《钳工常识》教案.docx

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《钳工常识》教案

《钳工常识》

一、自我介绍

二、序：

大家可能要问，我们是电工还是钳工都还没有定，为什么一定要学习《钳工常识》。

其实，每个工种间都是相互关联的，尤其是机和电，也就是电和钳从来都是不能完全分开的，钳工自然要学习钳工知识，那么我们要是电工呢？

很多时候电工都是运用钳工知识进行拆解组装的，对于防爆面等的修理、测量，电机维修中轴承部分的拆解组装、轴头损坏情况的测量修复等没有钳工知识绝对不行的。

尤其是在现代工业企业中最需要的是机电一体化的人才，所谓工种的区分，只是专业的侧重面不同而已。

本次入企培训也是基于这种理念，进行培训课程设计的。

三、课程内容简介：

《钳工常识》内容比较简单，我们主要介绍：

1、钳工常用工具、量具的种类、规格、型号和使用方法

2、公差配合与互换性基础知识

3、机床分类及机床编号中各数值的含义.

4、机加工的基本知识

5、螺纹的形成、种类及标注方法

四、上课时间及考试时间：

（介绍）

第一节、常用工具的种类、规格、型号

一、常用工具：

扳手类、锤子和锯削类、錾子、锉刀、刮刀等。

1、扳手类

（1）双头呆扳手（单头）其规格以两端开口宽度而定，如：

12mm*14mm、17mm*19mm等；单头的就只写19mm，紧固或拆解螺栓、螺母。

每把双头扳手只可适用两种尺寸的六解头或方头螺栓和螺母。

M8（12），M10（17），M12（19），M16（24），M20（30），M24（36），M30（42）

（2）活扳手：

其规格以手柄长度和最大开口宽度而定。

如150mm*19mm、250mm*30mm，使用方法P3。

其开口宽度可以根据使用情况而调整。

每一种规格能扳动一定尺寸范围内的六角或方并没有螺栓和螺母。

（3）内六角扳手：

其规格以六方对边尺寸和扳手长、短端的长度而定。

如：

6mm*30mm*90mm。

主要用于紧固或拆解螺钉。

使用方法P3。

（加）

M5（6），M12（10），M16（14），M20（17），M24（19）

（4）管钳：

其规格以手柄长度和夹持管的最大外经而定。

如200mm*25mm主要用于扳动金属管子或其它圆形工件，管路安装和修理，用法P3

（5）铰杠：

其规格以扳手长度和适用的丝锥直径而定，如180mm*（3-6）mm；280mm*（6—14）mm。

主要用于装夹丝锥，攻制零件的内螺纹，用法P4。

（6）板牙架：

其规格以扳手长度和螺纹直径而定，如380mm*（12—16）mm；480*（18—12）mm。

主要用于装圆扳牙，用手套制零件上的外螺纹，使用P4

（7）、一字型螺钉旋具（一字改锥）：

其规格以木柄长度、杆径和全长而定，如50mm*5mm*135mm，60mm*5mm*150mm等，主要用于紧拆一字槽螺钉、木螺钉等。

使用P4

（8）十字型螺钉旋具（十字改锥）：

其规格分Ⅰ（2~2.5）、Ⅱ（3~5）、Ⅲ（5.5~8）、Ⅳ（10~12）四种十字型规格，专为旋动十字槽螺钉或木螺钉。

使用P4。

2、锤子和锯削类。

（1）钳工锤子：

其规格以重量而定。

如0.5kg、1kg等，木柄呈椭圆形，使用时手握椭圆形锤柄易于定向。

（2）钢锯架：

①固定式：

可装300mm锯条

②可调式：

可装200mm、250mm、300mm三种锯条。

（3）钢锯条：

其规格以长度和齿距而定。

如：

300mm*0.8mm，300mm*1mm等。

其按齿距可分为粗齿（1.4~1.8mm）、中齿（1.0~1.2mm）和细齿（0.8mm）

锯条长度指两安装孔的中心距。

装夹锯条时，锯齿应朝向前推的方向，松紧适当，入锯斜角150左右为宜。

使用时左手扶钢锯架前上部，轻轻向下施力的同时，左右手一起向前推送。

3．錾子：

有扁錾、尖錾、油槽錾。

见图1-1a

4．锉刀：

其规格一般以长度和锉刀齿粗细来分。

如Ⅰ号为粗齿Ⅱ号为中齿。

Ⅲ号为细齿，长度有100、125mm等，品种按断面形状分扁锉、方锉、三角锉、半圆锉、圆锉等。

一般正常的锉削为左手扶按锉刀前端上部，右手握锉刀柄部，左右手同时向前推送进行锉削。

5．刮刀：

其规格以长度而定，如350mm、400mm等。

分半圆刮刀、三角刮刀、平面刮刀等。

（1）半圆刮刀（羊角刮刀）：

刮轴瓦等凹面。

手刮法

（2）三角刮刀：

刮削零件上的油槽和孔边缘等。

（3）平面刮刀：

刮削平面或刮花纹等。

手刮法

第二节、常用量具的种类原理和使用方法

一、常用量具的种类：

普通量具和精密量具。

普通量具有：

钢板尺，直角尺，卡钳。

P3（大）

精密量具有：

千分尺、游标卡尺、百分表、万能角度尺、塞尺以及900角尺、内外卡钳等。

1、千分尺：

外径千分尺、内径千分尺、其他千分尺

（1）外径千分尺

①结构：

尺（弓）架、测砧、测微螺杆、固定套筒、螺纹套管、微分筒、测力装置和锁紧装置。

②原理：

测量精度为0.01mm。

需讲解为什么可以测这样的精度。

0.5/50=0.01mm

③理论读数方法：

A、读固定套筒上的整毫米数和半毫米数。

B、读微分筒上的半毫米以下的小数。

C、将A、B两项加起来。

实际读数计算:

固定套筒格数*1/2+活动套筒格数=工件尺寸.p5（大）

④测量范围：

≤300mm的千分尺，按25mm分段，如0—25mm,25—50mm等。

300mm~1000mm的，按100mm分段，如300—400mm,400—500mm等。

1000mm~2000mm的，按200mm分段，如1000—1200mm，1200—1400mm等。

＞300mm的千分尺，测微螺杆的移动量仍为25mm,但带不同规格的测砧，换后需校正再使用。

（2）内径千分尺

①种类：

两种。

一种实用来测较小的内径及槽宽，范围5~30mm和25~50mm两种规格，P8。

另一种是由微分头和接长杆组成，范围由50mm起始分段，有50~250mm，50~600mm、1000~5000mm等。

它的微分头的移动量为13mm。

②结构:

类似外径千分尺

③原理:

同上

④读数方法：

同外径千分尺。

（3）其他千分尺：

深度千分尺（高度千分尺）：

测量槽深或高度。

螺纹千分尺：

测量螺纹中经。

壁厚千分尺：

测量要求精确的壁厚。

尖头千分尺：

测量精密的小槽或内经。

公法线千分尺：

测量齿轮公法线。

（4）使用：

2、游标卡尺：

常用的卡尺精度为0.02mm.还有0.1mm,0.05mm两种

（1）种类：

①三用游标卡尺：

上爪为内量爪，下爪为外量爪，有深度尺。

②两用游标卡尺：

与上基本相同，没有深度尺。

③双面游标卡尺：

上量爪是刀口型的外两爪，下量爪是带有内外测量面的内外量爪。

④单面游标卡尺：

无上量爪，只有带内外测量面的下量爪。

⑤其它：

游标深度尺、游标高度尺等。

（2）结构：

（3）原理：

（以0.02mm精度的卡尺为例）。

当主尺和游标上零线对齐时，游标上的第50条刻线和主尺上的第49条刻线对齐。

（4）读数方法：

①读主尺上的整毫米数

②读游标尺上的小数

③将前两者加起来

（5）使用：

p13

3、百分表:

（1）种类：

①普通百分表

②杠杆百分表：

普通百分表不便使用的地方。

③内径百分表：

测量深内孔。

（2）读数原理和方法（精度为0.01mm）。

（3）使用：

举例p15

4、万能角度尺：

（1）结构：

（2）原理：

游标上把尺身上29格的一般弧长分为30份，每份为29*60’/30=58’,与尺身每格相差2’）可以测量00~3200的任意角度。

（3）使用：

参照附页

5、塞尺：

是用来检验结合面之间间隙大小的片状量规。

它由不同厚度的金属薄片组成，每个薄片都有两个相互平行的测量平面，并有较准确的厚度。

有0.09mm、0.08mm、0.07mm……0.03mm、0.1mm等。

第三节量具的维护和休养（P18）

1、定期检定，使其获得及时的调整和维护。

2、保持整洁，小零件齐全。

3、不能放在热源附近和有较高温度的机床变速箱上。

4、不能与其它工具、刀具混放，要放在平整的位置上，不能压放其它东西。

5、不许放在有振动的物体上和磁性工作台上。

6、不能量未停稳的工件。

7、不能用量具勾拉铁屑，敲打别物或用大力测量工件。

8、用后要擦净涂油，放入盒内。

第二章公差与配合

第一节公差与配合

一、互换性

1、概念：

同一规格产品，不经选择和修配，即可互换的性质叫互换性。

2、互换性的作用：

（1）从设计角度看：

（2）从加工角度看：

（3）从使用角度看：

3、为了使零件具有互换性，就必须保证零件的尺寸、几何形状和相互位置及表面粗糙度等技术要求的一致性，但在制造中不可能也不必要保持所有零件都准确地制成理想状态，而是允许其相对理想状态在某一规定的范围内变动。

这个允许的变动范围，即是国家规定的标准，如公差与配合、形状和位置公差及表面粗糙度等。

二、公差与配合的基本术语及定义

1、孔和轴：

在公差与配合国家标准规定中，孔与轴这两个术语有其特殊含义，它关系到标准的应用范围

（1）从定义上讲：

孔：

主要指圆柱形的内表面，也包括其它内表面中由单一尺寸确定的部分。

轴：

主要指圆柱形的外表面，也包括其它外表面中由单一尺寸确定的部分。

（2）从装配关系讲，包容面属于孔，被包容面属于轴。

（3）从加工过程看，随着切削工序余量的减少尺寸由小变大的属于孔，尺寸由大变小的属于轴，例如：

在键与键槽的结合中，键槽属于孔，键属于轴。

2、尺寸：

（1）尺寸：

用特定的单位表示长度值的数字。

图样中的数字尺寸一般以mm为单位。

（2）基本尺寸：

设计给定的尺寸。

孔的尺寸一般用D表示，轴用d表示。

（3）实际尺寸：

通过测量获得的尺寸。

由于存在测量误差，所以实际尺寸并非是被测量尺寸的真值。

（4）极限尺寸：

允许尺寸变动的两个界限值，以基本尺寸为基数来确定。

两个界限值中，较大的一个称为最大极限尺寸，较小的一个称为最小极限尺寸。

最大尺寸：

Dmaxdmax

最小尺寸：

Dmindmin

3、尺寸偏差和尺寸公差

（1）尺寸偏差：

某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差。

极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为极限偏差。

极限偏差分为上偏差和下偏差。

①上偏差：

国标规定孔：

ES；轴：

es

②下偏差：

国标规定孔：

EI；轴：

ei

ES=Dmax-Des=dmax-d

EI=Dmin-Dei=dmin-d

偏差为代数值，有正、负或零。

（2）尺寸公差（简称公差）：

允许尺寸的变动量。

公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差的绝对值；也等于上偏差与下偏差之代数差的绝对值。

尺寸公差代号：

T

孔的尺寸公差代号为TH。

TH=Dmax–Dmin=ES-EI

轴的尺寸公差代号为TS。

TS=dmax-dmin=es-ei

尺寸公差永远是正值

***注意区别偏差与公差

例1：

有一个孔，基本尺寸D=60mm，最大极限尺寸Dmax=60.026mm，最小极限尺寸Dmin=59.985mm，试计算偏差和公差。

解：

上偏差：

ES=Dmax-D=60.026-60=0.026mm

下偏差：

EI=Dmin-D=59.985-60=-0.015mm

公差：

TH=∣ES-EI∣=∣0.026-（-0.015）∣=0.041mm

=∣Dmax-Dmin∣=∣60.026-59.985∣=0.041mm

例2、有一根轴的直径为∮60+0.028-0.018试计算极限尺寸和公差。

解：

最大极限尺寸dmax=d+es=60+0.028=60.028mm

最小极限尺寸dmin=d+ei=60+（-0.018）=59.982mm

公差Ts=∣es-ei∣=∣0.028-（-0.018）∣=0.046mm

=∣dmax-dmin∣=60.028-59.982=0.046mm

公差带图:

（先把一个基本尺寸连同它的上下偏差画在同一张图上，让学员看到画在同一张图上时由于公差及偏差的数值与基本尺寸数值相比差别甚大，不便用同一比例表示的情况）。

然后：

为简化起见，我们画出放大的孔和轴的公差来进行分析，称为公差与配合图解（简称公差带图），见图示。

（1）零线：

在公差带图中确定偏差的一条基准直线，即零偏差线，通常零线表示基本尺寸。

（2）尺寸公差带（简称公差带）：

在公差带图中由代表上下偏差的两条直线限定的一个区域。

在国家标准中，公差带包括了“公差带大小”与“公差带位置”两个参数（前者由标准公差确定，后者由基本偏差确定）。

（3）公差带图的画法：

先画一个横坐标代表基本尺寸，这条直线即为零线，然后根据上、下偏差按比例分别画出孔和轴的公差带。

正公差位于零线上方，负公差位于零线下方，公差带在垂直于零线方向的宽度代表公差大小。

孔公差带

ES

+EI

0基es

-本

尺ei

寸轴公差带

图2—2公差带图

4．配合：

（1）概念：

基本尺寸相同的相互结合的孔和轴公差带之间的关系。

根据孔、轴公差带的关系，配合可分为间隙配合、过渡配合和过盈配合。

●间隙配合：

具有间隙的配合（包括最小间隙等于零）。

此时，孔的公差带在轴的公差带上方（见图2—3）。

●过盈配合：

具有过盈的配合（包括最小过盈等于零）。

此时孔的公差带在轴的公差带的下方（见图2—4）

●过渡配合：

可能具有间隙或过盈的配合。

此时，孔和轴的公差带相互交叠。

（见图2—5）

孔公差带最小间隙

最

大

间

隙

轴公差带

孔公差带

最

大

间

隙

轴公差带

最小间隙等于零

图2—3间隙配合

轴公差带

最最

大小

过过

盈盈

孔公差带

最小过盈等于零

轴公差带

最

大

过

盈

孔公差带

图2—4过盈配合

最最

大大

过间

盈隙

最最

大大

过间

盈隙

最最

大大

过间

盈隙

图2—5过渡配合

孔公差带轴公差

（2）配合公差：

允许间隙或过盈的变动量。

配合公差代号为Tf.。

间隙配合公差等于最大间隙与最小间隙之代数差的绝对值。

Tf=Xmax-Xmin=ES-EI–（es-ei）=TH+TS

过盈配合公差等于最小过盈与最大过盈之代数差的绝对值。

Tf=Ymin-Ymax=TH+TS

间隙配合公差等于最大间隙与最大过盈之代数差的绝对值

Tf=Xmax-Ymax=TH+TS

结论：

配合公差等于孔公差和轴公差之和。

三、标准公差与基本偏差：

1、标准公差与公差等极：

标准公差：

公差与配合国家标准中规定的，用以确定公差带大小的任一公差称为标准公差。

标准公差与公差等级和基本尺寸有关。

公差等级：

国家标准规定，标准公差共有20级，即IT01、IT0、IT1至IT18。

IT表示标准公差，阿拉伯数字表示公差等级。

在同一基本尺寸下，公差等级越高，标准公差越小；反之越大。

在同一公差等级下，基本尺寸越大，标准公差越大；反之越小。

高公差等级低

T01IT0……IT18

小标准公差大

2、基本偏差：

基本偏差即公差与配合国家标准中规定的，用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，一般为靠近零线的那个偏差。

（书上25页）

+

0

_

图2—6基本偏差示意图

例：

φ27（+0.08，+0.02）；φ27（+0.05，-0.02）；φ27（-0.01，-0.03）

在图标中,基本偏差采用了拉丁字母A、B、C、D……26个字母中的21个（除去常用来表示其他含义和容易与数字混淆的I，O，L，Q，W），再加上用两个字母表示的7个（CD，EF，FG，JS，ZA，ZB，ZC），共有28个代号，即孔和轴各有28个基本偏差（轴的用小写字母表示）。

它是代表公差带位置的唯一参数，一般与公差等级有关。

四、基孔制和基轴制

1、基孔制：

基本偏差为一定的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带形成的各种配合的一种制度。

基孔制的孔为基准孔，其下偏差为零，基准孔的代号为H。

2、基轴制：

基本偏差为一定的轴的公差带，与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度。

基轴制的轴为基准轴，其上偏差为零，基准轴的代号为h。

3、两种基准制都可以形成间隙配合、过度配合和过盈配合。

过渡过盈

间隙过渡过盈间隙过渡配合过渡或过盈

配合过盈

+

+0

基0基

本本

尺尺

寸

图2—7公差带代号与配合代号

五、公差带代号与配合代号

1、公差带代号：

孔、轴公差带代号用基本偏差代号与公差等级代号组成，基本偏差代号是大写字母的为孔的公差带代号，如H8、F6等。

基本偏差代号是小写的字母的为轴的公差带代号，如h7、f7等。

2、配合代号：

国标中规定配合代号用孔、轴公差带代号组成。

配合代号写成分数形式，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。

如：

F8/h7、H8/f7.等。

3、公差带代号和配合代号的识别，识别内容包括：

基本尺寸、基本偏差、公差等级、基准制、配合种类及该尺寸是孔还是轴。

（1）、公差带代号与配合代号的组成：

①公差带代号的组成：

孔的公差带代号

∮50H8

公差等级代号

孔的基本偏差代号

基本尺寸

圆柱零件

②配合代号的组成：

H8孔的公差带代号

∮50——轴的公差带代号

f7基本尺寸

圆柱配合

（2）、基准制识别：

（基孔制或基轴制）

A、在公差带代号中，基本偏差为小写字母，若不是h的则是基孔制。

基本偏差为大写字母，若不是H的则是基轴制。

B、在配合代号中分子有代号H的均为基孔制，分母为h的均为基轴制，分子和分母分别是H和h的既是基孔制，又是基轴制，还可以称为基准件配合。

（3）、配合种类的识别：

在书上的25页基本偏差系列图。

间隙：

基本偏差a---h（或A—H）与基准件配合时（基准孔或基准轴）。

过盈：

基本偏差P---ZC（或p---zc）与基准件配合时。

过渡：

基本偏差j---n（或J---N）与基准件配合时。

从j---zc（或J--ZC）与基准件配合形成过渡或过盈配合，但界线不明显。

在国标优先系列范围内：

P---ZC，j---n分别为过盈、过渡配合。

（4）、公差带代号与配合代号的意义解释示例：

∮10h7—基本尺寸∮10，公差等级7级，基本偏差为h的基轴制的轴，或者是，基本尺寸∮10，公差等级7级，基本偏差为h的基孔制间隙配合的轴。

∮25Js6—基本尺寸∮25，公差等级6级，基本偏差的代号为Js的基轴制过渡配合的孔。

∮30H5——基本尺寸∮30，公差等级5级，基本偏差为H的轴孔制的基准孔，或基本尺寸∮30，公差等级5级，基本偏差为H的基轴制间隙配合的孔。

∮30H7/g6—基本尺寸∮30，基孔制，公差等级孔是7级，轴是6级，基本偏差的代号孔是H，轴是g的间隙配合。

∮30H7/k6—基本尺寸∮30，基孔制，公差等级孔是7级，轴是6级，基本偏差的代号孔是H，轴是k的间隙配合。

∮30U7/h6—基本尺寸∮30，基轴制，公差等级孔是7级，轴是6级，基本偏差的代号孔是U，轴是h的过盈配合。

六、公差与配合的查表和计算

根据图样中标准的公差带代号或配合代号用我们公差与配合的基本知识，进行查表计算。

例：

试通过查表和计算确定，∮30H7/f6配合中，孔和轴的极限偏差，极限尺寸，极限间隙及配合公差，并用适当的比例画出公差带图。

解：

①孔TH=0.021mm

轴Ts=0.013mm

②轴es=-0.020mm,孔基本偏差EI=0

③由此可以得出孔、轴的另一偏差

孔：

EI=0ES=EI+TH=0+0.021=0.021mm

轴es=-0.020ei=es-Ts=-0.020-0.013=-0.033mm

则孔、轴极限偏差孔为∮30H7（+0.021，0），∮30f6（-0.020，-0.033）

④极限尺寸：

Dmax=D+ES=30.021mm

Dmin=D+EI=30mm

dmax=d+es=30-0.020=29.98mm

dmin=d+ei=30-0.033=29.967mm

⑤极限间隙：

Xmax=Dmax-dmin=30.021-29.967=0.054mm

或=ES-ei=0.021-（-0.033）=0.054mm

Xmin=Dmin-dmax=30-29.98=0.020mm

或=EI-es=0-（-0.020）=0.020mm

⑥配合公差：

Tf=TH+Ts=0.021+0.013=0.034mm

第二节形位公差

一、形位误差的产生及其对零件性能的影响

1、概述：

零件加工后的实际几何体和理想几何体之间存在着差异，这种差异体现在零件几何形体和线面相互位置上，则为形状误差和位置误差。

允许的形状误差和位置误差的最大变动量即为形位公差。

2、形位公差的分类（P40）

分为三大类：

形状公差，形状或位置公差，位置公差。

形直度线形状线轮廓度

状平面度或

公圆度公差位置

差圆柱度公差面轮廓度

定向平行度

垂直度

位倾斜度

置定位同轴度

公对称度

差位置度

跳动圆跳动

全跳动

3、形状和位置公差带的代号：

在技术图样中，形位公差用代号标注，当无法用代号标注时，才允许在技术要求中用文字说明。

形位公差代号包括：

项目代号、形位公差框格和指引线、形位公差数值、基准符号和其他有关符号。

框格从左至右内容为：

项目符号、公差数值和有关符号，第三个和以后各格为基准代号字母和有关符号（加粗短线表示基准要素，指引线指向被测要素）。

如图P41，2—10。

二、形位公差的基本术语及定义

1、零件的要素：

构成零件几何特征的点、线、面称为零件的基本要素。

它们是考虑对零件规定形位公差的具体对象。

P42，2—11。

2、要素的分类：

（1）理想要素：

具有几何意义的要素。

也就是没有任何误差的纯几何点、线、面。

（2）实际要素：

零件上实际存在的要素。

由测量时实测的要素来代替。

此时并非是该要素的真实情况，而是有一定误差的。

（3）单一要素：

仅对其本身给出形状公差要求的要素。

（4）关联要素：

对其它要素有功能关系的要素，是规定位置公差的具体对象。

（5）被测要素：

给出了形状或位置公差的要素。

（6）基准要素：

用来确定被测要素方向或位置的要素。

理想基准要素简称基准。

3、形位公差及其公差带

（1）形状公差：

单一实际要素的形状所允许的变动量。

（2）位置公差：

关联实际要素的方向或位置对基准所允许的变动全量。

（3）形位公差带：

限制实际要素形状与位置变动量的区域。

形位公差带可以是平面区域或空间区域。

我们主要介绍其中常用的几种形位公差带。

第三节表面粗糙度

一、概念：

机械加工后的工件表面总会留下刀刃或砂轮等切削加工的痕迹。

由于材料不同，加工方法不一样，痕迹的深浅粗细也不一样，但都具有微观几何形状和尺寸特征。

工作表面的这些微观几何形状误差称为表面粗糙度（亦称微观不平度）。

零件的表面粗糙度直接影响其使用性能，如：

耐磨性、配合性质、接触刚性、疲劳强度和耐腐蚀性等。

二、表面粗糙度的评定参数

工件表面微小的高低不平度，不是用一般的方法能够测得的，只有用专门仪器才能检验。

根据测量评定方法不同，国标中规定最常用的评定参数有：

轮廓算术平均偏差（Ra）、微观不平度十点高度（Rz）及轮廓最大高度（Ry）等。

1、轮廓算术平均偏差Ra：

是在取样长度内轮廓偏距的绝对值的算术平均值。

被各国采用，它用轮廓仪来检测。

2、微观不平度十点高度Rz：

是在取样长度内，五