钳工技术中的钳加工方法及规格选取

在实际生产和生活中，人们使用了各种各样的机械设备，如日常生活中的洗衣机、缝纫机，交通运输中的汽车、火车、轮船、飞机，建筑施工中的起重设备，机械加工中的各种机床等。这些机械设备无论结构复杂与否，都是通过零件的加工、装配而成的。为了完成整个生产过程，机械制造工厂一般有铸工、锻工、焊工、热处理工、车工、钳工、铣工、磨工等多个工种。其中，钳工是起源较早、技术性较强的工种之一。

一、钳工概述

钳工是使用钳工工具或设备，主要从事工件的划线与加工、机器的装配与调试、设备的安装与维修以及工具的制造与修理等工作的工种。在机械制造过程中，采用机械加工方法不太适宜或难以解决的工作，都要由钳工来完成。钳工的特点是以手工操作为主，灵活性强，工作范围广，技术要求高，操作者的技能水平对产品质量的影响大。

二、钳工的分类

随着科学技术的飞速发展，机械制造正在经历着从技艺型的传统制造技术向自动化、最优化、柔性化、绿色化、智能化、集成化和精密化方向发展的转变。各种新工艺、新设备、新技术、新材料的大量出现与推广应用，客观上使钳工的工作范围越来越广泛，分工也越来越细，对钳工的技术水平也提出了更高的要求。

根据《中华人民共和国职业分类大典》，钳工分为装配钳工、机修钳工和工具钳工三类。装配钳工是指通过操作机械设备、仪器、仪表，使用工装、工具，进行机械设备中的零件、组件或成品的组合装配与调试工作的人员。机修钳工是指从事设备机械部分的维护和修理工作的人员。工具钳工是指操作钳工工具、钻床等设备，对刃具、量具、模具、夹具、辅具等(统称工具，也称工艺装备)进行零件加工和修整、组合装配、调试与修理工作的人员。无论哪种钳工，都应当掌握扎实的专业理论知识，具备精湛的划线、錾削、锯削、锉削、钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、攻螺纹、套螺纹、刮削、研磨以及机器的装配与调试、设备维修、工件检测和简单的热处理等钳工操作技能。

三、钳工实训安全文明生产

在现代工业生产中，作为一名钳工，要增强“安全第一，预防为主”的意识，严格遵守安全操作规程，养成文明生产的良好习惯。

(1)进入钳工实训场地必须穿工作服，严禁穿拖鞋或凉鞋。女生在操作机床时必须戴工作帽，并将头发扎在帽子里。严禁戴手套操作机床。

(2)不迟到、不早退、不无故缺席，不擅自离开工作岗位。不允许在实训场地内吃零食，严禁大声喧哗、追逐嬉闹和持工具打闹。爱护实训场地的设备设施。

(3)认真训练，服从指挥，严格遵守操作规程，严禁动用与实训无关的机床设备。使用的机床和工具要经常检查，发现故障应及时报修，在修复前不得使用。

(4)要使用毛刷等其他工具清除切屑，不得直接用手清除，严禁用嘴吹。

(5)妥善保管好工量具。工量具的摆放应遵循方便、安全、合理的原则。手锤、锯弓等工具，应平稳地放在钳台上，不要将手柄露在外面。量具不能与工具或工件混放在一起。使用量具时，要轻拿轻放，防止磕碰。量具用完后，应擦拭干净，放入盒内。工量具收藏时，要整齐地放入工具箱内，不要随意堆放，以防损坏和取用不便。

(6)毛坯和已加工的零件应放置在规定的位置，排列要整齐、平稳，保证安全，便于取放，并避免碰伤工件的已加工表面。

(7)严格遵守高空作业、多人作业、吊装作业的安全操作规程。

(8)工作完毕，必须清理工作场地，将工量具和零件整齐地摆放在指定位置上，切屑、油、水要及时消除。同时，切断电源，并做好设备清洁和日常维护工作。

四、钳工常用设备介绍

1.钳工工作台

如图1-1所示，钳工工作台也称钳桌，用来安装台虎钳和存放工量具，高度一般为800～900 mm。钳口离地高度以恰好与人的手肘平齐为宜。

图1－1　钳工工作台

2.台虎钳

如图1-2所示，台虎钳是用来夹持工件的，一般由固定钳身、活动钳身、螺母、夹紧盘、转盘座、夹紧手柄和丝杠组成。台虎钳安装在钳桌上，安装时必须使固定钳身的钳口处于钳桌边缘以外，用来保证垂直夹持长条形工件。它的工作原理是利用螺旋传动来夹紧和松开工件。台虎钳的规格是用钳口宽度表示的，常用的规格有100 mm、125 mm、150 mm等。

图1－2　台虎钳

3.砂轮机

如图1-3所示，砂轮机是用来磨削各种刀具和工具的，如磨削錾子、钻头、刮刀等，主要由砂轮、电动机、机座、托架和防护罩组成。

砂轮是由磨料与黏结剂等黏结而成的，质地硬而脆，工作时转速较高，因此使用砂轮机时应遵守安全操作规程，严防发生砂轮碎裂和人身伤亡事故。因此，在操作时应注意以下几点:

(1)砂轮的旋转方向应启动正确，要与砂轮罩上的箭头方向一致，使磨屑向下方飞离砂轮与工件。

(2)砂轮启动后，要稍等片刻，待砂轮转速达到工作转速以后再进行磨削。

(3)操作者应站在砂轮的侧面或斜侧面进行磨削，严禁站在砂轮的正面操作，以防砂轮碎片飞出伤人。

(4)磨削刀具或工件时，不能对砂轮施加过大的压力，并严禁用刀具或工件对砂轮进行猛烈的冲击，以免砂轮破碎。

(5)砂轮机的托架与砂轮间的距离一般应保持在3 mm以内，间距过大容易将刀具或工件挤入砂轮与托架之间，造成事故。

(6)砂轮正常旋转时较平稳，无振动。砂轮外缘跳动较大，使砂轮机产生振动时，应停止使用，并及时修整砂轮。

4.台钻

台钻如图1-4所示，钻床代号用字母z表示，其最后两位数表示钻床能卡装钻头的最大直径。一般台钻用来钻ϕ12 mm以下的孔。

图1－3　砂轮机

5.角向磨光机

电动角向磨光机(简称角磨机)利用高速旋转的薄片砂轮以及橡胶砂轮、钢丝轮等对金属构件进行磨削、切削、除锈、磨光加工。角磨机适合用来切割、研磨金属与石材，作业时不可使用水。

角磨机按照所使用的附件规格划分为100 mm、125 mm、150 mm、180 mm及230 mm等类型，欧美国家普遍使用的角磨机规格为115 mm。手持式电动角磨机(简称“手持式角磨机”)如图1-5所示。

图1－4　台钻

图1－5　手持式角磨机

1)手持式角磨机的操作规程

操作人员经过培训并考试合格后，才能操作手持式角磨机进行作业。使用前要仔细检查手持式角磨机是否由于运输搬动而受到损伤，角磨片的压紧螺母是否拧紧，角磨片有无裂纹、变形或受潮，防护罩的安装是否正确、可靠(使用金属丝轮或抛光轮时，可拆下防护罩)，电源线有无破损漏电。使用前应使手持式角磨机空转片刻，检查手持式角磨机有无异常噪声或火花，开关是否灵活、可靠，角磨片运转是否平稳。操作时要始终戴好防护眼镜，不准将砂轮与工件猛撞，必须逐渐加压，并匀速摆动，使角磨片不受冲击，避免角磨片爆炸。切割作业不准横向摆动。手持式角磨机在工作中需要短暂间歇时，不必停机，避免频繁启动；停机后必须等角磨片停止转动后，才能放下手持式角磨机。当发现声音不正常、电刷火花过大、温升过高或有异味等现象时，要立即停止使用，拔下电源插头，查明原因，检修后方可继续使用。严禁在有爆炸性气体或有火灾危险的场所使用手持式角磨机，下雨天禁止使用手持式角磨机，严禁利用电缆提拿手持式角磨机。对手持式角磨机，严禁乱丢乱放，保存时注意防潮，使用前须烘烤。不准拆卸防护装置，禁止使用不配套的砂轮。

2)手持式角磨机的应用

(1)打磨。角磨片与工件保持15°左右的角度，部分接触，效果最佳，如图1-6所示；为避免工件过热、脱色或起纹，施加轻力，使机身前后移动；切勿选用切割片进行打磨。为避免火花及磨屑飞溅到身上，可根据角磨片的旋转方向，选择适当的方式持机。打磨金属时会产生火花，所以在火花散射范围内，严禁存放任何可燃物料，以免发生火灾。

(2)切割。切割片与工件切割面垂直，切角要漂亮、干净，如图1-7所示；切勿在切割片的侧面施压。切割轮廓及方管时，从最小横截面开始；切割石材时，必须使用导引板。操作工具时必须注意切割方向，推动工具的方向必须与工具旋转方向相反。

图1－6　角磨片与工件之间的角度

图1－7　用手持式角磨机切割工件

五、钳工常用量具介绍

量具是检验或测量工件、产品是否满足预先确定的条件而使用的工具，如测量长度、角度、表面质量、形状及各部分的相关位置等。量具的种类很多，钳工常用的有游标卡尺、游标万能角度尺、千分尺、百分表和塞尺等。

1.游标卡尺

游标卡尺是一种常用的中等精度的量具，使用简便，应用范围很广，可以用来测量工件的外径、内径、长度、宽度、厚度、深度及孔距等。

尺身以1 mm为格距，刻有尺寸刻度。其刻度全长即游标卡尺的规格(最大测量范围)，如0～125 mm、0～200 mm、0～300 mm等。

1)游标卡尺的结构

图1-8所示是常用游标卡尺的结构形式。游标尺卡由尺身(主尺)、游标(副尺)、固定量爪、活动量爪、止动螺钉等组成。分度值有0.05 mm、0.02 mm两种。

图1－8　常用游标卡尺的结构形式

2)游标卡尺的刻线原理

0.05 mm游标卡尺的刻线原理:尺身上每一格的长度为1 mm，游标总长为19 mm，并等分为20格，每格长度为19 mm/20＝0.95 mm，则尺身1格和游标1格长度之差为1 mm-0.95 mm＝0.05 mm，所以它的分度值为0.05 mm。0.05 mm游标卡尺的刻线原理如图1-9所示。

0.02 mm游标卡尺的刻线原理:尺身上每一格的长度为1 mm，游标总长为49 mm，并等分为50格，每格长度为49 mm/50＝0.98 mm，则尺身1格和游标1格长度之差为1 mm-0.98 mm＝0.02 mm，所以它的分度值为0.02 mm。0.02 mm游标卡尺的刻线原理如图1-10所示。

图1－9　0.05 mm游标卡尺的刻线原理

图1－10　0.02 mm游标卡尺的刻线原理

3)游标卡尺的读数方法

首先读出游标零刻线左尺身上的整毫米数，再看游标上从零刻线开始第几条刻线与尺身上某一刻线对齐，其游标刻线数与分度值的乘积就是不足1 mm的小数部分，最后将整毫米数与小数相加就是测得的实际尺寸。游标卡尺的读数方法如图1-11所示。

图1－11　游标卡尺的读数方法

(a)41 mm＋11×0.05 mm＝41.55 mm；(b)43 mm＋13×0.02 mm＝43.26 mm

4)注意事项

(1)测量前，应将游标卡尺擦干净，检查量爪贴合后尺身与游标的零刻线是否对齐。

(2)测量时，所用的推力应使两个量爪紧贴接触工件表面，用力不宜过大。

(3)测量时，不要使游标卡尺歪斜。

(4)在游标上读数时，要正视游标卡尺，避免产生视线误差。

2.游标万能角度尺

游标万能角度尺是用来测量工件内外角度的量具，按游标的测量精度分为2′和5′两种，测量范围为0°～320°。

1)游标万能角度尺的结构(www.xing528.com)

如图1-12所示，游标万能角度尺主要由尺身、扇形板、基尺、游标、90°角尺和卡块等组成。

2)2′游标万能角度尺的刻线原理

游标万能角度尺尺身上每格为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′。

3)游标万能角度尺的读数方法

游标万能角度尺的读数方法与游标卡尺的读数方法相似，先从尺身上读出游标零刻线前的整度数，再从游标上读出角度数，两者相加就是被测工件的角度数值。

图1－12　游标万能角度尺的组成

4)游标万能角度尺的测量范围

如图1-13所示，在游标万能角度尺的结构中，由于直尺和90°角尺可以移动和拆换，因此游标万能角度尺可以测量0°～320°的任何角度。

图1－13　游标万能角度尺的测量范围

(a)α＝0°～50°；(b)α＝50°～140°；(c)α＝140°～230°；(d)α＝230°～320°

5)注意事项

(1)使用前，检查游标万能角度尺的零位是否对齐。

(2)测量时，应使游标万能角度尺的两个测量面与被测工件表面在全长上保持良好的接触，然后拧紧制动器上的螺母进行读数。

(3)测量角度在0°～50°范围内，应装上90°角尺和直尺。

(4)测量角度在50°～140°范围内，应装上直尺。

(5)测量角度在140°～230°范围内，应装上90°角尺。

(6)测量角度在230°～320°范围内，不装90°角尺和直尺。

3.千分尺

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。

1)千分尺的结构

(1)外径千分尺主要由尺架、砧座、固定套管、微分筒、锁紧手柄、测微螺杆、测力装置等组成。它的规格按测量范围分为0～25 mm、25～50 mm、50～75 mm、75～100 mm、100～125 mm等，使用时按被测工件的尺寸选用。外径千分尺的结构如图1-14所示。

图1－14　外径千分尺的结构

(2)内径千分尺主要由固定测头、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5～125 mm。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。其外形如图1-15所示。

图1－15　内径千分尺

2)千分尺的刻线原理

千分尺测微螺杆上的螺距为0.5 mm，当微分筒转一圈时，测微螺杆就沿轴向移动0.5 mm。固定套管上刻有间隔为0.5 mm的刻线，微分筒圆锥面上共刻有50个格，因此微分筒每转一格，螺杆就移动0.5 mm/50＝0.01 mm，因此该千分尺的分度值为0.01 mm。

3)千分尺的读数方法

首先读出微分筒边缘的在固定套管上的毫米数和半毫米数，然后看微分筒上哪一格与固定套管上的基准线对齐，并读出相应的不足半毫米数，最后把两个读数相加起来就是测得的实际尺寸。千分尺的读数方法如图1-16所示。

图1－16　千分尺的读数方法

(a)14 mm＋0.29 mm＝14.29 mm；(b)39 mm＋0.29 mm＝39.29 mm

4)注意事项

(1)测量前，转动千分尺的测力装置，使两侧砧面贴合，并检查是否贴合紧密，同时检查微分筒与固定套管的零刻线是否对齐。测量时，在转动测力装置时，不要用大力转动微分筒。

(2)测量时，砧面要与被测工件表面贴合并且测微螺杆的轴线应与工件表面垂直。读数时，最好不要取下千分尺进行读数。如确需取下，应首先锁紧测微螺杆，然后轻轻取下千分尺，防止尺寸变动。读数时，不要错读0.5 mm。

4.百分表

百分表是一种指示式测量仪，用来检验机床精度和测量工件的尺寸、形状和位置误差，它的分度值为0.01 mm。

1)百分表的结构

如图1-17所示，百分表一般由触头、测量杆、齿轮、指针和表盘等组成。

图1－17　百分表的组成

2)百分表的刻线原理

当测量杆上升1 mm时，百分表的长针正好转动一周，由于百分表的表盘上共刻有100个等分格，所以长针每转一格，测量杆移动0.01 mm。

3)百分表的读数方法

测量时长指针转过的格数即测量尺寸。

4)注意事项

(1)测量前，检查表盘和指针有无松动现象。

(2)测量前，检查长指针是否对准零位，如果未对齐，则要及时调整。

(3)测量时，测量杆应垂直工件表面。如果测量柱体，测量时测量杆应对准柱体轴心线。

(4)测量时，测量杆应有0.3～1 mm的压缩量，保持一定的初始测力，以免由于存在负偏差而测不出值来。

5.塞尺

塞尺是用来检验两个结合面之间间隙大小的片状量规。

1)塞尺的结构

塞尺有两个平行的测量面，其长度有50 mm、100 mm、200 mm等多种。塞尺一般由0.01～1 mm厚度的薄片组成，如图1-18所示。

图1－18　塞尺

2)注意事项

(1)使用时，应根据间隙的大小选择塞尺的薄片数，可将一片或数片重叠在一起使用。

(2)由于塞尺的薄片很薄，容易弯曲和折断，因此测量时不能用力太大。

(3)不要测量温度较高的工件。

(4)塞尺使用完后要擦拭干净，并及时放到夹板中。

思考与练习　　

练习1　游标卡尺的测量

练习要求:

(1)用游标卡尺测量内径、外径、孔深、台阶及中心距等尺寸。

(2)通过实物测量，熟悉游标卡尺的结构，掌握游标卡尺的用法，并能快速、准确地读出读数。

练习2　游标万能角度尺的测量

练习要求:

(1)用游标万能角度尺测量不同的角度、锥度等。

(2)通过实物测量，熟悉游标万能角度尺的结构，掌握游标万能角度尺的用法，并能快速、准确地读出读数。

练习3　千分尺的测量

练习要求:

(1)用千分尺测量外径、长度、厚度等尺寸。

(2)通过实物测量，熟悉千分尺的结构，掌握千分尺的用法，并能快速、准确地读出读数。