《鉗工工藝與技能訓(xùn)練》-圖文課件-第9章

第9章刮削和研磨2024/9/24學(xué)習(xí)目標(biāo)19.1刮削29.2研磨3目錄2024/9/24學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握刮研

掌握研磨2024/9/24刮削與研磨是鉗工工作中非常重要的精加工方法，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)中。刮削屬于精加工，是指用刮刀刮除工件表面薄層金屬的加工方法。刮削是在工件與校準(zhǔn)工具或互配工件之間涂上一層顯示劑，經(jīng)過(guò)對(duì)研使工件上較高的部位顯示出來(lái)，然后用刮刀進(jìn)行微量刮削。這樣反復(fù)地顯示和刮削就能保證工件有較高的形位精度和互配件的精密配合。

9.1刮削2024/9/24

9.1.1刮削的基本知識(shí)

1.刮削的特點(diǎn)及其應(yīng)用刮削具有切削力小、切削量小、產(chǎn)生熱小、裝夾變形小等特點(diǎn)，不會(huì)引起震動(dòng)和熱變形，能獲得較高的尺寸精度、形位精度、接觸精度、傳動(dòng)精度和較小的表面粗糙度值。因此刮削常用于：（1）要求較精確的尺寸精度和形位精度的零件。（2）需要良好配合的互配件。（3）需要良好的機(jī)械裝配精度。（4）需要表面美觀的零件。2024/9/242.刮削余量

刮削余量一般為0.05～0.4mm，具體數(shù)值應(yīng)依刮削面積而定。合理的刮削余量見(jiàn)表9-1。表9-1刮削余量單位：mm平面的刮削余量平面寬度平面長(zhǎng)度100～500500～10001000～20002000～40004000～6000100以下0.100.150.200.250.30100～5000.150.200.250.300.40孔的刮削余量孔徑孔長(zhǎng)100以下100～200200～30080以下0.050.080.1280～1800.100.150.25180～3600.150.200.352024/9/24

3.刮削工具1）刮刀刮刀一般用碳素鋼T10A、T12A或彈性好的軸承鋼GCr鍛制而成，硬度可達(dá)60HRC左右，刮刀是刮削的主要工具。刮削淬火硬件時(shí)，可用硬質(zhì)合金刮刀。刮刀分為平面刮刀和曲面刮刀兩類(lèi)。2024/9/24平面刮削

（1）平面刮刀。平面刮刀用來(lái)刮削平面、外曲面或產(chǎn)花紋，一般分為粗、精、細(xì)三類(lèi)。2024/9/24種類(lèi)全長(zhǎng)L(mm)寬度B(mm)厚度t(mm)活動(dòng)頭長(zhǎng)度(mm)楔角β0(°)粗刮刀450～60025～303～410092.5細(xì)刮刀400～50015～202～38095精刮刀400～50010～121.5～27097.5平面刮刀的規(guī)格及楔角參考值2024/9/24

（2）曲面刮刀。曲面刮刀主要用來(lái)刮削內(nèi)曲面如工件上的油槽和孔的邊緣等。常用的曲面刮刀有三角形刮刀、蛇頭刮刀。三角形刮刀由三角銼刀改制或用工具鋼鍛制，蛇頭刮刀則由工具鋼鍛制。曲面刮刀2024/9/24

2）校準(zhǔn)工具校準(zhǔn)工具是用來(lái)推磨研點(diǎn)和檢查被刮面準(zhǔn)確性的工具，也稱研具。常用的有校準(zhǔn)平板、校準(zhǔn)直尺、角度直尺，校研曲面用的研磨棒以及根據(jù)被刮面形狀設(shè)計(jì)制造的專(zhuān)用校準(zhǔn)型板等。校準(zhǔn)工具2024/9/243）顯示劑顯示劑主要用于工件與校研工具的對(duì)研表面之間，其作用是清晰地顯示出工件表面上的高點(diǎn)。常用的顯示劑有紅丹粉和普魯士藍(lán)油。（1）紅丹粉由氧化鉛或氧化鐵加機(jī)械油調(diào)和而成，其特點(diǎn)是顯示清晰，不反光，價(jià)格低廉，廣泛用于鋼和鑄鐵工件。（2）普魯士藍(lán)油是由普魯士藍(lán)粉與蓖麻油及適量機(jī)油調(diào)制而成，其特點(diǎn)是研后點(diǎn)小、清楚、價(jià)格較高，多用于有色金屬和精密零件的顯示。顯示劑的使用方法：粗刮時(shí)顯示劑調(diào)的稀些，在校準(zhǔn)件表面涂得較厚，這樣顯示點(diǎn)子較暗淡，大而少，切屑不易粘附在刮刀上；精刮時(shí)，顯示劑調(diào)的干些，薄而均勻地涂抹在零件表面，顯示點(diǎn)子細(xì)小清晰，便于提高刮削精度。2024/9/24

9.1.2刮削及精度檢驗(yàn)

1.平面刮削的方法平面刮削一般采用挺括法和手刮法兩種。

1）挺括法將刮刀柄放在小腹右下側(cè)肌肉處，左手在前，手掌向下，右手在后，手掌向上，距刮刀頭部50～80mm處握住刀身。刮削時(shí)刀頭對(duì)準(zhǔn)研點(diǎn)，左手下壓，右手控制刀頭方向，利用腿部和臀部力量，使刮刀向前推動(dòng)，隨著研點(diǎn)被刮削的瞬間，雙手利用刮刀的反彈作用力迅速提起刀頭，刀頭提起高度約為10mm。2024/9/242）手刮法右手提刀柄，左手握刀桿，距刀刃為50～70mm處，刮刀與被刮表面成25°～30°角。左腳向前跨一步，身體重心靠向左腿。刮削時(shí)右臂利用上身擺動(dòng)向前推，左手向下壓，并引導(dǎo)刮刀運(yùn)動(dòng)方向，在下壓推擠的瞬間迅速抬起刮刀，這樣就完成了一次刮削運(yùn)動(dòng)，手刮法刮削力量小，手臂易疲勞，但動(dòng)作靈活，適用于各種工作位置。2024/9/24

平面刮削2024/9/24

2.平面刮削步驟平面刮削可分為粗刮、細(xì)刮、精刮和刮花四個(gè)步驟。工件表面的刮削方向應(yīng)與前道工序的刀痕交叉，每刮削一遍后涂上顯示劑，用校準(zhǔn)工具配研，以顯示出高點(diǎn)然后再刮掉，如此反復(fù)進(jìn)行。（1）粗刮。當(dāng)工件表面還留有較深的前道工序加工刀痕，工件表面產(chǎn)生銹蝕或刮削余量較多的情況下，都需要進(jìn)行粗刮。用粗刮刀在刮削面上均勻鏟去一層較厚的金屬，刮刀痕跡要連成片，不可重復(fù)。粗刮能很快的去除較深的刀痕、嚴(yán)重的銹蝕或過(guò)多的余量。當(dāng)粗刮到每25×25mm的面積內(nèi)有2～3點(diǎn)時(shí)轉(zhuǎn)入細(xì)刮。

2024/9/24（2）細(xì)刮。細(xì)刮主要是使刮削面進(jìn)一步改善不平現(xiàn)象，增加接觸點(diǎn)數(shù)，用細(xì)刮刀在刮削面上刮去稀疏的大塊顯點(diǎn)。刮削時(shí)可采用短刮刀法刮削。隨著顯點(diǎn)的增多，刀跡逐步縮短。在每刮一遍時(shí)須保持一定方向，刮第二遍時(shí)要交叉刮削，以消除原方向的刀跡，否則切削刃容易在上一遍刀跡上產(chǎn)生滑動(dòng)，顯點(diǎn)會(huì)成條狀，不能迅速達(dá)到精度要求。在整個(gè)刮削面上，每邊長(zhǎng)為25mm的正方形面積內(nèi)出現(xiàn)12～15個(gè)顯點(diǎn)時(shí)，細(xì)刮即告結(jié)束。2024/9/24（3）精刮。用精刮刀采用點(diǎn)刮法對(duì)準(zhǔn)顯點(diǎn)刮削，目的是增加研點(diǎn)、改善表面質(zhì)量。精刮時(shí)，落刀要輕、提刀要快，每個(gè)研點(diǎn)上只刮一刀，不要重復(fù)刮削，并始終交叉地進(jìn)行刮削。當(dāng)研點(diǎn)增加至每25×25mm面積內(nèi)20個(gè)點(diǎn)以上時(shí)精刮結(jié)束。（4）刮花。刮花是在刮削面或機(jī)械外觀表面上用刮刀刮出裝飾性花紋，目的是增加表面美觀度，形成良好的潤(rùn)滑條件。要求較高的工件，不必刮出大塊的花紋。刮花的花紋2024/9/24

3.平面刮削精度檢驗(yàn)刮削精度包括尺寸精度、形狀和位置精度、接觸精度及貼合程度、表面粗糙度等。刮削質(zhì)量最常用的檢查方法是用邊長(zhǎng)25mm的方框罩在與校準(zhǔn)工具配研過(guò)的被檢查表面上，檢測(cè)框內(nèi)接觸斑點(diǎn)數(shù)目。各種平面接觸精度的研點(diǎn)數(shù)見(jiàn)表9-3。平面種類(lèi)接觸斑點(diǎn)數(shù)應(yīng)用范圍普通平面8～12普通基準(zhǔn)面、密封結(jié)合面12～16機(jī)床導(dǎo)軌面、工具基準(zhǔn)面精密平面16～20精密機(jī)床導(dǎo)軌、直尺20～25精密量具、一級(jí)平板超精密平面﹥25零級(jí)平板、高精密機(jī)床導(dǎo)軌平面接觸精度研點(diǎn)數(shù)2024/9/24

4.曲面刮削及精度檢驗(yàn)曲面刮削與平面刮削基本相似，只是使用刀具和掌握刀具的方法略有不同。進(jìn)行內(nèi)圓弧面得刮削操作時(shí)，刮刀做內(nèi)圓弧運(yùn)動(dòng)，刀痕與軸線約成45°角。內(nèi)孔刮削常用與其相配的軸或標(biāo)準(zhǔn)軸作校準(zhǔn)工具，用藍(lán)油涂在孔的表面，用軸來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)顯點(diǎn)，再進(jìn)行刮削。其刮削質(zhì)量如表9-4。軸承直/mm機(jī)床或精密機(jī)械主軸軸承鍛壓設(shè)備和運(yùn)用于機(jī)械的軸承動(dòng)力機(jī)械和冶金設(shè)備的軸承高精度精密普通重要普通重要普通每25mm×25mm內(nèi)的研點(diǎn)數(shù)≤12025201612885＞120161086622024/9/24大多數(shù)的刮削平面還有平面度要求，如工件平面大范圍內(nèi)的平面度、機(jī)床導(dǎo)軌面的直線度等，這些誤差可以用框式水平儀檢查。2024/9/24用研磨工具和研磨劑，從工件上研去一層極薄表面層，使加工精度和表面質(zhì)量達(dá)到較高程度的精加工方法，稱為研磨。它是表面加工的最后一道工序。9.2研磨2024/9/249.2.1研磨的基本知識(shí)研磨工藝的基本原理是游離的磨料通過(guò)輔料和研磨工具物理和化學(xué)的綜合作用，對(duì)工件表面進(jìn)行光整加工。

1.研磨的基本原理1）物理作用研磨時(shí)預(yù)先將磨料壓嵌在研磨工具上進(jìn)行嵌砂研磨稱為干研。也可在研具或工件表面上涂敷研磨劑進(jìn)行敷砂研磨稱為濕研。磨料或研磨中的磨料在研具表面構(gòu)成了一種半固定或浮動(dòng)的“多切削刃”的基體。當(dāng)研具與工件作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)任意一方施加一定的壓力時(shí)，介于兩者之間的磨料借助研具的精確型面，即以其“多切削刃”對(duì)工件進(jìn)行切削，從而使工件逐漸得到較高的幾何形狀、位置和尺寸精度及表面粗糙度。2024/9/24干研濕研2024/9/242）化學(xué)作用當(dāng)用添加氧化鉻、硬脂等物質(zhì)的研磨劑對(duì)工件進(jìn)行研磨時(shí)，與空氣接觸的金屬表面很快地生成氧化膜。這層氧化膜很容易被研磨掉而新的金屬表面又很快地生成新的氧化膜，如此進(jìn)行下去從而加速研磨過(guò)程。2024/9/24

2.研磨余量的確定研磨是一種切削量極小的精密加工方法，所以留的研磨余量都極小，通常在0.005～0.03mm內(nèi)，有時(shí)研磨余量就留在尺寸公差以內(nèi)。原則上可從以下三個(gè)方面考慮研磨余量：（1）根據(jù)被研工件的幾何形狀和尺寸精度要求。（2）根據(jù)上道加工工藝的加工質(zhì)量。（3）根據(jù)實(shí)際情況考慮，如具有雙面、多面和位置精度要求很高的工件，在預(yù)加工中無(wú)工藝裝備保證其質(zhì)量，其研磨余量應(yīng)適當(dāng)多留些。研磨面積較大或形狀較復(fù)雜且精度要求高的工件，研磨余量取較大值，100mm的長(zhǎng)度內(nèi)約留有0.015mm或更小些。2024/9/243.研磨工具與研磨劑1）研磨工具研具是研磨加工中保證被研工件幾何精度的重要因素，因此對(duì)研具的材料、精度和表面粗糙度都有較高的要求。研具材料的組織結(jié)構(gòu)應(yīng)細(xì)密均勻，避免使研具產(chǎn)生不均勻磨損而影響工件的質(zhì)量。其表面硬度應(yīng)低于被研工件材料的硬度，使研磨劑中的微小磨粒容易嵌入研具表面，而不易嵌入工件表面。但不可太軟否則會(huì)全部嵌進(jìn)研具而失去研磨作用。還應(yīng)有較好的耐磨性以保證被研工件獲得較高的尺寸和形狀精度?；诣T鐵是常用的研具材料，它強(qiáng)度較高不易變形，潤(rùn)滑性能好，磨耗較慢，硬度適中，便于加工且研磨劑易于涂布均勻，因此研磨的效果較好。球墨鑄鐵的耐磨性更好且比灰鑄鐵更容易嵌存磨粒。因此用球墨鑄鐵制作的研具，精度保持性更好。2024/9/242）研磨劑研磨劑是由磨料和研磨液調(diào)和而成的混合劑。（1）磨料。磨料在研磨中主要起切削作用。研磨加工的效率、精度和表面粗糙度與磨料有密切關(guān)系。常用的磨料有以下4個(gè)系列。①氧化鋁磨料。氧化鋁磨料的硬度低于碳化物磨料，適用于研磨淬硬鋼、及淬硬鋼、鑄鐵等材料。②碳化物磨料。碳化物磨料的硬度低于金剛石磨料。在超硬材料的研磨加工中其研磨效率和質(zhì)量低于金剛石磨料，可用于研磨硬質(zhì)合金、陶瓷與硬鉻等超硬材料，適用于研磨硬度較高的淬硬鋼。2024/9/24③金剛石磨料。金剛石磨料是目前硬度最高的磨料，分人造金剛石和天然金剛石兩種。金剛石磨料的切削能力強(qiáng)，實(shí)用效果好可用于研磨淬硬鋼，適用于研磨硬質(zhì)合金、硬鉻、寶石、陶瓷等超硬材料。隨著人造金剛石的制造成本的不斷下降，金剛石磨料的應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛。④軟質(zhì)化學(xué)磨料。軟質(zhì)化學(xué)磨料質(zhì)地較軟，可以改善被加工表面的表面粗糙度，提高效率用于精研或拋光。這類(lèi)磨料有氧化鉻、氧化鐵、氧化鎂和氧化鈰等。2024/9/24（2）研磨液。研磨液在研磨加工中起到調(diào)和磨料、冷卻和潤(rùn)滑的作用。

研磨液的質(zhì)量高低和選用是否正確，直接關(guān)系著研磨加工的效果。一般要求具備以下條件：

①有一定的粘度和稀釋能力。

②有良好的潤(rùn)滑和冷卻作用。

③不影響人體健康且對(duì)工件無(wú)腐蝕性。

常用的研磨液有煤油、汽油、L-AN15與L-AN32全損耗系統(tǒng)用油、工業(yè)用甘油以及熟豬油等。此外根據(jù)需要在研磨液中再加入適量的石蠟、蜂蠟等填料和粘性較大而氧化作用較強(qiáng)的油酸、脂肪酸或硬脂酸等，則研磨效果更好。2024/9/249.2.2研磨工藝研磨工藝分手工研磨和機(jī)械研磨兩種。手工研磨時(shí)，要使工件表面各處都要受到均勻的微量切削，應(yīng)該選擇合理的運(yùn)動(dòng)軌跡，這對(duì)提高研磨效率、工件的表面質(zhì)量和研具的壽命都有直接的影響。

1.手工研磨運(yùn)動(dòng)軌跡的形式手工研磨的運(yùn)動(dòng)軌跡，一般采用往復(fù)直線、直線與擺動(dòng)、螺旋形、8字形和仿8字形等幾種。不論哪一種軌跡的研磨運(yùn)動(dòng)，其共同特點(diǎn)是工件的被加工面與研具工作面做相密合的運(yùn)動(dòng)。這樣的研磨運(yùn)動(dòng)既能獲得比較理想的研磨效果，又能保持研具的均勻磨損，提高研具的壽命。2024/9/241）往復(fù)直線研磨運(yùn)動(dòng)軌跡

往復(fù)直線研磨運(yùn)動(dòng)軌跡由于不能相互交叉，容易直線重疊。使工件難以得到細(xì)的表面粗糙度，但可獲得較高的幾何精度，所以它適合于有階臺(tái)的狹長(zhǎng)平面的研磨。

2）擺動(dòng)式直線研磨運(yùn)動(dòng)軌跡

由于某些量具的研磨主要要求是平面度，因此可采用擺動(dòng)式直線研磨運(yùn)動(dòng)，即在左右擺動(dòng)的同時(shí)作往復(fù)直線移動(dòng)。2024/9/243）螺旋形研磨運(yùn)動(dòng)軌跡研磨圓片或圓柱形工件的端面等，采用螺旋形研磨運(yùn)動(dòng)，能獲得較細(xì)的表面粗糙度和較好的平面度。螺旋形研磨運(yùn)動(dòng)軌跡2024/9/244）8字形和仿8字形研磨運(yùn)動(dòng)軌跡研磨小平面工件，通常都采用8字形和仿8字形研磨運(yùn)動(dòng)，能使相互研磨的面保持均勻接觸，既有利于提高工件的研磨質(zhì)量，又可使研具保持均勻地磨損。8字形和仿8字形研磨運(yùn)動(dòng)軌跡2024/9/24

2.平面研磨平面的研磨一般分為粗研和精研兩個(gè)階段，分別使用帶槽平板和光滑平板進(jìn)行。1）一般平面研磨研磨前先清洗待研磨表面并擦干，再在研磨平板上涂上適當(dāng)?shù)难心笸康帽《鶆?，然后再將工件與研磨面扣合，其上施加一定的壓力進(jìn)行研磨，研磨時(shí)可按螺旋形軌跡或“8”字形軌跡進(jìn)行。一般平面研磨2024/9/242）狹窄平面研磨為防止研磨平面產(chǎn)生傾斜和圓角，在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生擺動(dòng)，常用金屬靠鐵靠住，使靠鐵的靠緊面與底面保持垂直，提高穩(wěn)定性。狹窄平面研磨2024/9/243.圓柱面研磨圓柱面研磨的方法有純手工研磨和機(jī)械與手工配合研磨兩類(lèi)。1）純手工研磨純手工研磨時(shí)，將工件外圓柱面涂敷一層薄而均勻的研磨劑，然后裝入研具孔內(nèi)調(diào)整好間隙，然后使工件做正、反兩方向轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)又做相對(duì)軸向運(yùn)動(dòng)。2）機(jī)械配合手工研磨此方法是將工件裝夾在機(jī)床主軸上并做低速轉(zhuǎn)動(dòng)，手握研具做軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研磨。采用此方法時(shí)，應(yīng)使研具往復(fù)運(yùn)動(dòng)與工件轉(zhuǎn)速相協(xié)調(diào)，檢查方法是使工件上研磨出來(lái)的網(wǎng)文與工件中心線成45°的夾角，研具往返移動(dòng)的速度不應(yīng)過(guò)快或過(guò)慢。2024/9/24外圓研磨速度的檢查方法2024/9/24

4.圓錐面研磨研磨圓錐面時(shí)，必須使用與工件錐度一致的研磨棒或研磨環(huán)，而且錐度要磨得準(zhǔn)確。圓錐孔的研磨，一般在鉆床或車(chē)床上進(jìn)行，研磨棒轉(zhuǎn)動(dòng)方向應(yīng)與螺旋槽旋向一致。研磨時(shí)，研磨棒上均勻地涂上研磨劑，放入工件，在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，應(yīng)不斷地做稍微拔出和推入運(yùn)動(dòng)，反復(fù)進(jìn)行研磨。有些工件表面是利用彼此接觸面進(jìn)行研磨來(lái)達(dá)到密封的目的，不需要用研磨棒和研磨環(huán)。圓錐面研磨2024/9/24

9.2.3研磨質(zhì)量和研磨