如何锉削凸形槽轴：技巧与步骤

知识要点

★锉刀的结构、种类及选用

★平面锉削方法

★曲面锉削方法

★锉削质量的检验

学习目标

通过本任务的学习，综合运用画线、找正、锯削等知识，完成图4-2所示凸形槽轴零件的加工，并做到以下几点。

(1)能正确识读工件图样，明确加工要求，正确选择加工工具。

(2)能正确安放、找正和使用画线工具进行简单立体画线。

(3)掌握锉削的基本操作方法。

(4)将理论知识融入实践操作，能综合运用画线、锯削、锉削技能。

图4-2　凸形槽轴生产实习图

相关知识

锉削应用范围很广，其加工范围有内、外表面、沟槽和各种复杂的表面。锉削加工精度最高可达0.01mm，表面粗糙度值可达Ra0.8μm。

1.锉刀

锉刀是用碳素工具钢(T12、T13或T1A2、T13)制成的，并经过热处理淬硬(62～72HRC)。锉刀是锉削的主要刀具。

1)锉刀的结构

锉刀各部分的名称如图4-3所示。

图4-3　锉刀各部分名称

锉刀面是锉刀锉削的主要工作面；锉刀舌是指锉刀尾部装入锉刀手柄的部分；锉刀手柄有木质和塑料两种材料。木质手柄要镶制铁箍。

2)锉刀的齿纹

锉刀面上有大量锉齿，每一个锉齿就相当于一把錾子，对工件表面进行切削。锉刀的齿纹有单齿纹和双齿纹两种，如图4-4所示。

图4-4　锉刀的齿纹

(a)单齿纹　(b)双齿纹

双齿纹锉刀是用剁齿机剁出的齿形，剁齿刀齿强度高，不易磨损，适合锉削较硬材料。单齿纹锉刀一般是用铣齿法制成，锉齿锋利，适合锉削软材料。

3)锉刀的种类

锉刀按其用途的不同，可分为钳工锉、异形锉和整形锉三种类型。

(1)钳工锉按其断面形状不同，又可分为扁锉、半圆锉、方锉、三角锉和圆锉，如图4-5所示。

图4-5　钳工锉

(a)分类　(b)外形

(2)异形锉主要用于锉削工件特殊表面，有刀口锉、菱形锉、扁三角锉、椭圆锉和圆肚锉等。

(3)整形锉又称什锦锉，因分组配备不同断面形状的小锉，也称组锉(见图4-6)，常用的有5支、8支或10支为一组。整形锉主要用于修整工件细小部分的表面。

图4-6　整形锉

4)锉刀的规格与选用

(1)锉刀的规格。锉刀规格分为尺寸规格和锉纹粗细规格两种。方锉的尺寸规格以方形尺寸表示；圆锉的尺寸规格用直径表示；其他锉刀则以锉身长度表示。钳工常用的锉刀长度有100mm、125mm、150mm、200mm、250mm、300mm、350mm、400mm、450mm等多种。

锉纹的粗细以锉刀每10mm轴向长度内主锉纹(指锉刀上起主要切削作用的齿纹)的条数表示。按锉纹的粗细(齿距大小)可分为五个号，如表4-4所示。

表4-4　锉纹粗细规格

(2)锉刀的选用

正确合理地选用锉刀，才能保证锉削的质量和效率，也能有效延长工具使用寿命。锉刀的断面形状和长度应根据被锉工件表面的形状和尺寸大小选用，以适应加工要求，如图4-7所示。

图4-7　锉刀的选用

(a)锉平面　(b)锉燕尾槽　(c)锉圆弧槽(d)锉方孔　(e)锉圆孔

锉纹粗细规格需根据工件材料的性质和硬度、加工余量的大小、被加工表面的精度和表面质量要求等因素来选择。

锉纹粗细规格的选用所适宜的加工场合如表4-5所示。

表4-5　锉纹粗细规格的选用

2.平面锉削技巧

1)锉刀的握法

锉刀长度大于250mm的较大型锉刀的握法:用右手握紧锉刀柄，柄端顶住掌心，将大拇指放在锉刀柄上部，其余四指握住锉刀柄；左手的中指、无名指捏住锉刀端，大拇指根部压在锉刀上，食指、小拇指自然收拢，如图4-8所示。

图4-8　较大型锉刀的握法

中型锉刀握法同较大型锉刀一样，左手的大拇指和食指捏住锉刀端，如图4-9(a)所示。

小型锉刀右手持锉时，用食指扶住锉刀边，以增强刚度，左手手指压在锉刀的中部，以防锉刀弯曲，如图4-9(b)所示。

图4-9　锉刀的握法

(a)中型锉刀的握法　(b)小型锉刀的握法

2)锉削姿势

锉削时的站立位置和身体摆动姿势与锯削基本相同。左右脚间距离为250～300mm，站立要稳，摆动要自然，身体和手臂同时运动，协调一致。

3)锉削运动与锉削速度

要锉削出平直的平面，必须使锉刀保持直线运动。

锉削平面时两手的用力情况如图4-10所示。开始锉削时，左手施力较大，右手推力大于压力；随着锉刀的推进，右手的压力要逐渐增加，左手的压力随着锉刀的推动而逐渐减小。回程时将锉刀抬起，快速回到起始位置，不施加压力。

锉削速度一般应在40次/min左右，推出锉刀时，速度稍慢，回程时，速度稍快，动作要自然、协调。

图4-10　锉削平面时的两手用力情况

4)平面的锉削方法

平面的锉削方法有顺向锉、交叉锉和推锉三种方法。

(1)顺向锉法。锉刀的运动方向与工件装夹方向一致，用于面积不大的平面和最后锉光，如图4-11(a)所示。顺向锉是最基本的锉削方法，具有锉纹清晰、整齐的特点。

(2)交叉锉法。锉刀的运动方向与工件装夹方向的夹角约为35°。该锉削方法与工件接触面积较大，易使锉刀平稳，且能从交叉的锉纹上判断锉削面的凸凹情况，以便于修整，如图4-11(b)所示。

图4-11　平面的锉削方法

(a)顺向锉法　(b)交叉锉法(www.xing528.com)

当工件的加工余量大时，一般可在锉削前段用效率较高的交叉锉；当工件的加工余量较小时，可用顺向锉，以获得纹理方向一致的较光滑表面。

(3)推锉法。锉削狭长平面或采用顺向锉受阻时常用推锉法，如图4-12所示。推锉时锉刀的运动方向不是锉刀齿纹的切削方向，且不能充分发挥手臂的力量，锉削效率较低，只适用于加工余量较小的工件和修整尺寸时采用。

图4-12　推锉法

(a)锉削狭长平面　(b)采用顺向锉受阻时

3.曲面锉削方法

曲面分为外曲面和内曲面。锉削外曲面时用扁锉，锉削内曲面时用圆锉或半圆锉。对于半径较大的圆弧面，可先用方锉进行曲面的粗加工。

1)凸圆弧面的锉削方法

(1)顺向滚锉法。锉刀同时完成前进运动和绕着工件圆弧中心的转动，如图4-13(a)所示。顺向滚锉法能获得较光滑的圆弧面，适用于精锉。

(2)横向滚锉法。锉刀的主要运动是沿着圆弧的轴线方向做直线运动，同时锉刀不断沿着弧面移动，在锉削表面形成接近圆弧的多个棱面，如图4-13(b)所示。此法加工效率高，适宜于圆弧面的粗加工。

图4-13　凸圆弧面的锉削方法

(a)顺向滚锉法　(c)横向滚锉法

2)凹圆弧面的锉削方法

通常情况下，采用圆锉或半圆锉锉削凹圆弧面。锉削时锉刀要同时完成三个运动:前进运动、绕着锉刀中心线的转动和顺着圆弧面顺时针或逆时针方向移动，如图4-14所示。

3)球面的锉削方法

锉削球面时，锉刀在长度和宽度两个方向上绕曲率中心摆动。该锉法是凸圆弧面锉削方法中的顺向滚锉法与横向滚锉法的结合，如图4-15所示。

图4-14　凹圆弧面的锉削

图4-15　球面的锉削方法

4.锉削质量的检验

1)平面度的检验

锉削平面的平面度可用钢直尺或刀口形直尺以透光法进行检验，如图4-16所示。检查时，刀口形直尺应垂直放在工件表面上，并在加工面的纵向、横向和对角方向多处逐一检验，按透光情况判断加工面的平直程度。检测时要多检测几个部位并进行对角线检测，如图4-16(b)。

图4-16　用刀口形直尺检验平面度

2)垂直度的检验

锉削工件上两个相互垂直的平面时，其垂直度要用宽座直角尺通过透光法进行检验。用宽座直角尺检验工件垂直度，应先用锉刀将工件的锐边倒钝[见图4-17(a)]。检查时，将宽座直角尺的基面贴紧工件的基准面，然后向下移动宽座直角尺，使其测量面与被测表面接触，平视观察其透光情况，以此来判断工件被测表面与基准面是否垂直，如图4-17(b)所示。检查时应注意宽座直角尺不可斜放，否则检查结果不准确[见图4-17(c)]。

图4-17　用宽座直角尺检验工件垂直度

(a)锐边倒钝　(b)正确　(c)皆误

3)曲面的检验

锉削曲面时，曲面的轮廓形状误差可用量规或曲面样板通过塞尺或透光法进行检验，如图4-18所示。

图4-18　曲面轮廓的形状误差检验

小提示

锉削安全操作规则

①使用前检查锉削工具是否安全可靠，不使用无柄或裂柄锉刀锉削工件，锉刀柄应装紧，以防脱出扎手。

②锉削工件时，铁屑要用钢丝刷子清除，不可用嘴吹，以防铁屑飞入眼内。

③新锉刀应先用一面，该面用钝后再用另一面。

④铸件上硬皮或粘砂，锻件上的飞边等，先用砂轮磨去，然后锉削。

⑤锉削时，不可用手触摸锉削表面，避免油污沾染使锉刀打滑造成损伤。

⑥锉刀要定位放置。锉刀放置在钳工工作台上时，不应使其伸出钳台以外，以免碰落伤脚。

任务实施

1.加工要求与工艺分析

由图样可知，凸形槽轴材料为45钢，坯件尺寸为ϕ30mm×61mm棒料，外径无须加工。凸形部分的尺寸为主要加工控制尺寸，尺寸(8±0.045)mm处的表面粗糙度值为Ra6.3μm，采用精锉达到要求。同时要求对槽轴中心平面的对称度误差不大于0.20mm，这需要提高画线精度，并在操作中通过随时测量来保证。深度尺寸(25±0.2)mm在加工中应注意两边的一致性。

槽轴上的三个直槽有直线度及平行度要求，宜先用细齿锯条锯削，保证加工要求。

凸形槽轴采用方箱装夹后进行画线，通过翻转方箱，尽可能一次划出全部互相垂直的加工线。

2.加工操作

凸形槽轴的加工工艺过程如表4-6所示。

任务评价与反馈

结合本任务的加工过程，对所学知识及遇到的问题进行归纳和总结，并通过团队合作和互评，找出存在的问题，明确改进措施。

1.自我测评

(1)凸形槽轴的画线是否顺利?是否已经熟练使用方箱进行画线?

(2)是否已掌握锯削和锉削姿势?有哪些体会?

2.任务考评

用游标卡尺配合自检，填写任务考评表(见表4-7)。

3.实训感悟

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表4-6　凸形槽轴加工工艺过程卡片

表4-7　锉削凸形槽轴任务考评表

知识储备

电动角向磨光机

电动角向磨光机是用于金属表面打磨处理的一种手持电动工具。该机可配用多种工作头，例如粗磨砂轮、细磨砂轮、抛光轮、橡胶轮、切割砂轮、钢丝轮等，利用高速旋转的工作头进行零件表面打磨、除锈、焊缝开坡口、小型钢材切割等工作。因其具有结构简单、重量轻、体积小、携带方便、使用灵活及易操作等特点，在生产及生活中被广泛使用。

电动角向磨光机按所用磨光片直径尺寸的不同，分为100mm、115mm、125mm、150mm、180mm等多种规格。

电动角向磨光机的使用方法如下。

(1)砂轮安装使用前必须进行外观检查，查看是否有裂纹或损伤，并用木槌敲击砂轮，发出的声音应当清脆。砂轮出厂日期应在一年之内，若超一年，则需按国家标准GB/T2493—2013《砂轮的回转试验方法》进行回转试验，以保证使用安全。

(2)在起动电动角向磨光机进行磨削或切割前，应先检查砂轮的旋转方向，使其与机头标记的旋转方向保持一致。

(3)安装砂轮前必须核对设备转速，不得超过砂轮上标记的最高工作速度。

(4)新安装的砂轮必须在有防护罩的情况下，以工作速度进行3～5min的空转。空转时，操作者不要站在砂轮的前面或者切线方向。

(5)薄片砂轮和钹形砂轮在切削时，如果用力过猛，则易发生砂轮停转卡住和撞碎砂轮的现象，造成砂轮损坏。使用电动角向磨光机切削工件时，不可将多件工件叠加起来进行切削，以防止发生意外。