冲眼，再用圆规按所要求的半径划出圆弧。

4）平行线与圆弧相切的划法。

首先划出中心线，确定圆弧的中心点，以所要求的半径划圆弧，用钢尺作两圆弧的切线，如图1-31所示。

2.錾削

錾削是用锤子敲击錾子对工件进行切削加工的一种操作方法。可用于加工平面、沟槽，切断金属及清理铸、锻件上的飞边等。

（1）常用錾削工具

1）錾子：常用的錾子有扁錾和窄錾两种，如图1-32所示。扁錾用于錾削平面，錾断金属和去飞边。窄錾用于开槽，錾削低碳钢，錾刃楔角为30°～50°。

图1-31 平行线与圆弧相切划法

图1-32 錾子

2）锤子：锤子由锤头和木柄组成，其规格用锤头质量表示，常用的有0.5kg和1kg两种。

图1-33 錾子的握法

（2）錾子的操作方法

1）錾削姿势。

锤子的握法有紧握法和松握法两种。挥锤的方法有腕挥、肘挥和臂挥三种。錾子的握法有正握法和反握法，如图1-33所示。操作时站立位置如图1-34所示。

2）錾削平面。

起錾方法如图1-35所示，起錾时，从工件边缘或其尖角处着手，錾子头部从水平位置，用锤轻打錾子，待錾削一个小斜面后，錾子恢复到正常錾削位置（与水平面成35°左右）。

图1-34 站立的位置

图1-35 起錾方法

3.锯削

用手锯把工件材料切断或锯出沟槽的操作称为锯削。

（1）手锯

1）手锯的构造。

手锯是由锯弓和锯条两部分组成，分为固定式和可调式两种。

2）锯条的安装。

如图1-36所示，锯条的安装不应过松或过紧，否则易锯偏或折断。

（2）锯削的操作方法

1）锯条的操作姿势。

手锯的握法：右手满握锯柄，左手轻扶在锯弓前端。

图1-36 锯条安装运动方向

姿势动作：姿势要自然，推锯时身体上部略向前倾斜，给手锯以适当的均匀压力，回锯时不加压力，自然拉回。

2）起锯方法。

起锯时，有远起锯和近起锯两种。近起锯时，用左手拇指甲靠近锯割线，然后锯条侧面靠近指甲作依靠，起锯角α约在15°左右，行程要短，压力要小，速度要慢，锯成锯口后逐渐将锯弓改成水平方向。

4.锉削

用锉刀对工作表面进行加工的操作称为锉削。

（1）锉削工具

通常所使用的锉刀是由锉刀和锉刀柄两部分组成。锉刀根据截面形状不同分为平锉、半圆锉、方锉、三角锉和圆锉，其中平锉应用最多。

（2）锉刀的操作方法

1）锉刀的操作姿势。

•锉刀的握法：根据锉刀的大小和形状不同，采用的握法也不同。300mm平板锉，使用时，锉刀把抵住右手掌心，拇指在上，平行于锉刀，其余四指顺势收拢。左手掌靠住锉刀前端，四指顺势收拢锉下。(www.xing528.com)

•锉削的姿势：锉削时，站立位置和姿势如图1-37所示。

2）平面锉削。

•工件的夹持：最好应夹在台虎钳中间，夹持要牢固，但不能使工件变形，工件伸出钳口不应太高，防止工件锉削时产生振动，注意观察尺寸线应与水平面平行。

•锉削方法：锉削方法有顺向锉和交叉锉两种。

顺向锉：使锉刀沿夹紧方向直线运动称顺向锉。常用于规格较大适用于粗锉刀的锉削，几何精度较差，效率较高。

图1-37 锉削姿势和站立位置

交叉锉：与夹紧方向呈45°锉刀直线运动称交叉锉。常用于规格适中或细锉刀的锉削，几何精度较好。

二、钣金工基础知识

1.钢材的校正

（1）钢材变形的原因

1）钢在轧制过程中，产生残余应力而使钢材变形。

2）钢在加工过程中，由于外力或不均匀加热造成变形。

3）钢材因运输、存放不当引起的变形。

（2）校正原理

通过外力或加热使钢材较短的纤维伸长，或使较长的纤维缩短，最后使各部分纤维长度趋于一致，从而消除钢材或制件的弯曲、凹凸不平等变形。钢材能被校正的条件是钢材具有一定的塑性。常用变形校正方法有手工校正、火焰校正和机械校正3类。

2.放样的一般知识

放样是指根据构件图，用1∶1的比例（或一定的比例）在放样台（或平板）上，利用划线工具画出所需图形的过程。通过放样，可以检查设计图样的正确性。

（1）放样的工具

划针、样冲、划规、手锤、米尺和角尺。

（2）实尺放样

目前应用最广泛的放样方法。实尺放样就是根据图样的形状和尺寸，用基本的作图方法，以产品的实际大小，划到放样件上的工作。

放样前确定放样基准，基准就是零件上用来确定其他点、线、面位置的依据。放样基准如图1-38所示。

（3）放样步骤

1）结构处理：根据图样要求，进行工艺性处理的过程。它包括确定各结合部位的连接形式，计算或量取坯料的实际尺寸。

2）制作样板：根据需要设计胎具和胎架等内容。

3）划基本线型：在展开的板材上按样板或图样放样（留扣边余料）。

4）检查、下料、整形、扣边。

图1-38 放样基准

3.剪切的一般知识

剪切是通过两刃的相对运动切断材料的加工方法。剪切的设备有龙门剪板机、斜口剪板机、双盘剪板机、冲型剪板机和联合冲剪机。常用龙门剪板机来剪切较宽的板料，如用Q11-13×2500型剪板机。常用的下料方法有机械切割和热切割。

4.加工成形的一般知识

将坯料加工成各种形状的工艺称为成形。

（1）弯曲成形

将坯料弯成所需形状的加工方法称为弯曲成形。

1）钢板弯形。

①钢板压弯：用模具或压弯设备将坯料变成所需形状的加工方法称为压弯。如图1-39所示，在钢板弯曲成形时必须考虑钢板的弯曲回弹和最小弯曲半径。

②钢板的滚弯：通过旋转辊轴使坯料弯曲成形的方法称为滚弯，如图1-40所示。钢板的滚弯通常由预弯、对中和滚弯3个步骤组成。

图1-39 钢铁压弯成形

图1-40 滚弯过程示意图

2）型钢弯曲：型钢弯曲时，由于重心线与力的作用线不在同一平面上，所以型钢除受弯矩外还受扭矩的作用，使型钢截面产生畸变。弯曲半径越小，则畸变程度越大。型钢弯形方法如下。

①滚弯：它可在专用的型钢弯曲机滚弯，也可在卷板机上进行，如图1-41所示。

②压弯：型钢也可在压力机或撑直机上压弯，如图1-42所示。

图1-41 卷板机上滚弯型钢

图1-42 压力机上用模具压弯型钢

3）钢管的弯形：通常弯管时，在弯头处往往产生椭圆变形、弯头外侧壁厚变薄与内侧皱折等缺陷。

常用的弯管方法有压（顶）弯、滚弯、回弯和挤弯等。

①有芯弯管：是在钢管内的弯曲变形处插入一定直径的芯轴（芯棒），弯曲时阻止径向力对弯头外侧向中心层靠拢，并在一定程度上，防止弯头内侧起皱。因此，它只能弯曲半径为两倍管子外径的弯头。其缺点是操作复杂，劳动强度大，会使内壁拉毛，弯头外侧壁厚减薄量增加，弯曲的功率较大。

②一般无芯弯管，由于它借助于弯管模的作用，使管子弯头内侧基本保持原状，仅使外侧截面形状发生了变化，因此减小了截面的变形。采用一般无芯弯管，最小弯曲半径可达3.5～4倍的钢管外径，过小会造成截面圆度值超差。

③反变形法无芯弯管：它与一般无芯弯管的不同是压紧滚轮（或滑槽）具有反变形槽。它具有下列优点：没有心轴，弯管时，管内不必涂油，提高了生产效率；管壁减薄量小，内壁不会机械划伤；有利于机械化、自动化；不需要特殊设备。

（2）压延成形

压延又称拉深或拉延。它是使一定形状的平板坯料，在凸模压力作用下，通过凹模形成一个开口空心零件的压制工艺过程。压延成形可将板料制成圆筒形、阶梯形、锥形、方形和其他不规则形状的零件。压延有热压和冷压两种。

1）热压前坯料必须先行加热，加热温度的高低与材料成分有关。

2）冷压一般适用于形状简单，板厚小于6mm塑性较好的材料或不宜热压的封头。

5.连接的基本知识

金属结构和机器制造中，经常要把两个或两个以上的构件组合起来，构件之间的组合必须通过一定的方式连接起来，才能成为完整的产品，冷作构件常用的连接方法有：焊接、铆接和胀接。

（1）焊接

焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种加工方法。按照焊接过程中金属所处的状态不同，焊件又可分为熔焊、压焊和钎焊三大类。

（2）铆接

借助铆钉形成两工件的连接称为铆接。

1）根据构件的工作要求和应用范围，铆接可分为下述3种。

①强固铆接：要求铆钉能承受大的作用力，保证构件有足够的强度，而构件的密封性无特殊要求，如屋架、桥梁、立柱和横梁等。

②紧密铆接：铆钉不承受大的作用力，对密封性要求高的构件，一般用于薄板制作的容器，如油箱、水箱和储罐等。

③密固铆接：这类构件铆接后，既要求铆钉承受大的作用力，又要求构件的密封性好，如压缩空气罐等。

2）铆接的形式有下述3种。

①搭接：板与板重叠铆接。

②对接：将被连接件置于同一平面，利用盖板铆在一起的方法。

③角接：两块板件成一定角度，利用搭接件（一般为角钢）进行铆接的方法。

（3）胀接

胀接是利用管子和管板变形来达到坚固和密闭的连接方法。