线条画法与画线工具技巧指南

知识要点

★明晰画线的作用与要求

★熟悉常用画线工具及使用方法

★掌握画线的基本技法与操作技能

学习目标

通过本任务的学习，完成基本线条画线、样冲冲眼及使用方箱安装工件并找中心的操作练习，并做到以下几点。

(1)熟知常用画线工具的作用、使用与维护。

(2)掌握基本线条画线、样冲冲眼及使用方箱安装工件并找中心的步骤和方法。

(3)熟练进行各种基本线条的画线。

(4)养成严谨细致的职业习惯，树立安全操作意识。

相关知识

1.画线的种类、作用与要求

1)画线的种类

从空间角度划分，画线分为平面画线和立体画线。只需在工件的一个平面上画线就能满足加工要求，称为平面画线；需同时在工件的几个互成不同角度的表面上画线才能满足加工要求，称为立体画线，如图2-2所示。

图2-2　平面画线与立体画线

(a)平面画线　(b)立体画线

2)画线的作用

(1)确定工件加工面的加工位置和加工余量，使机械加工有明确的尺寸界线。

(2)在机床上装夹复杂工件时，可按画线找正、定位。

(3)能及时发现和处理不合格的毛坯，避免不必要的加工浪费。

(4)当毛坯误差不大时，可通过借料画线的方法进行补救，提高毛坯合格率。

(5)用板材下料时，可在板材上通过画线合理排料，提高材料利用率。

3)画线要求

画线的基本要求是画出的线条要清晰均匀，最重要的是保证定形、定位尺寸的准确性。由于画线的线条有一定宽度，一般要求画线精度为0.25～0.5mm。画线后，样冲眼要准确，不可偏离线条，且深浅、疏密适当。需要注意的是，当画线作为加工界线时，工件的加工精度不能完全由画线确定，而应在加工过程中通过测量来保证。

2.常用画线工具的种类及说明

画线工具按用途的不同，可分为基准工具、量具、直接绘划工具和辅助工具四大类。基准工具包括画线平台、方箱、V形铁、直角弯板及分度头等；量具包括钢直尺、游标卡尺和游标高度卡尺、游标万能角度尺、刀口形直角尺等；直接绘画工具包括画针、画规、画针盘、游标高度卡尺、锤子、样冲等；辅助工具包括垫铁、千斤顶、C形夹头及找中心画圆时用的木塞、铅条等。

量具在项目1中已有详解，不再赘述，此处对其他三类做一简介。

1)常用基准工具

(1)画线平台。画线平台又称画线平板，一般由铸铁制成，用来安放工件和画线工具，并在其工作表面上完成画线过程，如图2-3所示。它的工作表面通常经过磨削或刮削加工，具有较高的平面度。

画线平台应使工作表面保持水平安放。不得用硬质工件或工具敲击工作表面；要经常保持工作表面清洁，防止被铁屑、砂粒等划伤。

(2)方箱。方箱通常带有V形槽和夹紧装置，如图2-4所示，用于装夹尺寸较小、加工面较多的工件。其规格有100mm、150mm和200mm等，通过翻转方箱，能实现工件在一次安装后在几个表面上的画线。

装夹在方箱上的工件必须夹紧，翻转方箱时要轻拿轻放，防止工件松动。方箱使用后要妥善保管，防止刮碰。

图2-3　画线平台

图2-4　方箱

(3)V形铁。V形铁(见图2-5)主要用来支承圆柱形工件，便于其定位和中心画线。当工件较长时，为了便于找正和保证画线的准确性，需选用两个成对加工的等高V形铁，以避免产生支承的高度误差。

图2-5　V形铁的类型

(a)普通V形铁　(b)带有夹持架的V形铁　(c)精密V形铁

2)常用直接绘画工具

(1)画针。划针是用来在被画线的工件表面沿着导向工具(钢直尺、直角尺或画线样板)进行画线的工具，有直画针和弯头画针两种类型，如图2-6(a)所示。一般在已加工表面画线时，使用ϕ3～ϕ5mm弹簧钢或高速工具钢制成的画针，尖端磨成10°～20°的锥角，并将尖端淬硬。在铸件、锻件等加工表面画线时，可用尖端焊有硬质合金的画针。

画线时，画针尖端要保持尖锐，一只手压紧导向工具，防止其滑动，另一只手使画针紧贴导向工具的边缘，并使画针上部向外倾斜15°～20°，同时向画针前进方向倾斜45°～75°，如图2-6(b)、2-6(c)所示。画线时用力要适度，一条线应一次画成，使画出的线条准确、清晰，宽度均匀。

图2-6　画针及使用方法

(a)画针　(b)画针的用法　(c)画线

(2)画规。画规用于划圆或圆弧、等分线段、等分角度及量取尺寸等。常用的有普通画规、扇形画规和弹簧画规，如图2-7所示。画大尺寸圆及圆弧时，有可以调节两个画脚位置的长画规，如图2-8所示。

画线前，要使画规的画脚尖部保持尖锐，以保证画出的线条清晰。除长画规外，其他画规的两画脚要长短一致，并能合紧，以便画出小尺寸圆弧。

用画规画圆时，应将手掌的力施加在画规固定圆心的画脚上，如图2-9所示。应将圆心用样冲冲眼定位，冲眼位置要准确，深浅要适度。

图2-7　画规的类型

(a)普通画规　(b)扇形画规　(c)弹簧画规

图2-8　长画规

图2-9　使用划规划圆

(3)画针盘。画针盘用于在画线平台上对工件进行画线或找正工件在画线平台上的位置。常用的有普通画针盘和微调画针盘，前者刚性好，后者可微调，如图2-10所示。使用画针盘画线时，一般情况下，画针的直头端用于画线，弯头端用于找正工件。通过夹紧螺母，可以调整画针的高度和倾斜方向。画线时，应使画针略向下倾斜，并且伸出夹紧装置以外的长度要短，以增大其刚性。画针夹紧要可靠，移动画针盘时，画针盘底面始终与基准平面贴紧，其移动方向与画线表面之间保持约55°的夹角，以使画针划动顺利，如图2-11所示。

图2-10　画针盘的类型

(a)普通画针盘　(b)微调画针盘

图2-11　使用画针盘划平行线

(4)样冲。样冲(见图2-12)用于在已画好的线上打样冲眼，以加强标记，明晰位置，防止画线模糊，便于加工时观察参照；样冲还用于确定中心或钻孔时的工具定位。样冲眼的准确性和质量对工件加工界线的识别和加工余量的控制起着重要作用。

图2-12　样冲

样冲一般由工具钢制成，其尖端和锤击端淬硬，尖端一般磨成45°～60°，画线用样冲的尖端可磨锐，钻孔用样冲可磨钝一些。

3)常用辅助工具

(1)千斤顶。千斤顶是用来支承毛坯或不规则的工件进行画线的工具，其可方便地调节高度。图2-13所示为千斤顶的剖视图，由千斤顶结构可见，其自身高度可调。

使用千斤顶前需保持底部清洁，检查丝杠伸出长度，保证其在有效行程内调整；工件必须放平稳，调节螺杆高度时，工件不得滑移；若工件需要多个支撑点，则支撑点要尽量远离工件重心，以保持支撑平稳；工件底部空隙处垫放木板扩大承压面积以确保安全。

(2)垫铁。垫铁放于机械下面，是用来支持、垫平和升高毛坯工件的工具，具有支撑、减震作用。常见的垫铁有平垫铁、斜垫铁，如图2-14所示。

图2-13　千斤顶

图2-14　垫铁

任务实施

观察教师操作演示，进行画线基本操作练习，掌握画线工具使用方法。练习过程中要严格遵守操作规程，确保安全生产。

1.画线工具的使用方法

熟悉各类画线工具的使用方法，并进行画线操作练习，掌握画线要领。

2.基本线条的画线(www.xing528.com)

(1)用钢直尺画线。用钢直尺测量尺寸及画线方法如图2-15所示。

图2-15　用钢直尺测量尺寸及画线方法

(a)测量尺寸　(b)画线

(2)用直角尺画线。用直角尺的画线方法如图2-16所示。用直角尺画线时，工件基准面应为加工面。画线前应将直角尺基面与工件基准面擦拭干净。画线时注意将直角尺基面贴紧工件基准面；画平行线时，画好一条线，应松开直角尺，调整好下一条线的距离后再贴紧画线，防止因硬推而损伤直角尺基准面。

图2-16　用直角尺的画线方法

图2-17　用钢直尺配合直角尺画线方法

(3)用钢直尺与直角尺配合画线。画线方法如图2-17所示。当工件在某个方向上的线条较多时，可用钢直尺作为基准，与直角尺配合画出工件在该方向上的所有线条。

为防止钢直尺松动，必要时可用夹头将钢直尺固定。

(4)用画针盘、游标高度卡尺画线。画线方法如图2-18所示，用画针盘、游标高度尺画线时，调整好画针或画线量爪至画线高度后旋紧制动螺钉，防止其在画线时松动。画线时，画针盘、游标高度卡尺应朝向一个方向运行，且最好一次画好，若线条不够清晰，应按相同方向加深。

(5)用画规划圆、确定圆心。画线方法如图2-19所示。

(6)用游标万能角度尺画角度线。画线方法如图2-20所示。

图2-18　画针盘、游标卡尺画线方法

(a)用画针盘在工件上画线　(b)用游标高度卡尺在工件上画线

图2-19　用画规划圆、确定圆心方法

图2-20　用游标万能角度尺画角度线方法

3.打样冲眼

在所划基本线条上进行打样冲眼练习。按操作要领打合格样冲眼。操作时应注意如下四点。

(1)打样冲眼时样冲尖应斜着对准所画线条的正中，以便观察，锤击前再竖直，以保证样冲眼准确，如图2-21所示。

(2)样冲眼要打在线宽的正中间，间距要均匀适度。打样冲眼间距由画线的长短及曲直来确定，一般为8～25mm。线条长而直时，样冲眼间距可大些，线条短而曲时，样冲眼间距应小些，以保证曲率正确。

(3)在圆、圆弧的圆心位置上要打样冲眼，以方便画规定心。

(4)样冲眼的深浅要适度，薄壁工件或已加工表面的样冲眼要浅些；需钻孔的中心位置样冲眼要深些，便于钻头定位。

图2-21　样冲的用法

4.用方箱安装工件及找中心

选用直径不大于ϕ30mm的棒料，用方箱安装，分别用画针盘、游标高度卡尺在其上画对称中心线。

小提示

画线对零件的加工质量起着重要作用。要掌握好画线技能、技巧，首先要熟悉常用画线工具的功能和使用方法，并通过练习正确掌握。

任何技能的学习和掌握都不可能一蹴而就，在学习过程中，要保持一份耐心，细心、专注学习，掌握好画线工具的使用方法，为画线操作做好准备。

任务评价与反馈

熟悉并能正确使用画线工具，是正确画线的前提。与在图纸上绘图不同，在工件特别是金属工件上画线，除了掌握操作要领以外，还需要控制力度和掌握技巧，因此，在训练中应注意感知和体会画线工具的使用方法和画线操作要领。

1.自我测评

(1)画线常用工具中基准工具有哪些?使用时应注意哪些问题?

(2)用画针画线时，为什么要使画针在两个相关方向都有一定倾斜?

(3)方箱因装夹方便，定位准确，在画线时使用频率较高。通过练习，对方箱适用场合和具体装夹操作是否已能掌握?

2.任务考评

按任务要求进行评定，填写任务考评表(见表2-4)。

表2-4　画线与画线工具的使用任务考评表

3.实训感悟

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知识储备

万能分度头与简单分度

万能分度头是一种较为准确的等分角度的工具，钳工常用它来对工件进行分度画线。图2-22所示为F11125型万能分度头及传动系统。利用分度头可在工件上画出水平线、垂直线、角度线和圆的等分或不等分线。

图2-22　万能分度头及其传动系统

(a)分度头　(b)分度头的传动原理
1-自定心卡盘　2-蜗轮　3-单头蜗杆　4-分度头心轴　5-套筒6-分度盘　7-分度手柄　8-插销　9-锁紧螺钉

分度头的规格是以顶尖中心到底面的高度，即中心高表示。F11125型万能分度头的中心高度为125mm，F表示分度头，11表示万能型分度头。

F11125型万能分度头的定数为40，即蜗杆副的传动比为40，当分度手柄转过一周时，主轴转动1/40周。

中心高度为125mm的分度头，其最大装夹直径为250mm。中心高度是用分度头对工件进行画线和找正的重要依据。

由分度头的传动系统可知，当分度手柄7转动一周时，单头蜗杆3也转动一周，与蜗杆相啮合的40个齿的蜗轮2转动1/40周，自定心卡盘装夹的工件也转动1/40周。如果将工件等分为Z份，则每次分度头心轴应转动1/Z周，分度手柄7每次分度应转过的转数为

式中，n——分度手柄转数；

Z——工件的等分数。

例2-1　在工件某一圆周上划出均布的八个孔的等分线，求出每画完一个孔的位置后，分度手柄的转数为多少?

解:

即每画完一个孔的位置后，分度手柄应转过五转再画另一个孔。

有时由工件等分数算出来的分度手柄转数不是整数，也就是说分度手柄转数不是整数转，这时需要用分度盘进行分度。

分度盘是利用其上分布的不同数目的孔进行非整数圈部分的分度。

分度头通常随机配有一块或两块分度盘，分度盘孔数如表2-5所示。

表2-5　分度头分度盘孔数

例2-2　圆盘工件需12等分，求出每画完一条线后分度手柄的转数为多少?

解:

由计算结果可知，分度手柄在画好一条线后，需要转过转。用分度盘来确定转数的分数部分在相应孔上需转过孔数的方法:将分数部分的分子和分母同时扩大相同倍数，使其分母数等于分度盘上某一个孔数，而扩大后的分子是分度手柄转过整圈后应该转过的孔数。扩大的倍数可有多个选择，应选择大数值的孔数以减小分度误差。

将上式中的数值的分子、分母分别按10倍、13倍、14倍同时扩大，即

式中的分母30、39、42，即为分度盘上可选的孔数，其中42最大，则应选择42的孔数进行定位。

本题计算结果:分度手柄在画一条线后，先转过三转，在分度盘中有42个孔的一圈上再转过14个孔后定位画线。

分度盘上分度叉的作用是计数。分度叉由两个叉脚组成，松开分度叉的紧定螺钉，可任意调整两个叉脚间的孔数。在分度时，因为分度叉间的第一个孔作为起始点不计，所以两叉间的实际孔数要比所需孔数多一个孔。如需要摇过14个孔，则两叉内应为15个孔。