钳工工艺与技能训练课件 项目二 钳工特殊知识与技能训练

项目二

钳工特殊知识与技能训练

钳工是一个具有多种操作技能的工种，上一项目介绍了钳工最基本的知识和操作技能，在本项目中将介绍其他四项钳工操作技能。

这四六项钳工的基本操作技能在当前的实际生产中虽然应用较少，但完成其加工的操作技术水平较高，仍是许多生产加工中不可缺少的一种专项技能，作为一名合格的钳工更应较好地学习掌握。

本项目模块将介绍钳工特殊操作技能：刮削、研磨、铆接和粘接。项目二

钳工特殊知识与技能训练知识目标1．掌握刮削的原理、作用、适用场景，以及正确的刮削姿势与发力技巧。2．掌握研磨工具（如平板、研具等）、磨料（氧化物、碳化物等）的特性及研磨剂的调配与涂敷技巧。3．掌握铆接类型（冷铆、热铆）、铆钉的选用标准及铆接操作流程，包括定位、穿孔和铆合。4．掌握常用粘接剂（环氧树脂/丙烯酸酯等）的特性与适用范围及表面处理（清洁/粗化）与粘接固化工艺。项目二

钳工特殊知识与技能训练技能目标1．能独立且高质量地完成刮刀粗（精）刃磨，并通过小组合作完成原始平板的粗刮、精刮，使其达到三级精度。2．能严格遵循研磨标准，完成磨料的选择、研具的准备和研磨作业，以及出色完成中等精度零件的平面研磨。3．能顺利完成沉头或半圆头铆钉的铆接作业，并对铆接质量进行严格检测，确保达到无松动、无裂纹的标准。4．能完成常规零件的粘接作业，精准控制胶层厚度，避免出现气泡等缺陷。项目二

钳工特殊知识与技能训练素养目标1．通过学习与实践，能深刻认知操作规范对保障安全、提高效率的重要意义。2．认真学习“7S现场管理法”，严格执行定点存放、定容管理、定量控制的三定管理原则。3．深入学习并贯彻质量“三不”原则——不接受缺陷、不制造缺陷、不传递缺陷。4．树立“精益求精、追求卓越”的质量意识。

钳工是一个具备多种操作技能的工种，上一项目介绍了钳工最基本的知识和操作技能，而本项目将介绍其他四种钳工操作技能。这四种钳工的基本操作技能对操作技术水平要求较高，是许多生产加工中不可缺少的专项技能，作为一名合格的钳工更应较好地学习掌握。

本项目将介绍钳工的四种特殊操作技能：刮削、研磨、铆接和粘接。【项目导入】任务一刮削

刮削是用刮刀在半精加工过的工件表面上刮去微量金属，以提高表面形状精度、改善配合表面之间接触精度的钳工作业。

刮削是机械制造和修理中一般机械加工难以达到各种型面（如机床导轨面、连接面、轴瓦、配合球面等）的一种重要加工方法。它具有切削量小、切削力小、产生热量小、加工方便和装夹变形小的特点。

通过刮削后的工件表面，不仅能获得很高的形位精度、尺寸精度、接触精度、传动精度，还能形成比较均匀的微浅凹坑，创造了良好的存油条件。

加工过程中的刮刀对工件表面的多次反复的推挤和压光，使得工件表面组织紧密，从而得到较低的表面粗糙度值。一、基础知识刮刀一般用碳素工具钢T10、T12A或轴承钢GCr15经锻打后成型，后端装有木柄，刀刃部分经淬硬后硬度为HRC60左右，刃口需经过研磨。刮削前工件表面先经切削加工，刮削余量为0.05～0.4mm，具体数值根据工件刮削面积和误差大小而定。

平面刮削的操作方法分为手刮法和挺刮法两种，刮刀也有手刮刀和挺刮刀，如图2.1所示。刀头部分切削角度如图2.2所示。图2.1手刮刀和挺刮刀图2.2

刮刀切削部分的几何形状和角度二、任务实施操作一刃磨刮刀操作二进行平面刮削操作三认识刮削的一般过程

刮削过程一般可分为粗刮、细刮、精刮和刮花四个步骤，其中，刮花通常是为了美观刮削表面。（1）粗刮

工件经过机械加工或时效后，有显著的加工痕迹，锈斑。首先用刮刀采用连续推铲的方法，又称长刮法。

除去加工痕迹和锈斑后，通过涂色显示确定刮削的部位和刮削量。对刮削量较大的部位要多刮些或重刮数遍，但刀纹要交错进行，不允许重复在一点处刮削，以免局部刮出沉凹。（1）粗刮

工件经过机械加工或时效后，有显著的加工痕迹，锈斑。首先用刮刀采用连续推铲的方法，又称长刮法。

除去加工痕迹和锈斑后，通过涂色显示确定刮削的部位和刮削量。对刮削量较大的部位要多刮些或重刮数遍，但刀纹要交错进行，不允许重复在一点处刮削，以免局部刮出沉凹。（1）粗刮

工件经过机械加工或时效后，有显著的加工痕迹，锈斑。首先用刮刀采用连续推铲的方法，又称长刮法。

除去加工痕迹和锈斑后，通过涂色显示确定刮削的部位和刮削量。对刮削量较大的部位要多刮些或重刮数遍，但刀纹要交错进行，不允许重复在一点处刮削，以免局部刮出沉凹。这样反复数遍，直到在25mm×25mm面积上有3～4个点，粗刮就算完成。粗刮时每刀刮削量要大，刀迹宽而长。（2）细刮粗刮后的工作表面，显点已比较均匀地分布于整个平面，但数量很少。细刮可使加工表面质量得到进一步提高。细刮时，应刮削黑亮的显点，俗称破点（短刀法），使显点更趋均匀，数量更多。

对黑亮的高点要刮重些，对暗淡的研点刮轻些。每刮一遍，显点一次，显点逐渐由稀到密，由大到小，直到每25mm×25mm面积上有12～15个点，细刮即完成。了得到较好的表面粗糙度，每刮一遍要变换一下刮削方向，使其形成交叉的网纹，以避免形成同一方向的顿纹。每刀刮削量要小，刀花宽度及长度也较小。（3）精刮精刮在细刮的基础上进一步增加刮削表面的显点数量，使工件达到预期的精度要求。要求点子分布均匀，在25mm×25mm面积上有20～25个点。刮削部位和刮削方法要根据显点情况进行，黑亮的点子全部刮去（又称点刮法）。中等点子在顶部刮去一小片，小点留着不刮。这样大点分为几个小点，中等点分为两个小点，小点会变大，原来没有点的地方也会出现点，因此，接触点将迅速增加。刮削到最后三遍时，交叉刀迹大小应一致，排列整齐，以使刮削面美观。

根据零件精度的不同，可分别采取粗刮，细刮或精刮。对一些不重要的固定连接面，中间工序的基准面，可只进行粗刮，一般导轨面的刮削，则需要细刮，而对于精密工具（如精密平板，精密平尺等），精密导轨表面，应进行精刮。（4）刮花

刮花是在刮削表面或机器外露的表面上利用刮刀刮出装饰性花纹，以增加刮削面的美观度，保证良好的润滑性，同时可根据花纹的消失情况来判断平面的磨损程度。常见的有斜花纹（小方块）、鱼鳞花（鱼鳞片）、半月花等。刮削中的研点是提高刮削精度和效率的关键，要注意推研的方法和研点的准确判断。研点用显示剂通常有以下两类。（1）红丹粉红丹粉分铅丹（显桔红色、原料为氧化铝）和铁丹（呈褐色，原料为氧化铁）。颗粒较细，使用时用机油调和，常用于钢和铸铁件的显点。（2）蓝油

用普鲁士蓝和蓖麻油及适量机油调和而成，常用于精密工件、有色金属及合金工件上刮削。

操作四检查刮削的精度（1）接触精度的检验

用边长为25mm的正方形方框内的研点数目的多少来检查刮削表面的接触精度。

正方形方框罩在被检查面上，如图（a）所示。（2）平面度和直线度（形状精度）

用方框水平仪检验。小型零件可用百分表检查平行度和平面度，如图（b）所示。图

刮削精度的检查方法l—标准平板2—工件3—百分表l—工件2—圆柱角尺3—标准平板（3）配合面之间的间隙（尺寸精度）

用塞尺检验。用标准圆柱利用透光法检查垂直度，如图（c）所示。图

刮削精度的检查方法l—标准平板2—工件3—百分表l—工件2—圆柱角尺3—标准平板操作五判定刮削的表面缺陷（1）深凹坑。（2）撕痕。（3）振痕。（4）划痕。（5）刮削面精度不准确。三、拓展训练1．刮削原始平板图

原始平板循环刮研法2．注意事项（1）正确刃磨粗、细、精刮刀。（2）从粗刮到精刮，显示剂涂层应逐步减薄且均匀，推研方法要正确。（3）采用挺刮法进行刮削。粗刮时要有力，用连续推刮方式；细刮和精刮必须采用挑点的方法，纹路要交叉。小知识——时效处理高温时效处理：加热到略低于高温回火的温度，保温后缓冷到300℃以下出炉。低温时效处理：将工件加热到100～150℃、长时间（约5～20h）保温后冷却。低温时效处理实际就是低温补充回火。作用：时效处理的目的是使淬火后的工件进一步消除内应力，稳定工件尺寸。时效常用来处理要求形状不再发生变形的精密工件，如精密轴承，精密丝杠、床身、箱体等。

任务二

研磨

用研磨工具（研具）和研磨剂从工件表面磨掉一层极薄的金属，使工件表面获得精确的尺寸、形状和极小的表面粗糙度值的加工方法，称为研磨。一、基础知识

研磨可以获得其他方法难以达到的高尺寸精度和形状精度，并且容易获得极小的表面粗糙度值，它加工方法简单、不需复杂设备，但加工效率低。经研磨后的零件能提高表面的耐磨性、抗腐蚀能力及疲劳强度，从而延长了零件的使用寿命。（1）研具是保证被研磨工件几何形状精度的重要因素，因此，对研具材料、精度和表面粗糙度都有较高的要求。研具材料的硬度应比被研磨工件低，组织细致均匀，具有较高的耐磨性和稳定性，有较好的嵌存磨料的性能等。常用的研磨材料有：灰铸铁、球墨铸铁、软钢、铜。

（2）磨料在研磨中起切削作用，研磨效率、研磨精度都和磨料有密切的关系。磨料的系列及用途见表2.1。系列磨料名称代号特性适用范围氧化铝系棕刚玉A棕褐色，硬度高，韧性大，价格便宜粗、精研磨钢、铸铁和黄铜白刚玉WA白色，硬度比棕刚玉高，韧性比棕刚玉差精研磨淬火钢、高速钢、高碳钢及薄壁零件铬刚玉PA玫瑰红或紫红色，韧性比白刚玉高，磨削粗糙度值低研磨量具、仪表零件等单晶刚玉SA淡黄色或白色，硬度和韧性比白钢玉高研磨不锈钢、高钒高速钢等强度高、韧性大的材料碳化物系黑碳化硅C黑色有光泽，硬度比白刚玉高，脆而锋利，导热性和导电性良好研磨铸铁、黄铜、铝、耐火材料及非金属材料绿碳化硅CC绿色，硬度和脆性比黑碳化硅高，具有良好的导热性和导电性研磨硬质合金、宝石、陶瓷、玻璃等材料碳化硼BC灰黑色，硬度仅次于金刚石，耐磨性好精研磨和抛光硬质合金、人造宝石等硬质材料金刚石系人造金刚石无色透明或淡黄色、黄绿色、黑色、硬度高。比天然金刚石略脆，表面粗糙粗、精研磨硬质合金、人造宝石、半导体等高硬度脆性材料天然金刚石硬度最高，价格昂贵其他氧化铁红色至暗红色，比氧化铬铁精研磨或抛光钢、玻璃等材料氧化铬深绿色表2.2 磨料的系列和用途

磨料的粗细用粒度表示，按颗粒尺寸分为41个粒度号，有两种表示方法。其中磨粉类有4号，5号，…

，240号共27个，粒度号越大，磨粒越细；微粉类有W63，W50，…，W0.5共14个，号数越大，磨粒越粗。（3）研磨液在加工过程中起调和磨料、冷却和润滑的作用，它能防止磨料过早失效和减少工件（或研具）的发热变形。常用的研磨液有煤油、汽油、10号和20号机械油、淀子油等。

研磨剂是由磨料和研磨液调和而成的混合剂，研磨剂不宜涂得太厚，否则会影响研磨质量，也浪费研磨剂。

二、任务实施操作一研磨方法1．平面的研磨2．圆柱面研磨3．研磨压力和速度（1）研磨时，压力和速度对研磨效率和研磨质量有很大影响。压力太大，研磨切削量虽大，但表面粗糙度差，且容易把磨料压碎而使表面划出深痕。一般情况粗磨时压力可大些，精磨时压力应小些。（2）速度也不应过快，否则会引起工件发热变形。尤其是研磨薄形工件和形状规则的工件时更应注意。一般情况，粗研磨速度为40～60次/min；精研磨速度为20～40次／min。采用光隙判别法（见图）观察时，以光隙的颜色来判断其直线度误差，如没有灯箱也可用自然光源。当光隙颜色为白色时，其直线度误差大于2µm；当光隙颜色红色时，其直线度误差为0.5～1µm；当光隙颜色为蓝色时，其直线度误差小于0.5µm。操作二：质量检验图光隙判别法

1—灯箱；2—荧光灯；3—玻璃板；4—标准平尺；5—工件；6—眼睛三、拓展训练1.研磨刀口尺形面【操作步骤】（1）粗研磨用被汽油浸湿的棉花蘸上W20～W10的研磨粉，均匀涂在平板的研磨面上，握持刀口形直尺［见图2.13（a）、（b）］，采用沿其纵向移动与以刀口面为轴线而向左右做30°～45°角摆动相结合的运动形式。研磨内直角时要用护套进行保护，以免碰伤。（2）精研磨时的运动形式与粗研磨大致相同。采用压砂平板，选用W5或W7的研磨粉，利用工件自重进行精研磨，使其表面粗糙度值达到Ra0.025µm。（3）采用光隙判别法检验质量。观察光隙的颜色，判断其直线度误差。2.注意事项（1）刀口形直尺在研磨时，如不须磨出刀口处圆弧，则要保持平稳，可采用“导靠”来支撑，防止晃动。（2）研磨时要经常将研磨工件调头，应常改变工件在研具上的研磨位置，防止研具局部磨损。（3）粗研与精研时不可使用同一块研磨平板。若用同一块研磨平板，必须用汽油将粗研磨料清洗干净。小知识——渗碳将低碳钢件（一般含碳量为0.15%～0.25%）放在大量含碳的固体（木炭、碳酸钡等）、液体（碳酸钠等）或气体（甲烷等）介质中，加热到850～950℃并保温一定时间，使碳扩散到钢件的表面层内，则表面的含碳量可达0.8%～1.2%。经淬火后钢件的表面硬度可以提高，并能提高疲劳极限及耐磨性，而使内部保持一定的韧性和塑性。任务三铆接、粘接用铆钉连接两个或两个以上的零件或构件的操作方法，称为铆接。用粘接剂把不同或相同材料牢固地连接在一起的操作方法，称为粘接。一、基础知识1．铆接目前，在很多零件连接中，铆接已被焊接代替，但因铆接具有操作简单、连接可靠、抗振和耐冲击等特点，所以在机器和工具制造等方面仍有较多的使用，如图所示。（1）铆接按使用要求可分为活动铆接和固定铆接。（2）铆钉及铆接工具。①铆钉的分类。按其材料不同可分为：钢质、铜质、铝质铆钉。按其形状不同分有：平头、半圆头、沉头、管状空心和皮带铆钉，见表2.3名称形状应用平头铆钉铆接方便，应用广泛，常用于一般无特殊要求的铆接中，如铁皮盒、防护罩壳及其他结合件中半圆头铆钉应用广泛，如钢结构的屋架、桥梁和车辆、起重机等，常用这种铆钉沉头铆钉应用于框架等制品表面要求平整的地方，如铁皮箱柜的门窗以及有些手用工具等半圆沉头铆钉用于有防滑要求的地方，如踏脚板和走路梯板等表2.3 铆接的种类及应用名称形状应用管状空心铆钉用于在铆接处有空心要求的地方，如电器部件的铆接等皮带铆钉用于铆接机床制动带以及铆接毛毡、橡胶、皮革材料的制件续表②铆接工具。手工铆接工具除锤子外、还有压紧冲头、罩模、顶模等，如图所示。

图

铆钉头部及模罩型式

罩模用于铆接时墩出完整的铆合头；顶模用于铆接时顶住铆钉原头，这样既有利于铆接又不损伤铆钉原头。（3）铆钉直径、长度及钉孔直径确定。①铆钉直径的大小与被连接板的厚度有关，当被连接板的厚度相同时，铆钉直径等于板厚的1.8倍；当被连接板厚度不同，搭接连接时，铆钉直径等于最小板厚的1.8倍。②铆接时铆钉杆所需长度，除了被铆接件总厚度外，还需保留足够的伸出长度，以用来铆制完整的铆合头，从而获得足够的铆合强度。

③铆接时钉孔直径的大小，应随着连接要求不同而有所变化如孔径过小，使铆钉插入困难；孔径过大则铆合后的工件容易松动。

目前，已有多种手动铆接枪和气动、液压铆枪用于铆接，这些工具，方便、安全、效率高、铆接质量好，已方泛用于生产。2．粘接

粘接是一种先进的工艺方法，它具有工艺简单，操作方便，连接可靠，变形小以及密封、绝缘、耐水、耐油等特点，所粘接的工件不需经过高精度的机械加工，也无须特殊的设备和贵重原材料，特别适用于不易铆焊的场合，因此，在各种机械设备修复过程中，取得了良好的效果。

粘接的缺点是不耐高温、粘接强度较低。目前，它以快速、牢固、节能、经济等优点代替了部分传统的铆、焊及螺纹连接等工艺。粘接剂分为无机粘接剂和有机粘接剂两大类。（1）无机粘接剂无机粘接剂由磷酸溶液和氧化物组成，在维修中应用的无机粘接剂主要是磷酸一氧化铜粘接