《钳工》第九章 刮削

第九章 刮削刮削是一种精密的加工操作。在机械加工中，有些零件虽然经过车铣刨等加工，但是工件表面上还遗留有较粗糙的痕迹，特别像车床的床面、刀架滑座、轴承等用于滑动支承的机械零件，如果接触面的精度和光洁度不高，不但影响机器的精度，而且促使滑动面加快磨损。为了消除床面、轴承上华东接触的工作表面那些粗糙的痕迹，还有轻微的弯曲、毛刺飞边、凹陷或凸起，提高工作面的平直度，以保证机器的精度和使用的寿命，需要经过刮削加工。刮削的时候，刮刀的负前角起着推挤的作用，它不单在切削，而且还起着压光的后果。因此，刮削的表面组织比机械加工的表面严密，而且可以获得较高的表面光洁度，当两个经过刮削的工作面贴在一起，滑动时便有无数接触点，且触点分布比较均匀，所以滑动阻力小，对于两滑动面的相互磨损也就减少了。第一节 刮刀刮刀是进行刮削的主要工具，制作刮刀的材料要求硬度高、坚实、不起砂口、不易磨耗，通常采用T10T12碳素工具钢，W18Cr4V、W8Cr4V2告诉工具钢或轴承钢制作，并经淬火处理（硬度一般为HRC6065）后磨削而成。刮刀的种类比较多，按照其用途可分为平面用刮刀（铲刀）和曲面用刮刀。1 平面刮刀（铲刀）：刮刀的切削刃口呈直线（也有呈微小弧线），适合刮削平整的工件表面。通常使用的平面刮刀，按构造的不同，又可分为普通刮刀和弯头刮刀两种。（1）普通刮刀（直头铲刀）：这种刮刀（如图81）最常见，各部分尺寸根据工件大小和要求的精度来决定，通常所使用的刮刀尺寸，如表81。为了达到工作方便和一刀多用，可以把刮刀制成如图82所示的双头刮刀式样，它一头可作粗刮加工，另一头可作精刮加工。在刮削中，当使用粗刮的一头对工件粗刮以后，只要调换刮刀的另一头，便可进行精刮了。（2）弯头刮刀：这种刮刀的刀头薄，一面有刃，在刮削时具有弹性，可以防止刮削时工件表面出现振纹。2曲面刮刀：多用于刮削曲面和轴承等，通常有三角刮刀和匙形刮刀。三角刮刀的三个刃口形成一个等边三角形，其角度为60，三个面上有纵槽，方便于刮刀的刃磨（如图84）3刮刀的刃磨：为了更好地进行刮削，要求刮刀的刀刃保持光滑而锋利，因而，需要经常刃磨。刃磨刮刀的方法如下：（1）粗磨平面刮刀（铲刀）：如图85所示，启动砂轮，把淬硬的刮刀顶端搁在砂轮搁架上，沿着砂轮轮线来回移动，使刃口窄侧面及宽平面互成平行或垂直（刃口可磨成稍带弧形），磨的时候要注意用水冷却，避免刮刀退火。（2）细磨刮刀：经砂轮粗磨后的刮刀，刃口仍然存在细微的凹痕并带有毛刺，还要进一步在油石或放有研磨剂的平板上进行细磨。在油石上细磨时，需放食粮的柴油或机油。刃磨时，铲刀的刀身要垂直于油石表面，两个宽平面和刀刃顶端面要交替着磨，注意两切削刃应在两宽平面上（如图86），不能出现负前角，否则将不锋利失去刃磨的意义。条件许可的，铲刀的两宽平面最好在平面磨床上磨光。刮刀在使用中需要刃磨时，只需垂直地刃磨刀刃顶端面便可以了。这样，保证的铲刀切削刃口的平整和锋利，工作起来也方便。同时，为了避免刃磨时铲刀的刃口钩住油石，刃口和运动方向形成一个较小的角度。三角刮刀的刃磨和铲刀的刃磨相似。也分粗磨和细磨两个步骤。粗磨时如图87所示，以左手把刃口轻压在砂轮上。右手握住刮刀柄，并使刮刀在砂轮上左右移动。刃磨中，注意检查刮刀的横剖面的三条棱边，看是否保持等边三角形；同时，可在刮刀的三个面上各磨出一条纵槽，以便于细磨。细磨三角刮刀时，为了能获得平整的锋利的刃口，所使用的油石表面必须平整，刃磨方法如图88所示， 刮刀与油石交成一角度，约4560；要充分地使用油石的整个平面进行刃磨，以防止油石的局部位置过早地凹陷或起槽，否则，既缩短油石的使用寿命，也无法磨好刮刀。第二节 刮削前的涂色显示刮削前，为了知道工件表面高低不平的程度，通常是用标准工具加上适当的显示剂进行对磨，而使工件表面高起的部分显示出来，以便有的放矢地使用刮刀刮削。对磨时，为了使工件表面高起的部分准确地显示出来，要求标准工具的精确度较高，如冗长使用的标准平板，每25平方毫米的面积内，应该要有2025个接触点，当每25毫米正方形面积内的接触点少于这一树木范围时，应作重新修整，以保证标准工具的准确性。1标准工具：它是用来检验刮削面的准确性的一种工具。常用的标准工具有：（1）标准平板：适用于检验刮削较宽的工件平面用。一般标准平板是用具有较高的耐磨性和组织紧密的铸铁制成的，它的外形如图89。（2）平面校准平尺：适用于检验刮削长而窄的工作面，如图810a）所示。（3）三棱检验尺：刮削互成角度的棱面时用，如图810b）所示。（4）检验轴：刮削曲面、孔表面时，一般多采用与孔相配的轴来做检验轴，如果没有现成的轴，就要制造一根标准的心棒来校准。（5）水平仪：用来检验工件表面位置的水平度和垂直度。2显示剂：在刮削过程中，为了使工件与标准工具对磨时能清楚地把高起来的部分显示出来，常要加上一些显示剂。使用的显示剂，必须要具备颜色鲜明、对工件无腐蚀、不起摩擦损伤表面的要求。工厂中最常用的显示剂是红丹粉。红丹粉有两种，即铁丹（氧化铁）和铅丹（氧化铅），使用时，用机油（或煤油、柴油）调合，它通常是涂在铸铁和钢件上，特点是不反光，所显示的高点清晰。除红丹粉外，精密工件和有色金属及其合金的工件上使用蓝油（用普鲁士蓝粉和蓖麻油及适量机油调合而成，呈深蓝色），其研点小而清晰，还有用烟墨、酒精、松节油等作显示剂的，但应用得较为少一些。3对磨时应注意的事项（1）显示剂必须保持清洁，不许有污物、砂粒和铁屑等混入，以免损伤工件和标准工具的表面。调合显示剂时，油不能太多，只要能粘润便可以了。但在粗刮前涂的显示剂，调油可以多些，以便涂布方便，显示清楚。（2）涂抹显示剂要做到薄而均匀，显示才准确。（3）当标准工具与工件的大小或长度相接近时，对磨推出的落空部分不能超过本身长度的四分之一。（4）平面对磨时，推压工件，应均匀用力，并尽量采用“8”字形运动形式。当往复对磨一段时间后，将工件（或标准平板）旋转180，再进行对磨。曲面对磨时，检验轴应作顺时针和逆时针方向轮番旋转。（5）使用显示剂：粗刮时，可多涂些，以提高显示效果；细刮时，要适当少些，才能清晰地显示出工件表面的高低点。在最后的精刮时，不需再涂上显示剂，只需要用手掌将刮痕抹匀，再经对磨后作最后刮削。第三节 刮削的方法1刮削平面：（1）刮削时的角度和刮刀的握法：刮削平面是一种往返的直线运动。刮刀推出去时起切削作用，返回时是空行程。如图811所示，刮削时，刮刀与工件平面斜交一角度，斜交的角度一般为2530。刃口锋利的刮刀，与工件斜交的角度稍小些，刮削一段时间后，刃口变钝时，角度应略增大。使用普通平面刮刀工作时，左手放在靠近刀头的杆上，起引导刮刀方向、并施加一定的压力作用，右手握住刀柄，并使刀柄抵住掌心用力向前推进。使用长柄刮刀时，为了减轻疲劳，可把刀顶着髋骨侧部，两手押着刮刀的头部，利用人的重力作前后惯性运动，推动切削刃进行刮削。这样操作既省力又能提高工效。（2）刮削步骤：较小型的工件，可夹持在虎钳上刮削，但必须提防工件变形。刮削较大型的工件，可水平地牢靠地放在地面上进行。目前许多工厂床身导轨、大拖板燕尾槽均不刮削直接用导轨磨床磨出，但有些工厂还采用刮削。刮削工作从开始到完成，可分为粗刮、细刮、精刮三个步骤：1）粗刮：刮削前，首先要把已经车、铣、钻或刨等加工的工件，用刮刀、锉刀、钻头或修边器等去掉周边毛刺、锐边、锐角，防止碰伤手，并用刮刀全面地刮去机械加工后留下的刀痕，然后涂上显示剂（或工件面不涂色，而标准平板等校准工具涂色），与标准平板进行对磨。对磨后，常有以下三种接触情况：一是工件的四周边缘接触而中间位置不接触；二是工件只有中间一部分接触，而其他位置不接触；三是工件的平面一边接触，而另一边不接触或只有对角位置接触等。粗刮前，细心观察和分析平面对磨后磨出的接触情况是很重要的，只有在了解和掌握了接触情况后，才能够正确地进行刮削工作。粗刮时，要刮去相当厚的切削（去粗皮），所以使用刮削压力要大些，这样去屑要快些，粗刮所使用的刮刀，端部必须要平，一般多采用长刮刀进行刮削，刮削时刀痕要连成一片，不可重复，以防止平面高低相差过多。经粗刮后，当每25毫米正方形面积内有四到六处接触点时，就可进入细刮。2）细刮（点刮）：细刮是把已经贴合的点轻轻地一个一个地刮去，使对磨时工件平面原来不接触位置渐渐接触，不断地增加贴合点的数目，以达到所要求的表面质量。经过一段时间的细刮，磨出来的点子相互间的距离渐近，这时，可以从工件表面看出三种深浅不同颜色的斑点（如图812），亮而反光的地方，就是工件表面较高之处；显出黑色点的地方，是平面高低适中的地方，不需刮去；不着色的地方，是平面较低之处，所以对磨时与标准平板不接触。此外，刮削中还要掌握以下要领，即“点子愈疏散，需刮去的点子面积越大，点子越集中，则刮去的点子面积越小”，才能又快又好地完成刮削工序。当工件平面每25平方毫米面积内有1520个贴合点时，就可以进行精刮了。3）精刮：精刮的目的是在细刮的基础上再经过一番的修正，进一步提高工件的表面使用质量。精刮所使用的刮刀要特别锋利，一般用小刮刀进行。刮削时，为了减少刮刀刃口与工件平面的接触面积，更准确地刮在点子上，可把刮刀的顶端磨成稍带圆弧形，进行精刮工作时，精神要集中，每刀刮在点子上，点子愈多，刀痕愈小，刮时所用的力要轻。当点子逐渐增大时，可将点子分成三种情况进行刮削，最大最亮的点子要全部刮去，中等的点子刮去一小片，小点子留着不刮。这样，大点子就可分成许多小点子，中等的点子又分成几个小点子，直到每25平方毫米内有2025个贴合点为止。（3）原始平板和利用水平仪刮削大平板的刮削方法：1）原始平板的刮削方法：如果工作中遇到没有标准平板作基准面，但要求刮出几块较精密的平板时，可采用三块平面互相刮配的方法（俗称三块互刮法），能获得理想的平面，其原理与工作步骤如图813所示。三块平板用1、2、3的号码表示，假设以1号平板为基准刮削另外两块，如果1号是凹心，则2号、3号两块平板必将刮成凸心，然后将2号和3号两块平板对磨点子，从2号、3号平板只有中间位置有贴合点的情况中可以分析出1号平板是凹心的，于是刮削2号和3号平板，彼此配合，则2号和3号平板凸出部分将刮去，而渐渐成为平面，再以2号平板为基础刮削1号平板，则1号平板四周凸出部分将刮去，也渐成为平面，继续刮削1号和3号平板彼此配合，接着以3号平板为基准刮削2号平板，最后以三块平板彼此配刮，便可以获得理想的平面。同理，不论三块平板原来的平面形状如何，只要按以上轮换顺序互刮，是可以获得理想的平面的。2）利用水平仪刮削平面：刮削前，必须将大平板水平校准为最小的误差，然后根据水平仪在平板上所测得的数据进行刮削。校准与刮削平板的方法较多，这里介绍通常所采用的一种，如图814所示，利用水平仪刮长1400毫米，宽1000毫米的平板时，首先把水平仪安放在平板中央位置的纵向和横向方位上，测出为大致水平，然后，逐步调整四角的可调节夹角，使平板中央位置保持水平，校好后，再把水平仪安放在平板的a、b、c、d四个位置上，进一步进行水平校准。平板经过初步的水平校准后，再用水平仪检查平板是否有扭曲或凹凸等现象。用水平仪检查平板不直度时，通常是沿着平板的四周和对角线进行的，检查时，应注意记清平板的左右、上下和水平仪的移动方向，并画出不直度曲线图。从曲线图中，我们便可以分析出平板的形状。这时，可对平板水平作最后的调整，使平板水平达到最小误差。平板不直度曲线图的画法：在测量时，依次移动水平仪，使每次测量位置互相衔接，这样才能测绘出与平板面不直度实际形状相接近的连续曲线。通常，将平板面在全长上划分为若干段（一般以使用的水平仪工作面长度为一段），水平仪依次由一段移动至另一段，来测量每段平板对1、2两点连续的延长线的角度误差。例如：测量平板某边时，所用的水平仪的读数为0.02/1000，水平仪工作面长度为200毫米，把水平仪放在平板面12段时的读数为零；当水平仪依次向前移动至平板面上23段时，水准器中气泡向前移动了一格，为正值，表示23段平板面是向上倾斜了0.004毫米；当水平仪移动至平板面34时，如水平仪气泡往后移动并回到零位，这表示34段平板面与12段平板面平行。由于23段平板面向上倾斜，故12与34两段平板面虽平行，但却不在同一平面内。这样就好象人走路一样，开始走了一段平路（如12段），跟着上了一个坡（如23段）后，又走平路（如34段）。当水平仪移至平板上45段时，水平仪的水准器中气泡向后移动一格，即表示为负值，表示45段平板平面是向下倾斜了，即为-0.004毫米，就好象走了个下坡，这样继续测量下去，直至平板某边测量完为止，由各线段所组成的曲线，就叫做平板的不直度曲线图（如图815）。平板经过水平调整和用水平仪检查并画出不直度曲线后，通过分析研究平板平面不直度的情况，便可以进行刮削了。刮削前，首先用一块与平板长度大致相等的标准平尺涂上适量的红丹与平板对磨点子，然后对平板较高的位置进行粗刮。刮削过程中，要经常用水平仪检查水平。当平板经粗刮一段时间后，水平误差愈来愈小时，可采用如图816所示的方法进行刮削，即首先用标准平尺在平板A、B平面处（A平面的宽度可与标准平尺差不多）对磨点子进行刮削，并在刮削过程中经常用水平仪检查，使A、B平面水平，当A、B平面刮削好后，再用同样的方法刮削C、D平面，刮削一段时间以后，标准平尺在C、D平面上对磨时与A、B平面有接触，这时，从A、B平面接触的情况中，便可以分析出A、B两平面是否有横向倾斜或不在同一平面上的现象。假如标准平尺在C、D平面上对磨点子时与A平面有接触点，而B没有，则说明A、B两平面虽是水平，但不在同一平面上，即A平面高于B平面。这时，这时，可再次刮削A平面，然后又回复过来刮削C、D平面。当标准平尺在C、D平面上对磨点子时，与A、B平面都 有接触，则说明A、B、C、D平面水平也都在同一平面上，依照上述的方法，就可把剩下的部分刮好。当整块平板水平面水平刮削好后，为了提高平板的精度。可用一块小标准平板涂上适量的红丹与整块的大平板进行对磨点子，然后，使用刮刀对大平板进行精刮，直至每25毫米正方形面积范围内有2025个接触点为止。图8162刮削曲面：曲面刮削通常是使用三角刮刀进行的。刮削时，刮刀作圆弧运动，以心棒或轴作标准工具。当 刮削轴瓦（轴承）时，其刮削步骤如下：（1）磨点子：在轴瓦上磨点子，一般是用与轴瓦槽相配的轴进行的。首先，把显示剂均匀地涂在轴面上，并小心地把轴放在轴瓦里，盖上轴承盖，并拧紧螺丝，然后转动轴杆，便可磨出贴合点。这个过程，在每刮削一次后都要重复一次，一直达到要求为止。在轴瓦上磨点子，也要根据不同机器和具体运转时的载荷情况，要抓住主要矛盾。例如，柴油机的连杆轴承（曲轴端），在工作冲程中，上瓦所承受的载荷较下瓦大得多；在柴油机的主轴承中，下瓦较上瓦所承受的载荷大得多，轴承上受到这种较大载荷的部分，就必须刮成特别密的贴合点。只有轴瓦承受载荷最大的面比其余几个面的贴合点要密时，轴瓦才达到理想的要求。（2）三角刮刀的使用：三角刮刀的握法如图