钳工手册
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2.3 划线典型实例

在生产加工过程中,划线零件的形状是千奇百怪的,而各企业由于自身加工的条件不同,划线操作的方法也多种多样。一般说来,常见零件的划线操作技法主要有以下几方面。

2.3.1 划线样板的划线操作

图2-49所示为某产品的划线样板,采用2mm的Q235A材料制成,在板料上划出其全部线条的划线操作过程如下。

图2-49 划线样板

① 确定以底边和右侧边这两条互相垂直线为基准。

② 沿板料边缘划出两条垂直基准线。

③ 划尺寸为42mm和75mm的两条水平线。

④ 划尺寸为34mm的垂直线。

⑤ 以O1为圆心、R78mm为半径作弧并截42mm的水平线得O2点,通过O2点作垂直线。

⑥ 分别以O1、O2为圆心,R78mm为半径作弧相交得O3点,通过O3点作水平线和垂直线。

⑦ 通过O2点作45°线,并以R40mm为半径截得小孔φ12的圆心。

⑧ 通过O3点作与水平线成20°的线,并以R32mm为半径截得另一小孔φ12的圆心。

⑨ 划垂直线使与O3垂直线的距离为15mm,并以O3为圆心、R52mm为半径作弧截得O4点。

⑩ 划尺寸为28mm的水平线。

按尺寸95mm和115mm划出左下方的斜线。

划出φ32mm、φ80mm、φ52mm和φ38mm圆周线。

φ80mm圆周按图作三等分。

划出五个φ12mm的圆周线。

O1为圆心、R52mm为半径划圆弧,并以R20mm为半径作相切圆弧。

O3为圆心、R47mm为半径划圆弧,并以R20mm为半径作相切圆弧。

O4为圆心、R20mm为半径划圆弧,并以R10mm为半径作两处的相切圆弧。

R42mm为半径作右下方的相切圆弧。

至此全部线条划完。

2.3.2 大中型轴类工件中心线的划线操作

圆形件是生产中最常见的形状之一,许多形状复杂的工件也可能含有孔(轴)等圆形形状。对该类零件,轴(孔)中心线往往是圆形工件的划线基准,只有准确划出该划线基准,才有利于后续定位尺寸线的确定。通常,确定轴(孔)的中心线除可采用定心规等工具外,对于大中型轴类工件中心线的划线可用划卡划轴中心线。

用划卡划轴中心线可参见图2-50所示。划线时,划卡张开尺寸尽可能为轴的半径尺寸,按图示在轴的端面上划如图2-50(a)所示的图形,再在图形的中心位置冲样冲孔。然后再以样冲孔为圆心,利用划卡弯脚沿轴外径检查样冲孔是否在中心,如有差异,则按照上述方法纠正,直至符合要求。

图2-50 用划卡划轴中心线

这种划法一般用于待加工的大中型轴类工件的中心顶尖孔的位置划线。

2.3.3 大且长轴类坯件中心线的划线操作

对于大且长的轴类坯件,在确定轴的中心孔位置时,由于该类工件形状很不规则,因此划线时翻转找正很困难。但是这类工件,特别是自由锻造的工件,须在划出中心孔位置,经过钻、镗加工进入车削时,其外径都具有一定的加工余量。这就需要在划线过程中,校正工件上最弯最低的部位。

划这类大且长的轴类坯件,通常采用拉线的方法划轴中心线位置。采用拉线的划法对此有一定优越性。一般是将工件置于平台上的V形块或枕木上,依照图样要求的尺寸和工件的实际直径,选择加工余量最少的部位(一般在轴的中间段),作为校正依据。校正时,可用吊车进行配合,以确保安全。通过校正,使中间段与平台面基本平行。拉线划法的步骤如下。

① 划水平中心线。如图2-51所示,先用划线盘对准加工余量最少部位的上端,在高度标尺上量取尺寸H,再对准此加工余量最少部位的下端,量取尺寸h。接着在轴的上端(全长)用划针盘找出最高和最低部位,在高度标尺上量取尺寸,并以H为基准,记下它与H的差值;同时再在轴的下端找出最高和最低部位,量取尺寸,并以h为基准,记下它与h的差值。然后对照文件上各部位的加工余量,当确认各加工部位均留有一定的加工余量时,即可按高度为 +h的尺寸,划出水平中心线Ⅰ—Ⅰ。

图2-51 用拉线划法划水平中心线

② 划垂直中心线。如图2-52所示,在水平中心线上靠近轴两端面处分别取AB两点,用90°角尺对准A点并靠住轴的一侧,然后用钢直尺量取角尺至轴的上端 处定出M点,再用同样方法在B点处定出N点。接着对MN两点进行拉线(拉线用φ0.5~1.5mm的钢丝,通过拉线支架和线坠拉成的直线),拉线对准MN两点,并略高于轴上端,以不碰为准。然后在轴两侧水平中心线上选几点,用定MN点的方法分别测量90°角尺到拉线的尺寸,并作好记录,根据记录数据分析拉线是否在轴的中心位置和轴各部位的加工余量。如符合要求,即可用90°角尺分别贴在轴的两个端面上,对准拉线,划出Ⅱ—Ⅱ线与Ⅰ—Ⅰ线的交点,即为大件轴的中心孔位置。

图2-52 用拉线划法划垂直中心线

为了便于机床在加工中心孔时校正工件,在靠近轴两端面处的拉线位置,划出短线。最后,冲样孔,划圆线。

对于个别直径很大、变形很严重的工件,需要划两个方向的中心十字线,即在划完上述线以后,将工件翻转45°,再划中心十字线。根据划线结果,对第一次划出的中心孔位置进行适当的调整,则更能保证工件各部位的加工余量均匀。

对于翻转不是十分困难的大工件,待水平中心线划好后,可将工件转过90°,采用与划水平中心线同样的方法,划出与之相垂直的中心线,会取得良好的效果。

2.3.4 大直径缺圆环工件中心线的划线操作

对于大直径缺圆环工件的中心线的划线,通常利用几何原理划中心线,如图2-53所示。其划线操作步骤如下。

图2-53 用几何原理划缺圆环工件中心线

在毛坯上选取ABC三点,分别以该三点为圆心,R为半径(R应比图样要求的R0略大一些),划弧sa′、sb′、sc′,若三弧交于一点O,此点即为缺圆环的圆心。通常三弧的交点有三个(如图中的a′、b′、c′),此时,再分别以ABC三点为圆心,以R′(R′<R)为半径,用划规划弧sasbsc,亦得三个交点(图中的abc)。连接对应点aa′、bb′、cc′,延长任意两条连线得交点O,此点即为圆心。然后划规取图样尺寸R0为半径,以O为圆心,检查毛坯加工余量,如有差异,可适当借料找正,便可划出缺圆环的加工线。

2.3.5 孔类工件中心线的划线操作

对于孔类工件划孔中心线的操作,通常采用填料法划孔中心线。填料法划孔中心线就是将竹片或较硬的木块修锯成与孔大小相似,将其紧紧填塞进孔内(如图2-54所示),将填料的平面与孔的端面基本齐平。为了使圆心的定位正确,在竹片或木块的中心处镶嵌一块薄铁皮,使划出的中心十字线和冲上的样孔都在铁皮上,即可依此划出孔的位置线和其他加工线。

图2-54 填料法划中心十字线

在较大的孔划线定中心,可使用一种自制的工具:可调定心器(如图2-55所示)。它备有几套不同长度的调整螺钉,针对不同的孔径,可以自由调换。校正时,用划规的一个划脚,顶住调整块中心样孔,另一划脚则对着校正基准(毛坯件为凸台外缘,半成品件为已加工孔)转动,根据误差方向和大小,可调节调整块,使中心样孔处于工件中心,即可以中心样孔为圆心,划出孔的位置线和其他线。

图2-55 可调定心器

1—加固垫块;2—工件;3—支柱;4—调整螺钉;
5—调整块;6—垫圈;7—螺钉

可调定心器也可作填料使用,待划出中心十字线后,冲上样孔,再划出孔的位置线和其他线。

2.3.6 孔径较大、孔数较多件的划线操作

对于那些孔径较大而孔数又较多的工件,若采用不填料划线,一般可采用如图2-56所示的划线操作步骤。

图2-56 不填料法划孔的加工界线

首先,将工件放在平台上校正,按图样尺寸,先划出各孔的中心线xxx1—x1、…、xn—xn。然后在孔的上下端,以中心线为基准,孔半径为距离,分别划出平行直线aaa1—a1、…、an—an。这些线就是各孔的上下加工界线。

再将工件翻转90°,校正xx线与平台面垂直,照上述方法划出垂直方向的中心线yy、…和加工界线bb、…,所划的加工界线不宜太长,以免因孔多而引起线条混乱,最好划成一个正方形。

最后在aa、…,bb、…的交点处以及加工界线上冲好样孔。

2.3.7 圆柱面方孔位置线的划线操作

图2-57是浮动镗刀杆上安装镗刀头的方孔位置图。在圆柱面上划方孔的操作步骤如下。

图2-57 浮动镗刀杆上划方孔位置线

划线前,将工件上φ40mm的轴的部位,在分度头的三爪卡盘上夹牢,并用千分表校正。划线时,用与分度头中心等高的划线尺划出水平中心线。再以水平中心线为基准,分别上移和下移10mm,划出方孔上下端的加工线。然后分别用划线尺对准离端面75mm和距此线50mm处,转动分度头的三爪卡盘和工件,划出方孔左右端的加工线,冲上样孔即可。划方孔时要注意,方孔尺寸应略小于图样尺寸,以保留刮削余量。

在给较长的浮动刀杆划线时,可在其划线部位两端用等高V形块支承,以减少刀杆外径对轴线同心度精度的影响。

2.3.8 进给拉杆的划线操作

一般说来,较短的轴在分度头上划线较方便,较长的轴类零件划线有两种方法。一种方法是用等高的划线方箱和V形块把工件两端支承起来划线;另一种方法是在分度头上划线,用分度头夹持轴的一端,另一端用顶尖支承划线。一般长度的轴类零件,可用划线方箱或V形块支承工件划线。

图2-58为C6140车床进给拉杆的零件加工图,车工工序已完成,工艺卡要求划出8mm×52mm键槽和8mm×13mm横槽的加工线,然后转入下道工序。其划线操作步骤如下。

① 首先用游标卡尺量取拉杆的实际直径D

② 把拉杆装夹在100mm×100mm的小划线方箱上,如图2-59(a)所示。

③ 用高度游标卡尺量出工件的水平位置的最高点H1,以H1-为高,划出拉杆的第一条中心线,延长到拉杆的两端面上。

④ 把划线方箱翻转90°,如图2-59(b)所示,用高度游标卡尺量取工件,以H2-为高,划出工件的第二条中心线,延长到拉杆的两端面上。分别以H2-+3mm为高,在拉杆没有螺纹那一端前后划出一条短直线。分别以H2-+4mm和H2--4mm为高,在8mm×52mm键槽处划两条直线,为键槽的两条侧面加工线。

图2-58 拉杆

图2-59 拉杆划线

⑤ 如图2-59(c)所示,把工件从划线方箱上取下来,拉杆带有螺纹那一端直接放在平台上,工件靠紧划线方箱V形槽内(或弯板),以使其中心线与平台面垂直,把高度游标卡尺分别调节到67mm和111mm的高度,划两条短线,与工件第二条中心线的交点为O1、O2。O1、O2两点即为键槽两端圆弧的圆心。再把高度规分别调节到273mm和281mm的高度,沿拉杆柱面划两条线,与上一次[图2-59(b)]所划的线相交。

⑥ 分别以O1、O2为圆心,以4mm为半径划圆弧,与键槽两侧面加工线相切,涂去多余的线,在各加工线上打样冲眼。

2.3.9 轴套的划线操作

套类零件的划线,应以两个互相垂直的中心平面为基准。它有两种划线方法,在分度头上划线和在平板上直接划线。在分度头上划线较为方便,可以直接用分度头的中心高度作为划线基准。

图2-60是一轴套的零件图,车工工序已完成。工艺卡要求划出3个均布螺纹孔和3个均布的φ8.5mm通孔。划线操作步骤如下。

图2-60 轴套

① 把工件小端装夹在分度头的三爪上,用90°角尺或高度游标卡尺检查工件装夹是否有歪斜。

② 如图2-61(a)所示,工件找正后,把高度游标卡尺调到分度头的中心高H,划出一水平线a1—a1,手摇分度头的手柄转动10圈,工件顺时针转动90°,以高度H划一水平线a2—a2。这两条互相垂直的水平线,既是工件的中心线,又是工件的划线基准。

③ 划六个孔的中心线。以a2—a2为基准,将高度游标卡尺分别调整到H+H-的高度,在工件的端面上划出两直线,分别与线a1—a1相交于O1、O4两点,O1、O4两点即为孔1、4的中心;再把高度游标卡尺分别调节到H++sin30°、H-+sin30°的高度,划出两直线a3—a3和a4—a4。这两条直线分别是孔2、6、3、5的第一位置线。

再划孔2、3、5、6的第二位置线:摇动分度头手柄,使工件顺时针转动30°,用高度H划出直线a5—a5,再使工件顺时针转动120°,划出直线a6—a6,分别与直线a3—a3、a4—a4交于O2、O3、O5、O6四点,这四点就是孔2、3、5、6的圆心,具体见图2-61(b)。

图2-61 轴套零件划线

④ 求出各孔中心后,把工件从分度头上取下来,在各孔中心打上样冲眼,分别划出φ8.5、φ12.5及φ6.6(M8螺纹的底孔直径)各孔的加工线;在各孔的加工界线上打上均匀的样冲眼。

2.3.10 圆柱面上相贯线的划线操作

一般在直径较大的圆柱面上划较小的圆时,可用普通划规来划线。但如果在一些主管支管直径相差不大的如图2-62所示的工件的圆柱表面上划线,倾斜角度太大,不易划准;若使用相贯线划线器,则可准确地划出,而且操作也较容易。

图2-62 划圆柱面上的相贯线

相贯线划线器结构如图2-63所示,其是由定心器1、旋转尺2、滑动架3、滑动划针4、螺钉5和底座6组成。旋转尺是由有刻度的直尺和旋转圆片组成。定心器上带有螺杆,将底座和旋转尺固定在一起并起到旋转尺的转动圆心的作用。滑动划针可在直尺上移动位置,可调整划线圆的半径,调整好位置后,用螺钉顶紧。划线时,由底座和定心器定位,旋转尺绕轴套旋转,滑动划针随着被划弧面垂直滑动,所以能够规则地划出一个圆的轨迹。

图2-63 相贯线划线器结构

l—定心器;2—旋转尺;3—滑动架;4—滑动划针;5—螺钉;6—底座

采用相贯线划线器划圆的操作步骤如下。

① 先按所划圆的半径,根据旋转尺上的刻度,调整定心器尖与滑动划针尖的距离,调整后将滑动架紧固。

② 将划线器底座置于工件圆弧面上,调整定心器的伸出长度,使定心器尖恰好与工件上的样冲孔
接触。

③ 用左手揿牢定心器底座上端,防止滑动,右手掌握好旋转尺及滑动划针,按箭头方向旋转,即能划出一圆,然后在线上打上样冲眼(见图2-64)。

图2-64 在圆柱面上划相贯线

此外,在圆柱形台阶面上划圆,也可用相贯线划线器来划。因为划针是垂直滑动的,可随台阶上下伸长或缩短划针的长度,在不同台阶面上划出在同一个圆上的各部分线段。

2.3.11 箱体的划线操作

箱体是生产中常见的加工件,但其加工工艺和加工工序一般都比较复杂,各种尺寸和位置精度要求都较高,因此,箱体的划线操作也较为复杂,主要应注意以下方面的问题。

(1)箱体划线操作的特点

① 箱体划线很少一次划全线,往往要经过多次划线,所以在划线前要看懂图样要求,明确零件加工次序,按照工艺要求找出本划线工序所应划出的线,不可以把所有的加工线全部划到工件上去。因为经过一次机加工后,有的线会被加工掉,还要重划。

② 箱体工件划线时,各孔应加中心塞块划出圆孔的圆形加工界线,或不加中心塞块划出圆孔的正方形加工界线。但不管哪种情况,都应划出十字校正线。所谓校正线就是在划主要加工孔的每一条中心线时,应在工件的四个面上都划出,供下道工序划线或机加工时校正工件位置时用。一般把基准轴孔的十字线划在箱体四个面上作为十字校正线,其他孔的十字线不必在四个面上都划出。划十字校正线应划在工件长而平直的部位,线条越长,划线部位越平直,校正越方便、准确。

③ 箱体工件一般孔较多,而且孔之间又都有很高的位置精度,所以在划线前应按图样要求对照毛坯检查毛坯质量。对不合格的毛坯及早发现,避免工时的浪费。如果箱体毛坯因铸造等原因造成的误差不大时,可以通过借料的方法加以挽救。借料时要多次调整检查,保证各配合孔都有加工余量,并照顾到其他部位的装配关系不受影响。

④ 大多数的箱体工件,内壁不需要加工,而且内壁与箱体内机件的间隙往往很小。所以在划线时应特别注意找正箱体内壁,有的甚至是以箱体内壁为找正基准。尤其是在用借料的方法调整各加工余量时,更要注意内壁及腔体的偏移,以保证划线和加工后的箱体能够顺利装配。

(2)箱体划线操作注意事项

箱体划线很少能在一个划线面上操作完成,通常箱体置于平台上的第一面划线,称为第一划线位置,划线时,应尽量选择待加工的孔和面最多的一面作为第一划线位置,这样有利于减少翻转次数,保证划线质量。第一面划完后,翻转后的另一面,则称为第二划线位置,依此类推,后续的划线位置应尽量选择加工出的基准面。此外,划线操作时还应注意以下事项。

1)划线前应作好准备

① 工件的清理。因箱体一般是铸件毛坯,所以在划线前应对箱体毛坯进行清理。錾去铸造毛刺,浇冒口部位要用手砂轮磨削平整,用钢丝刷刷去毛坯内外表面的砂子,这对保证划线工作能够顺利进行是十分重要的。假如砂子不在划线前去掉,划线时砂子会落到划线平台上,不但可能划坏平台表面和高度游标卡尺底座,而且影响划线精度和速度。如果工件翻转,用千斤顶重新支撑工件时,千斤顶底座放到砂子上,会使千斤顶偏心不稳,工件倒下去造成事故。

② 工件的涂色。箱体的第一次划线,一般都是在铸件毛坯表面上划,所以应在要划线的毛坯表面上刷上一层石灰水,等石灰水干了以后再进行划线。

2)箱体内壁的找正

一般箱体内壁是不加工,此时,划线找正时,应以待加工孔为准,因为箱体在铸造模型时,模型的芯头是专为箱体内腔砂芯的芯头做的,是模型与芯盒唯一的连接部位,也是下芯时砂芯的主要支承部位。在制造模型芯盒时已有尺寸的严格要求,在铸造出箱体的毛坯后,尺寸变化不会太大,可以作为找正基准。但遇有铸造缺陷的箱体毛坯时,则应从多方面进行校正。

3)箱体垂直线的划法

在箱体工件上划垂直线时,为了避免和减少翻转次数,可在平台上放一块角铁,经过校正,使角铁垂直面至工件两端中心等距,把划线盘底座靠住角铁,即能划出垂直线。也可采用如图2-65所示的垂直划线盘。

图2-65 垂直划线盘.

1,5—锥销;2—划针;3—划尖;4—螺钉;6—滑块;7—转筒;8—垫块;9—蝶形螺母;10—手柄;11—夹板;12—底座

垂直划线盘的主体由底座12和两块夹板11构成,两夹板间有上、下各一块垫块8支承形成垂直滑槽,两夹板与上下两垫块由锥销5和螺钉4固定连接,其与底座的连接是由锥销1与垂直滑槽中的下垫块固定在一起。滑槽中装有滑块6、转筒7、划针2、划尖3及手柄10,滑块的紧固松动由手柄操纵,蝶形螺母9操纵转筒7及划针2的紧固松动。

自己动手制作垂直划线盘时,一般总高度约为底座边长的2.5~3倍,较大型的垂直划线盘,垂直滑槽与底座的连接就不能只依靠锥销,应再用螺钉加固,并将垂直滑槽的底部嵌进底座里为好。

使用垂直划线盘划线时,划线盘安放在所划线的对应位置,底座固定在平台上,紧固划针螺钉,将划针固定在转筒上,松开滑块手柄,使滑块在夹板滑槽中上下移动,转筒可绕其心轴回转,因此可以划任意平面和曲面上的垂直线。

(3)箱体划线操作实例

如图2-66所示为B665刨床的床身和变速箱合为一体的箱体毛坯工件。其划线操作步骤及方法如下。

1)看懂零件图,搞清加工工艺要求

划线前应对图样进行分析,从图2-66中可以看出,该零件除了具有轴孔配合及孔位精度外,又具有对床身两条导轨几何精度要求严格的特点。水平导轨与垂直导轨的几何精度是刨床加工精度的关键。应保证两条导轨的垂直度与大齿轮孔的尺寸精度。尽管各种精度是通过机加工来保证的,但是划线时也应尽量准确,否则在进行机加工时就失去了划线的参考意义。

图2-66 B665刨床变速箱体

根据以上分析,选择轴孔f540 0+0.2mm正交十字线及左视图中的对称中心线作为划线基准。

2)划线前的准备

划线操作前应做好工件的清理、工件的涂色等准备工作。

3)第一次划线

第一次划线操作的步骤及方法如下。

① 做好第一次划线操作前的准备工作。首先在箱体大齿轮孔及三个变速轴孔中心镶条(为找正、借料做准备),然后用三个千斤顶将底面支撑在平板上,如图2-67所示。

② 先用划线盘预找平AB两个待加工平面的四个角,再用90°角尺找正检查箱体两毛坯面是否对称,同时用90°角尺找正待加工的垂直导轨面。这三个因素如不协调,则主要应满足待加工表面有足够的加工余量。

③ 用划规在大齿轮孔中心镶条上预找出中心点,以此点为中心检查R323.52mm是否有加工余量,同时检查其他各孔是否有加工余量,以及内外凸台是否同轴。

④ 检查水平导轨、垂直导轨和底面是否都有加工余量。协调各加工面的加工余量,完成借料过程。

⑤ 依次划出f540 0+0.2mm孔中心线,孔Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中心线,水平导轨AB两面的尺寸线,底面加工线(即350mm、45mm、960mm)。

图2-67 刨床箱体第一次划线

4)第二次划线

第二次划线操作的步骤及方法如下。

① 将箱体翻转90°(如图2-68所示)。用90°角尺找正第一次所划的基准线,即找正水平导轨的外侧面及内侧加工面与划线平板垂直。若有差异应在内侧加工面有加工余量并与外表面对称的前提下,使第一放置位置基准线与划线平板垂直。

图2-68 刨床箱体第二次划线

② 以大齿轮孔中心为依据,在箱体四周划出第二放置位置基准线。同时划出图样上的430mm、940mm、45mm以及三孔的尺寸线。

5)第三次划线

第三次划线操作的步骤及方法如下。

① 再将箱体朝另一方向翻转90°(如图2-69所示)。用90°角尺找正前两次已划出的基准线。

② 以垂直、水平导轨加工余量的中点为依据(同时兼顾外表面的对称性),划出第三放置位置基准线,以及图中尺寸165mm、350mm(450mm、480mm的尺寸加工线见图2-66中C—C剖视)确定无误后,分别在各基准线及尺寸线上打上样冲眼。

图2-69 刨床箱体第三次划线

2.3.12 大型工件的划线操作

在实际工作中,常遇到大型零件的划线,由于没有特大型的平板,再加上大型零件的体积大,分量重,在划线时吊装、校正都不方便,因此,该类工件在划线操作时应注意以下几方面。

(1)大型工件的划线方法

针对大型工件划线操作的上述诸多困难,主要有以下两类解决方法。

1)拼凑大型平台的方法

① 工件移位法。当工件超出部分的长度在平台长度的1/3以内时,可以用移动工件的办法划线。先在工件的左边(或右边)约2/3的部分,对所有能划线的部位划全线,然后将工件向左(或向右)移动,以工件中部已经划好的基准线作为没划线部分的划线基准,将移动后的零件校正,就可以在零件其余没划线的部位进行划线。

② 平台接长法。如果大型工件的尺寸比划线平台略长,可在工件需要划线的外伸部位下面,用另外的平台或平尺将基准平台接长,应以基准平台为准校正接长平台的平行度,并测出接长平台面与基准平台面的高低差尺寸。划线时,工件应安放在基准平台上,不得与接长平台或平尺接触,以免它们因承受压力而影响平行度和高低差。这样,工件绝大部分的线,可以根据基准平台计算尺寸,用高度尺划线,而工件的外伸部分,可根据接长平台计算尺寸,用高度尺划线。

③ 轨道与平尺调整法。这种方法是将大型工件置于坚实水泥地的调整垫铁上,用两根轨道相互平行地置于大型工件两端。轨道为平直的“工”字钢或经过加工的条形铸铁,其长度和宽度根据大件选用,再在两根轨道端部,靠近大件的两边分别放两根平尺,并将平尺调整成同一水平面。调整大型工件和划线时,均以平尺面为基准。

④ 水准法拼凑平台。将大件置于水泥地的调整垫铁上,在大件需要划线的部位,放置相应的平台,然后用水准法校平各平台之间的平行和等高,即可进行划线。所谓水准法,就是将盛水桶置于一定高度,使水通过接口、橡胶管流到标准座内带刻度的玻璃管里。然后将标准座置于某一平台面上,调整平台支承的高低位置,并用水平仪校正平台面的水平位置,此时玻璃管内的水平面则对准某一刻度。而后利用这一刻度和水平仪,采用同样方法,依次校正其他平台面,使之与第一次校正的平台面平行和等高,如图2-70所示。

图2-70 水准法

1—中间平台;2—水平仪;3—玻璃管;4—可调支承座;5—橡胶管;6—水桶;7—支架

2)拉线吊线法

这种方法适于特大工件的划线,它只需要经过一次吊装、校正,就能完成整个工件的划线任务,可以解决多次翻转的困难。

拉线吊线法是采用拉线(φ0.5~ φ1.5mm的钢丝通过拉线支架和线坠拉成的直线)、吊线(尼龙线)用30°锥体线坠吊直。它的原理如图2-71所示。在平台面上设一基准直线OO,将两个90°角尺上的测量面对准OO,用钢直尺在两个角尺上量取同一高度H,再用拉线或直尺连接两点,即可得到平行线O1—O1。如果要得到距离O1—O1线尺寸为h的平行线O2—O2,可在相应位置设一拉线或移动拉线位置,用钢直尺在两个90°角尺的H点至此拉线量准h,并使拉线与平台面平行,即可获得平行线O2—O2,若尺寸较高,则可用线坠代替90°角尺。

图2-71 拉线吊线法原理

(2)大件划线后的检查和校对

由于大型工件所需材料和工时较多,加工工艺复杂,而划线又是加工中校正的依据,它的正确与否直接关系到产品的质量。所以,在划线过程中,每划一条线都要反复检查校对,所有的线全部划完后,尚需复查和校对一次。

首先要检查所划的基准线以及它和各有关面、孔的关系(包括平行、垂直或角度要求)是否准确,要检查各加工孔槽和面所划的方向、角度、位置及各加工部位之间的尺寸是否符合图样要求。

其次在自行复查时,绝不能单凭划线时留下的印象,必须重新看图,查工艺。凡是经过计算的尺寸仍要复算一次,并按先后顺序,一一认真复查。当有些大件不具备复查条件时,应该随划随查,也就是说,每划完一个部位,便需及时复查一次。对一些重要的加工部位尚需反复检查。

(3)大型工件划线操作实例

图2-72所示轴,长约8m,其最大部位的直径约为800mm。一般说来,该类大型轴类坯件多是经锻造而成的,其轴径和长度方向都留有加工余量。划这类零件的目的是检查轴径和长度方向的余量情况,并在此基础上确定轴心,以供机床加工中心孔时用。所以划线时要注意尽量使轴径各处的加工余量均匀,以减少车床走空刀的现象,提高车床工作效率。其划线步骤如下。

图2-72 划轴坯水平线

① 将轴坯吊上平台,用V形块或枕木将其支承。如果轴坯某处有明显的缺陷,应将它转动到轴的上方或下方。

② 用两个划线盘,分别按中间段(图2-72中轴身最长的一段)的上方和下方基本找平。接着用划线盘翻边对好轴上方的最低处(如A处)和轴下方的最高处(如DE处)。用钢直尺测量两划线盘所标示的尺寸,并算出其差值。如果该差值大于这段轴径所要求的尺寸,说明有余量。当然其他地方余量更大,轴心也由此决定。取第三个划线盘,将划针调到前面划线盘所示尺寸的中心。以这一轴心高用上述方法继续检查轴径情况,直到全部满足要求后,绕轴一周划出水平的中心线。

③ 取两个90°角尺,如图2-73所示(俯视图),调整到两端轴径的中心位置。

图2-73 划轴坯垂直线(俯视)

l~5—90°角尺;6—尼龙线

④ 在轴的上方拉尼龙线,使其既靠近两90°角尺又靠近轴大头的上方,这时尼龙线的位置基本表示轴心的位置。

⑤ 移动90°角尺,按尼龙线所示位置分别检查各段轴径的特殊点(如图2-73中abcd)的加工余量。待全部满足后,将90°角尺仍置于轴的两端,对好尼龙线,分别在两个端面上划线,此线就是轴的垂直中心线。

⑥ 用划针在轴的大端直接按尼龙线在它上方划出两个点M1、M2,移动90°角尺到轴的小头,置于轴的一侧,量取90°角尺到尼龙线的尺寸(如图2-73所示s2),然后由这个90°角尺往轴的上方过尺寸s2划出一点M3,接着用同样的方法划出另一点M4,分别按M1M2、M3M4连线。此线和水平中心线都是机床加工中心孔时要用的找正线。检查无误后,打样冲眼。然后依据上述中心线分别划出后续的尺寸位置线,检查无误后,同样打出样冲眼。

2.3.13 传动机架的划线操作

图2-74所示是一个传动机架零件图,是一个外形不规则的工件,其中
f40 0+0.25mm孔的中心线与f75 0+0.03mm孔的中心线成45°角,且交点在工件以外,由于孔的交点在空间,给划线带来一定困难。因此划线时需要划出辅助基准线和在辅助夹具的帮助下才能完成。为了尽量减少安装次数,在一次安装中尽可能多地划出所要加工的尺寸线,因此,可以利用三角函数解尺寸链的方法来减少安装次数。其划线操作步骤如下。

图2-74 传动机架

① 将传动机架固定在直角板上,如图2-75(a)所示。以划线平台为基准,使ABC三个凸缘部分中心尽可能调整到图2-74中的Ⅰ—Ⅰ线上(同一条水平线上)。同时用90°角尺检查上、下两个凸台表面,使其与划线平台工作台面垂直;然后将安装直角板连同工件翻转90°,使直角板大平面紧贴平板台面,如图2-75(b)所示。用划线盘找正DE两凸缘部分毛坯中心与平板台面平行。经过反复找正后将工件与直角板紧固。

图2-75 传动机架的划线过程

② 按图2-75(a)所示,可以划出ABC三个凸缘在一个方向的中心线Ⅰ—Ⅰ,将其作为基准线,同时建立划线基准尺寸a,利用a可以推算出DE两孔在该方向的划线尺寸a+(364/2)cos30°和a-(364/2)cos30°,可分别划出φ35mm孔一个方向的中心线。

③ 按图2-75(b)所示,划ABCDE另一个方向的中心线。首先找正φ75mm孔中心点,划出Ⅱ—Ⅱ基准线(即φ75mm孔的中心线)作为基准尺寸b,利用它可以推算出ADE的中心线尺寸b+(364/2)sin30°和b-364/2,用它分别划出三个φ35mm的中心线。

④ 按图2-75(c)所示,划出工件Ⅲ—Ⅲ线作为基准线c,然后以该线为基准确定Ⅱ—Ⅱ线的交点A。按尺寸c+132/2和c-132/2分别划出φ150mm凸台两端面的加工界线;同时按尺寸c+132/2-30和c+132/2-30-82分别划出三个φ80mm凸台的端面加工界线。

⑤ 将直角板倾斜放置,见图2-75(d),并用45°角铁或万能角度尺进行校正并固定,按图2-75(d)所示使角铁与划线平板平面成45°倾角。通过Ⅱ—Ⅱ线和Ⅲ—Ⅲ线的交点找到尺寸d作为辅助基准线Ⅳ—Ⅳ。按尺寸d+[(270+132/2)sin45°]即d+237.6,划出φ40mm孔的中心线与Ⅰ—Ⅰ线相交即为圆心。

⑥ 将直角板的另一方向倾斜45°,用45°角铁或万能角度尺进行校正并固定,见图2-75(e),通过交点A找出尺寸e,划出辅助线Ⅴ—Ⅴ作为基准线,按尺寸
e-[270-(270+132/2)sin45°]和尺寸e-[270-(270+132/2)sin45°]-100划出φ90mm凸台毛坯上下端面的加工线。

⑦ 检查各部位尺寸准确无误后,卸下工件,然后划出各孔加工线,打样冲眼,划线结束。

2.3.14 畸形工件的划线操作

在生产加工中,常会遇到一些形状不规则的零件,有些不仅外形不规则,而且内部的某些表面也不规则,如各孔的中心线,既不平行,也不垂直等。对这些畸形工件划线,同样具有自身的一些操作技法。

(1)划线基准的选择方法

选择畸形工件的划线基准,不能根据不规则的外形,一般应选择比较重要的中心线,如孔的中心线等,如图2-76所示畸形工件,若为毛坯划线,则可选择φ34中心线作为基准。

图2-76 畸形工件

当工件的中心线不能满足划线基准的要求时,可以在零件上比较重要的部位划参考线作为辅助基准来完成工件的划线。

(2)划线时工件的安装方法

畸形工件划线时,多数安装在某些夹具或辅具上,以便进行校正,此外,还常采取以下几种方法。

① 用心轴安装工件。若工件上的基准孔已加工出来,用心轴穿入基准孔内划线比较有利。工件装在心轴上以后,用V形铁或方箱上的V形槽作支承进行校正,便于完成其他部位的划线。如图2-76所示零件,若φ20H7已加工完成,可利用心轴穿入作为基准,完成其他部位的划线(见图2-77)。

图2-77 利用心轴支承工件

② 用方箱、弯板安装工件。采用这种安装方法时,首先应对工件的形状进行分析,选择可以利用的安装部位。工件安装校正后,再完成某一个或几个部分的划线。

③ 用专用夹具划线的方法。这种方法多用于中、小批生产,单件生产中不使用。工件在专用夹具中只需按定位原理安装好,不必再校正就可直接划线,既能保证划线的准确性,又能加快划线速度。

(3)畸形工件的划线步骤

一般工厂中单件或小批生产的零件经过划线进行加工;大批生产的零件多数不用划线加工的方法,而是将工件安装到各种专用夹具中直接进行加工。有时只是用划线的方法检查毛坯的外形和各部分的几何位置。

畸形工件在划线时,一般不能一次划出全线,而是划线与加工交替进行。其步骤如下。

① 毛坯划线。即在毛坯上划出可利用的基准面和基准孔,划后按线进行加工。

② 二次划线。利用加工出的基准面或基准孔作划线基准,进行二次划线,又可按二次划线加工出某些部位。

③ 三次或四次划线。对于形状极为复杂的畸形工件,两次划线往往不可能加工完成,还需进行三次、四次……划线。多次划线当中,必须注意做到基准统一,以保证工件的加工质量。

(4)畸形工件的划线操作实例

如图2-78所示偏心零件,其外圆D和尺寸B都已加工完毕。其各孔位置的划线操作步骤与方法如下。

图2-78 手柄偏心轮

① 把偏心零件装夹在分度头的三爪卡盘上,找正后,用高度游标卡尺以分度头的中心高a在工件上划一直线Ⅰ—Ⅰ;摇动分度头使其旋转90°(手柄摇过10转),划一直线Ⅱ—Ⅱ得到工件两条几何中心[见图2-79(a)]。以分度头中心高加上偏心距e为高,用高度游标卡尺划一直线Ⅲ—Ⅲ与直线Ⅰ—Ⅰ交于O1点,O1即为工件的回转中心。

② 摇动分度头,使其旋转45°(手柄摇过5转),用高度尺以分度头中心高减去(H-)为高,划一直线(参考线),再以分度头中心高减去(H--h)为高,划一直线[见图2-79(b)]。

图2-79 分度头划线

③ 摇动分度头手柄10转,使其旋转90°后,用高度尺以分度头的中心高过O点划一条直线Ⅳ—Ⅳ,与上面所划的一条直线交于O2,并在圆盘的侧面划出Ⅳ—Ⅳ的延长线[见图2-79(c)]。

④ 把工件从分度头上取下,放在平板上,用高度游标卡尺以工件实际厚度B的一半为高,在圆盘周围划线并与Ⅳ—Ⅳ的延长线相交于O3点[见图2-79(d)]。

⑤ 用样冲在O1、O2、O3点分别打一样冲眼。