模块十　刮削与研磨

模块十刮削与研磨钳工工艺技能与训练

知识目标1.掌握刮削的原理。2.了解刮削的特点及应用。3.了解刮削工具的相关内容。4.掌握研磨的原理。5.了解研磨的特点及应用。6.了解研磨工具的相关内容。钳工工艺技能与训练

技能目标1.能进行刮削操作。2.能进行刮刀的刃磨。3.能正确选用研磨剂。4.能进行研磨操作。5.掌握刮削、研磨的安全文明生产常识。6.具备知识技能拓展能力及适应发展的能力。钳工工艺技能与训练

素养目标1.培养敬业、精益、专注、创新的工匠精神。2.培养节能环保意识、安全意识。能正确遵守个人和车间安全作业要求，注重个人安全防护。3.具备将刮削、研磨知识技能应用于具体工作领域的能力，具有一定的分析问题和解决问题的能力。钳工工艺技能与训练钳工工艺技能与训练第一节刮削钳工工艺技能与训练刮削的概念用刮刀在工件表面上刮去一层很薄的金属，以提高工件加工精度的操作叫刮削。刮削是精加工的一种方法，表面粗糙度Ra值可达1.6μm以下。钳工工艺技能与训练刮削的原理刮削是在工件与校准工具或与其相配合的工件之间涂上一层显示剂，经过对研，使工件上较高的部位显示出来，然后用刮刀进行微量刮削，刮去较高的金属层。刮刀对工件还有推挤和压光的作用，这样反复地显示和刮削，就能使工件的加工精度达到预定的要求。钳工工艺技能与训练刮削的特点刮削切削量小，切削力小，产生热量小，装夹变形小，不存在车、铣、刨等机械加工中不可避免的振动、热变形等因素，所以能获得很高的尺寸精度、形状和位置精度、接触精度、传动精度和很小的表面粗糙度值。刮刀对工件表面采用负前角切削，有推挤和压光作用，使工件表面光洁，组织致密。刮削后的工件表面，形成了比较均匀的微浅凹坑，创造了良好的存油条件，改善了相对运动零件之间的润滑情况。钳工工艺技能与训练刮削的应用刮削工作是一种比较古老的加工方法，也是一项繁重的体力劳动。但是它所用的工具简单，且不受工件形状、位置，以及设备条件的限制，加之具有以上所述的特点，所以在机械制造以及工具、量具制造或修理工作中，仍然是一种重要的手工作业。钳工工艺技能与训练刮削主要适用场合零件的形状和位置精度要求较高。互配件配合精度要求较高。装配精度要求较高。零件需要得到美观的表面。钳工工艺技能与训练平面的刮削余量平面宽度平面的长度100～500500～10001000～20002000～40004000～6000100以下100～5000.100.150.150.200.200.250.250.300.300.40孔的刮削余量孔径孔长100以下100～200200～30080以下80～180180～3600.050.100.150.080.150.200.120.250.35刮削余量钳工工艺技能与训练粗刮粗刮是用粗刮刀在刮削面上均匀地铲去一层较厚的金属。粗刮可以采用连续推铲的方法，刀迹要连成长片。粗刮能很快地去除刀痕、锈斑或过多的余量。当粗刮到每25×25mm的范围内有2～3个研点时，即可转入细刮。细刮细刮是用细刮刀在刮削面上刮去稀疏的大块研点（俗称破点）。目的是进一步改善不平现象。细刮常采用短刮法，刀痕宽而短，刀迹长度为切削刃宽度。精刮精刮就是用精刮刀更仔细地刮削研点（俗称摘点）。目的是通过精刮增加研点数目，改善表面质量，使刮削面符合精度要求。刮花刮花是在刮削面或机器外观表面上用刮刀刮出装饰性花纹。刮花的目的是使刮削面美观，并使滑动件之间形成良好的润滑条件。刮削种类钳工工艺技能与训练刮花的花纹a）斜纹花b）鱼鳞花c）半月花钳工工艺技能与训练曲面刮削曲面刮削包括内圆柱面、内圆锥面和球面刮削等。曲面刮削的原理和平面刮削一样，只是曲面刮削使用的刀具、掌握刀具的方法与平面刮削有所不同。刮削曲面时，应根据其不同形状和不同的刮削要求，选择合适的刮刀和显点方法。一般是以标准轴（也称工艺轴）或与其配合的轴作为内曲面研点的校准工具。研合时，将显示剂涂在轴的圆周面上，用轴在内曲面中旋转显示研点，然后再根据研点进行刮削。钳工工艺技能与训练平面刮刀a）直头刮刀b）弯头刮刀用于刮削平面、外曲面和刮花。按刀杆形状可分为直头刮刀和弯头刮刀。按所刮表面精度要求不同，可分为粗刮刀、细刮刀和精刮刀三种。刮削工具钳工工艺技能与训练刮刀头部的形状和角度a）粗刮刀b）细刮刀c）精刮刀d）韧性材料刮刀刮刀的几何角度根据每个刮削者的操作熟练程度、握持姿势以及刮削平面的不同而随时改变，同时在刮削过程中，刮刀杆产生弹性变形，也会明显地改变它的角度，所以刮刀需要有一定的正确角度，但不是十分严格。刮刀头部形状和几何角度如图所示，图a所示为粗刮刀，用于粗刮；图b所示为细刮刀，用于细刮；图c所示为精刮刀，用于精刮；图d所示为用于刮削韧性材料的刮刀。钳工工艺技能与训练a）三角刮刀b）柳叶刮刀c）蛇头刮刀主要用来刮削内曲面，如滑动轴承内孔等。曲面刮刀有多种形状，如三角刮刀、柳叶刮刀、蛇头刮刀等。曲面刮刀刮削工具钳工工艺技能与训练校准平板用来校验较宽的平面。标准平板的面积尺寸有多种规格，选用时，其面积应大于工件被刮面的3/4。校准工具钳工工艺技能与训练校准直尺用来校验狭长的平面。图a所示为桥式直尺，用来校验较大机床导轨的直线度。图b所示为工字形直尺，有单面和双面两种。双面工字形直尺的两面都经过精刮并且互相平行。这种双面工字形直尺，常用来校验狭长平面相对位置的准确性。桥式和工字形两种直尺，可根据狭长平面的大小和长短，适当选用。校准工具钳工工艺技能与训练角度直尺角度直尺的形状如图所示，用于校验两个刮削面成角度的组合平面（如燕尾导轨）的角度。两基准面应经过精刮，并成所需要的标准角度，如55°、60°等。第三面只是作为放置时的支承面用，所以没有经过精密加工。各种直尺在未使用时，应吊挂保存。不便吊起的直尺，应安放平稳，以防变形。校准工具钳工工艺技能与训练框式水平仪框式水平仪有两个水准器，能检验工件或机床的水平以及直线度、平行度和垂直度，是目前使用较为广泛的一种测量工具，特别适用于大中型平面的测量。校准工具钳工工艺技能与训练显示剂红丹粉蓝

油红丹粉分铅丹（氧化铅，呈桔红色）和铁丹（氧化铁，呈红褐色）两种，颗粒较细，用全损耗系统用油（俗称机油）调合后使用。红丹粉广泛用于钢和铸铁工件，因其使用时没有反光，显点清晰，价格又较低廉，故为最常用的一种。蓝油是用普鲁士粉和蓖麻油及适量全损耗系统用油（俗称机油）调合而成的显示剂，呈深蓝色。蓝油研点小而清楚，多用于精密工件和非铁金属及其合金的工件。为了了解刮削前工件误差的大小和位置，就必须用标准工具或其相配合的工件合在一起对研。工件和校准工具对研时，所加的涂料叫显示剂。经过对研，凸起处就显示出点，刮削时，根据显点情况用刮刀刮去高点。钳工工艺技能与训练显示剂的用法刮削时，显示剂可以涂在工件表面上，也可以涂在标准件上。前者在工件表面显示的结果是红底黑点，没有闪光，容易看清楚，适用于精刮时选用。后者只在工件表面的高处着色，研点暗淡，不易看清，但切屑不易粘附在切削刃上，刮削方便，适用于粗刮时选用。钳工工艺技能与训练调合显示剂的注意事项粗刮时可调得稀些，这样在刀痕较多的工件表面上便于涂抹，显示的研点也大。精刮时应调得干些，涂抹要薄而均匀，这样显示的研点细小，否则，研点会模糊不清。钳工工艺技能与训练显点的方法①中小型工件的显点一般是基准平板固定不动，工件被刮面在平板上推研后根据显点情况进行分析。推研时，压力要均匀，避免显示失真。如果工件被刮面小于平板面，推研时最好不超出平板；如果被刮面等于或稍大于平板面，允许工件超出平板，但超出部分应小于工件长度的1/3。推研时，应在整个平板上推研，以防止平板局部磨损。②大型工件的显点将工件固定，平板在工件的被刮面上推研。推研时，平板超出工件被刮面的长度应小于平板长度的1/5。对于面积大、刚性差的工件，平板的重量要尽可能减轻，必要时，还要采取卸荷推研。钳工工艺技能与训练显点的方法③不对称工件的显点推研时，应将工件的某个部位托起或下压，但用力的大小要适当、均匀。显点时还应注意，如果两次显点不一致，应分析原因，认真检查推研方法，谨慎处理。④内曲面的显点研点常用标准轴或相配合的轴作内曲面的校准工具。校准时，若使用蓝油则均匀地涂在轴的圆周面上，若使用红丹粉则均匀地涂在内曲面表面。用轴在内曲面中来回旋转显示研点，根据研点进行刮削。钳工工艺技能与训练显点的方法平面显点方法不对称工件的显点内曲面的研点方法内曲面的显点钳工工艺技能与训练平面刮削姿势手刮法右手握刀柄，左手四指向下握在距刮刀头部50～70mm处。左手靠掌部贴在刀背上，刮刀与刮削面成25°～30°角度。同时，左脚向前跨一步，上身前倾，身体重心靠向左腿。刮削时，刀头找准研点，身体重心往前送的同时，右手跟进刮刀；左手下压，落刀要轻并引导刮刀前进方向，左手随着研点被刮削的同时，以刮刀的反弹作用力迅速提起刀头，刀头提起高度约为5～10mm，如此完成一个刮削动作。钳工工艺技能与训练平面刮削姿势挺刮法将刮刀柄顶在小腹右下部，左手在前，手掌向下；右手在后，手掌向上，在刮刀头部80mm左右处握住刀身。刮削时，刀头对准研点，左手下压，右手控制刀头方向，利用腿部和臂部的合力往前推动刮刀；在研点被刮削的瞬间，双手利用刮刀的反弹作用力迅速提起刀头，刀头提起高度约为10mm。钳工工艺技能与训练内曲面刮削姿势内曲面粗刮方法右手握刀柄，左手掌心向下且四指在刀身中部横握，大拇指抵着刀身。刮削时，右手作圆弧运动，左手顺着曲面方向使刮刀作前推或后拉的螺旋形运动，刀迹与曲面轴心线成45°角交叉进行。钳工工艺技能与训练内曲面刮削姿势内曲面细刮方法刮刀柄搁在右手臂上，左手掌心向下握在刀身前端，右手掌心向上握在刀身后端。刮削时左、右手的动作和刮刀运动与粗刮一样。钳工工艺技能与训练内曲面刮削姿势内曲面刮削姿势用方框检查触电数目钳工工艺技能与训练刮削精度的检验方法以接触点数目检验接触精度用边长为25mm的正方形方框放在被检查面上，根据在方框内的接触点数目的多少确定其接触精度。钳工工艺技能与训练刮削精度的检验方法2.用百分表检查平行度用百分表检查平行度1—标准平板2—工件3—百分表测量时，将工件基准平面放在标准平板上，百分表测杆头置于加工表面上，触及测量表面时，应调整到使其有0.3mm左右的初始读数，沿着工件被测表面的四周及两条对角线方向进行测量，测得最大读数和最小读数之差即为平行度误差。钳工工艺技能与训练刮削精度的检验方法3.用圆柱角尺检查垂直度用圆柱角尺检查垂直度1—工件2—圆柱角尺3—标准平板将圆柱角尺放在标准平板上，把被测件的基准面放置在标准平板上并靠近圆柱角尺，通过观察被测面与圆柱角尺的间隙来检查垂直度误差。钳工工艺技能与训练平面刮刀的刃磨粗磨时，分别将刮刀两平面贴在砂轮侧面上。开始时，刮刀应先接触砂轮边缘，再慢慢平放在砂轮侧面上，不断地前后移动进行刃磨，使两面都达到平整，在刮刀全宽上用肉眼看不出有显著的厚薄差别。然后粗磨顶端面，把刮刀的顶端放在砂轮轮缘上平稳地左右移动刃磨，要求刀身中心线与砂轮端面垂直，刃磨时，应先以一定倾斜度与砂轮接触，再逐步按图示箭头方向转动至水平。如直接按水平位置靠上砂轮，刮刀会颤抖，不易磨削，甚至会引发事故。粗磨热处理细磨精磨钳工工艺技能与训练平面刮刀的刃磨粗磨热处理细磨精磨将磨好的刮刀放在炉火中缓慢加热到780～800℃（呈樱红色），加热长度为25mm左右，取出后迅速放入冷水（或10%的盐水）中冷却，浸入深度约为8～10mm。刮刀接触水面时作缓缓平移和间断地少许上下移动，以避免在淬硬部分留下明显的界线。当刮刀露出水面部分呈黑色，由水中取出观察其刃部颜色为白色时，迅速把整个刮刀浸入水中冷却，直到刮刀全冷后取出即可。热处理后，刮刀切削部分硬度应在60HRC以上，用于粗刮。精刮刀及刮花刮刀在淬火时可用油冷，刀头不会产生裂纹，金属的组织较细，容易刃磨，切削部分硬度接近60HRC。钳工工艺技能与训练平面刮刀的刃磨粗磨热处理细磨精磨热处理后的刮刀要在细砂轮上细磨，基本达到刮刀的形状和几何角度要求。刮刀刃磨时必须经常蘸水冷却，避免刀口部分退火。钳工工艺技能与训练平面刮刀的刃磨粗磨热处理细磨精磨刮刀精磨须在油石上进行。操作时，在油石上加适量全损耗系统用油（俗称机油），先磨两平面直至平面平整，表面粗糙度Ra＜0.2μm。然后精磨端面。刃磨时，左手扶住手柄，右手紧握刀身，使刮刀直立在油石上，略带前倾（前倾角度根据刮刀β角的不同而定）地向前推移，拉回时，刀身略微提起，以免磨损刃口。如此反复，直到切削部分形状和角度符合要求，且切削刃锋利为止。初学者还可将刮刀上部靠在肩上，两手握住刀身向后拉动来磨锐切削刃，向前时则将刮刀提起。此方法速度较慢，但容易掌握。磨出平面精磨端面精磨刃口钳工工艺技能与训练曲面刮刀的刃磨三角刮刀的粗、细磨三角刮刀的精磨先将锻好的毛坯在砂轮上进行刃磨，其方法是右手握刀柄，使其按刀刃形状进行弧形摆动，同时在砂轮宽度上来回移动，基本成形后，将刮刀调转，顺着砂轮外圆柱面进行修整。接着将三角刮刀的三个圆弧面用砂轮角开槽（目的是用于精磨），槽要磨在两刃中间，磨时刮刀应稍作上下和左右移动，使刀刃边上只留2～3mm的棱边。三角刮刀的淬火长度应为刀刃全长，方法和要求与平面刮刀相同。淬火后，必须在油石上进行精磨，用右手握柄，左手轻压切削刃，使两切削刃边同时与油石接触，刮刀沿着油石长度方向来回移动，并按切削刃弧形作上下摆动，要求将三个弧形面全部刃磨光洁，切削刃锋利。钳工工艺技能与训练曲面刮刀的刃磨蛇头刮刀的刃磨柳叶刮刀和蛇头刮刀两平面的粗、精磨方法与平面刮刀相同，刀头两圆弧面的刃磨方法与三角刮刀相似。粗、细磨刮刀在砂轮上刃磨，精磨刮刀在油石上进行刃磨。淬火方法要求与上述相同，圆弧部分应全部淬硬。曲面刮刀若用于刮削非铁金属时可在油中冷却。钳工工艺技能与训练刮削安全文明生产及注意事项在推研显点时，工件不可超出标准平板太多。刃磨刮刀时，施加的压力不能太大。刮刀柄要安装可靠。刮削工件边缘时不可用力过猛。刮刀使用完毕后，刀头部分应用纱布包裹。标准平板使用完毕后，须擦洗干净，并涂抹全损耗系统用油（俗称机油）。钳工工艺技能与训练第二节研磨钳工工艺技能与训练研磨的概念用研磨工具（研具）和研磨剂从工件表面上磨掉一层极薄的金属，使工件达到精确的尺寸、准确的几何形状和很小的表面粗糙度值的加工方法称为研磨。钳工工艺技能与训练研磨的原理物理作用化学作用研磨时要求研具材料比被研磨的工件软，在受到一定的压力后，研磨剂中的微小颗粒（磨料）被压嵌在研具表面上。这些细微的磨料具有较高的硬度，象无数切削刃，由于研具和工件的相对运动，半固定或浮动的磨粒在工件和研具之间做运动轨迹很少重复的滑动和滚动，因而对工件产生微量的切削作用，均匀地从工件表面切去一层极薄的金属，借助于研具的精确形面，使工件逐渐得到准确的尺寸精度及合格的表面粗糙度。有的研磨剂能使工件材料发生化学反应。例如，采用易使金属氧化的氧化铬和硬脂酸配制的研磨剂时，与空气接触的工件表面很快形成一层极薄的氧化膜，氧化膜由于本身的特性又很容易被磨掉，这就是研磨的化学作用。在研磨过程中，氧化膜迅速形成（化学作用），又不断地被磨掉（物理作用）。经过这样的多次反复，工件表面就能达到预定的要求。由此可见，研磨加工实际体现了物理和化学的综合作用。钳工工艺技能与训练研磨的应用⑴能得到精确的尺寸各种加工方法所能达到的精度是有一定限度的。随着工业的发展，对零件精度要求在不断地提高，因此有些零件必须经过研磨才能达到很高的精度要求。研磨后的尺寸误差可控制在0.001～0.005mm范围内，尺寸公差可达IT5～IT3。⑵提高零件几何形状的准确性要使工件获得很准确的几何形状，用其它加工方法是难以达到的。例如，经无心磨床加工后的圆柱形工件，经常产生弧多边形，用研磨的方法则可加以纠正。⑶减少表面粗糙度工件的表面粗糙度是由加工方法决定的。表10-2为各种不同加工方法所能得到的表面粗糙度。钳工工艺技能与训练加工方法加工情况表面放大的情况表面粗糙度Ra/μm车1.6～80磨0.4～5压光0.1～2.5珩磨0.1～1.0研磨0.05～0.2各种加工方法所能得到表面粗糙度值的比较钳工工艺技能与训练研磨余量由于研磨是微量切削，每研磨一遍所能去除的金属层不超过0.002mm，因此研磨余量不能太大，一般研磨量在0.005～0.030mm之间比较适宜。有时研磨余量就留在工件的尺寸公差范围之内。钳工工艺技能与训练灰铸铁研具材料研具材料应满足如下技术要求：材料的组织要细致均匀，要有很高的稳定性和耐磨性，具有较好的嵌存磨料的性能，工作面的硬度应比工件表面硬度稍软，使磨料能嵌入研具而不嵌入工件。球墨铸铁低碳钢铜钳工工艺技能与训练研磨工具研磨平板.a）有槽平板b）精密光滑平板平面研磨通常都采用研磨平板。粗研磨时，采用有槽平板，以避免过多的研磨剂浮在平板上，易使工件研平；精研时则用精密光滑平板。钳工工艺技能与训练研磨工具研磨环主要用来研磨外圆柱表面。研磨环的内径应比工件的外径大0.025～0.05mm，当研磨一段时间后，若研磨环内孔磨大，拧紧调节螺钉，可使孔径缩小，以达到所需间隙，如图所示的研磨环，孔径的调整则靠右侧的螺钉。钳工工艺技能与训练研磨工具研磨棒主要用于圆柱孔的研磨，有固定式和可调节式两种。固定式研磨棒制造容易，但磨损后无法补偿，多用于单件研磨或机修工作当中。对工件上某一尺寸孔径的研磨，要预先制好2～3个有粗、半精、精研磨余量的研磨棒来完成。有槽的研磨棒用于粗研（图a），光滑的研磨棒用于精研。可调节的研磨棒（图c）能在一定的尺寸范围内进行调整，适用于成批生产中工件孔的研磨，使用寿命长，应用较广。钳工工艺技能与训练研磨剂磨料研磨液研磨膏磨料在研磨中起切削作用，种类很多，可根据工件材料和加工精度来选择。钢件或铸铁件粗研时，选用刚玉或白色刚玉，精研时可用氧化铬。磨料粗细的选用：粗研磨时，表面粗糙度值Ra大于0.2μm时，可用磨粉，粒度在F100～F280范围内选取。精研磨时，表面粗糙度值Ra为0.2～0.1μm时，用微粉，粒度可用F280～F400；表面粗糙度值Ra为0.1～0.05μm时，可用F500～F800；表面粗糙度值Ra小于0.05μm时，可用F1000以下。钳工工艺技能与训练研磨剂磨料研磨液研磨膏研磨液在研磨过程中起调和磨料、润滑、冷却、促进工件表面的氧化、加快研磨速度的作用。粗研钢件时，可用煤油、汽油或全损耗系统用油（俗称机油）；精研时可用全损耗系统用油与煤油混合的混合液。钳工工艺技能与训练研磨剂磨料研磨液研磨膏在磨料和研磨液中加入适量的石蜡、蜂蜡等填料和粘性较大而氧化作用较强的油酸、脂肪酸等，即可配制成研磨膏。使用时将研磨膏加全损耗系统用油稀释即可进行研磨。研磨膏分粗、中、精三种，可按研磨精度的高低选用。钳工工艺技能与训练研磨运动直线往复式常用于研磨有台阶