《钳工基本技能AR版》配套教案：项目6锉配加工

项目六锉配加工教学目标了解锉配的类型。了解锉配的一般原则和注意事项。熟悉掌握锉配的对称度及其检测。熟悉掌握工艺尺寸的概念、组成和计算，进行锉配的加工。二、课时分配本项目包含五个知识点、三个任务，共安排8个课时。三、教学重点通过本项目的学习。让同学们了解到锉配的类型、一般原则和注意事项。熟悉掌握错配的对称度机及其检测。熟悉掌握工艺尺寸的概念、组成和计算，进行锉配的加工。熟练掌握凹凸体育配、燕尾体锉配键形体锉配的方法和注意事项。教学难点1、熟悉掌握锉配的对称度及其检测。2、了解锉配的一般原则和注意事项。3、熟悉掌握工艺尺寸的概念、组成和计算，进行锉配的加工。教学内容项目概述综合运用钳工基本操作技能和测量技术，使两个或两个以上的工件达到规定的形状和尺寸要求，最终能够正确配合的操作，称为锉配。相关知识（一）锉配的类型1、按照配合形面的类型，锉配可分为垂直面锉配、角度面锉配、圆弧面锉配和综合面锉配。配合件的主要形面特征是垂直平面的锉配，称为垂直面锉配。配合件的主要形面特征是角度平面的锉配，称为角度面锉配。配合件的主要形面特征是圆弧面的锉配，称为圆弧锉配。配合件的主要形面特征是各基本形面的组合的锉配，称为综合面锉配。2、按照配合形式的不同，锉配可分为对配、镶配、嵌配、盲配、多件配和旋转配。（1）对配锉配件在开放面内作面对面的锉配，称为对配。一般锉配件形状多为对称，要求翻转配合，正反配均能达到配合要求。（2）镶配锉配件在半封闭的平面内作轴向锉配，称为镶配。一般要求锉配件翻转配合，正反配均能达配合要求。（3）嵌配锉配件在封闭的平面内作轴向锉配，称为嵌配。一般要求锉配件依次换位，翻转配合。（4）盲配在一个工件的两端分别加工出对配的凸件和凹件，检查时，从工件中间锯断然后进行配合以判断是否达到规定要求的锉配，称为盲配。（5）多件配多个配合件组合在一起的锉配，称为多件配。一般要求锉配件翻转、变换位置均能达到配合要求。（6）旋转配锉配件的几何形体为对称配置，旋转配合件后，在不同固定位置均能达到配合要求的锉配，称为旋转配。3、按照精度要求，锉配可分为一般精度锉配、中等精度锉配和高精度锉配。（1）一般精度锉配配合间隙值≤0.10mm，主要形位公差值为0.04mm~0.06mm，主要表面表面粗糙度值Ra≤3.2μm的锉配，称为一般精度锉配。（2）中等精度锉配配合间隙为0.04mm～0.06mm，主要形位公差值为0.02mm~0.04mm，主要表面表面粗糙度值Ra≤1.6μm的锉配，称为中等精度锉配。（3）高精度锉配配合间隙为0.02mm～0.04mm，主要形位公差值≤0.02mm，主要表面表面粗糙度值Ra为1.6μm~0.8μm的锉配，称为高等精度锉配。4、按照复杂程度，锉配可分为简单锉配、复杂锉配和精密锉配。（1）简单锉配两个锉配件进行的，一般精度要求，配合面在5个或5个以下的锉配，称为简单锉配。（2）复杂锉配两个配合件进行的，中等精度要求，配合面在6～7个的锉配，称为复杂锉配。（3）精密锉配两个以上配合件进行的，高精度要求，配合面在8个或8个以上的锉配，称为精密锉配。（二）、锉配的一般原则1、凸件先加工，凹件后加工的原则。由于外表面比内表面容易加工和测量，所以通常选用凸件作为基准件，根据图样要求，通过锉削等方式将其制作出来；然后，根据基准件再锉配具有内表面的凹件。2、对称性零件先加工一侧，以便于间接测量。3、按照中间公差加工的原则。4、最小误差原则。为保证获得较高的锉配精度，应选择有关的外表面作为划线和测量的基准。因此，基准面应达到最小形位公差要求。5、在标准量具不便或不能测量的情况下，可以制作辅助检测器具进行测量，或采用间接测量的方法。6、综合兼顾、勤测、慎修，逐渐达到配合要求的原则。（三）、锉配的注意事项锉配是一项比较精密的加工，应注意以下几点：1、锉配的关键是基准件的制作精度，特别是有翻转和转位配合要求的基准件，往往同时有多项技术要求，尤其是对称度要求，因此，加工时千万不可只以达到单项公差要求为满足，而应综合考虑，做到使所有技术要求同时都合格。其次，加工时应尽量减小公差带宽度，以使基准件的各要素尽量接近公差带的中间值，也就是应使基准件尽量接近理想形状。这一点，对于顺利实现配合要求非常重要。2、当以基准件为基准加工配合件以实现配合要求时，一般不得再对基准件进行加工，除非基准件本身存在较大误差。3、试配时，应采用透光法、涂色法或配合塞尺进行检查、修正，以使配合达到规定的要求。4、锉配时，要随时注意内尺寸的清根。（四）、对称度及其检测1、对称度的概念对称度误差是被测表面的对称平面与基准表面的对称平面间的最大偏移距离；在（a）中，凸台中心线偏离基准中心线的误差Δ，即为对称度误差。对称度公差带是相对于基准中心平面(或中心线、轴线)对称配置的两个平行平面(或垂直平面)之间的区域；在（b）中，相对于基准中心平面对称配置的两个平行平面之间的区域，即为对称度公差带；其距离t，即为公差值。2、对称度的检测测量被测表面与基准表面的尺寸A和B，其差值之半，即为对称度误差值。3、对称形工件的划线平面对称形工件的划线，应在形成对称中心平面的两个基准面精加工后进行。划线基准与两基准面重合，划线尺寸则按照两个对称基准平面间的实际尺寸以及对称形体的要求尺寸计算得出。4、对称度误差对配合精度的影响对称度误差对转位互换精度的影响很大，控制不好将导致配合精度很低。在（a）中，如果凹凸件都有对称度误差为0.05mm，且在同一个方向，原始配合位置达到间隙要求时两侧面平齐。在（b）中，而转位180°做配合时，就会产生两基准面错位误差，其误差值为0.10mm，使工件超差。（五）、工艺尺寸链机械加工过程中，工件的各个尺寸在不断地变化，这些尺寸之间存在着一定的联系。工艺尺寸链的基本概念工艺尺寸链在零件加工过程中，由相关联系的尺寸所组成的封闭的尺寸系统，称为工艺尺寸链。在（a）中，加工凸形工件时，以B面为测量基准，得到工艺尺寸A1和A2；A0为加工过程中最后形成的尺寸，它与工艺尺寸A1和A2有关，尺寸A0、A1和A2形成了一个工艺尺寸链。工艺尺寸链有两个基本特性：一是封闭性，即组成尺寸链的各个工艺尺寸按照一定顺序构成一个封闭系统；二是相关性，即其中一个工艺尺寸变动将影响其他尺寸变动。2、工艺尺寸链的组成工艺尺寸链是由尺寸组成的，组成工艺尺寸链的各个尺寸称为环。尺寸链的环分为封闭环和组成环。（1）封闭环加工过程中最后自然形成（间接获得）的尺寸，称为封闭环。工艺尺寸链中的封闭环即加工技术要求。一个工艺尺寸链中只有一个封闭环。（2）组成环工艺尺寸链中除封闭环以外的其他环，称为组成环。同一尺寸链中的组成环，用同一字母表示。根据对封闭环影响的不同，组成环又分为增环和减环。1）增环与封闭环同向变动的组成环，称为增环。即在其他组成环不变的条件下，当该组成环尺寸增大(或减小)时，封闭环也随之增大(或减小)。2）减环与封闭环反向变动的组成环，称为减环。即在其他组成环不变的条件下，当该组成环尺寸增大(或减小)时，封闭环的尺寸却随之减小(或增大)。为了判断增环和减环，可由尺寸链任一环出发，绕其轮廓旋转一周，最后回到这一环。按旋转方向给每个环上标出箭头，凡是箭头方向与封闭环上所标箭头方向相反的为增环；箭头方向与封闭环上所标箭头方向相同的为减环。尺寸A0是加工技术要求，为封闭环。尺寸A1、A2均为组成环。其中，A1为增环，用A1表示；A2为减环，用A2表示。3、工艺尺寸链的计算计算工艺尺寸链是为了正确、合理地确定尺寸链中各环的尺寸和精度。封闭环的基本尺寸、极限尺寸、极限偏差和公差与各组成环的基本尺寸、极限尺寸、极限偏差和公差有关。计算尺寸链的基本方法有完全互换法和概率法等。其中，完全互换法是解尺寸链最基本的方法。设工艺尺寸链中增环的数目为m，减环的数目为n。封闭环的基本尺寸为A0，组成环的基本尺寸为A1。（1）封闭环的基本尺寸封闭环的基本尺寸等于所有增环基本尺寸之和减去所有减环基本尺寸之和，即：（2）封闭环的极限尺寸封闭环的上极限尺寸等于所有增环的上极限尺寸之和减去所有减环的下极限尺寸之和；封闭环的下极限尺寸等于所有增环的下极限尺寸之和减去所有减环的上极限尺寸之和，即：（3）封闭环的极限偏差封闭环的上偏差等于所有增环的上偏差之和减去所有减环的下偏差和；封闭环的下偏差等于所有增环的下偏差之和减去所有减环的上偏差之和，即：（4）封闭环公差封闭环公差等于各组成环公差之和，即：在（a）中凸形工件，要求加工后尺寸A0=200-0.05mm，A1=800-0.02mm，需要确定尺寸A2应控制在什么范围内才能满足加工要求。根据题意绘制工艺尺寸链简图，如（b）。确定封闭环为A0，增环为A1、减环为A2。根据尺寸链方程式，封闭环的基本尺寸A0=A1-A2,A2=A1-A0=80-20=60(mm)，封闭环A0的上极限尺寸A0min=A1min-A2min,A2min=A1max-A0max=80-20=60(mm)封闭环A0的下极限尺寸A0min=A1min-A2max,A2max=A1min-A0min=79.98-19.95=60.03(mm)所以，只有尺寸A2=60+0.030(mm)才能满足加工要求。项目实施任务一凸凹体盲配（一）任务描述完成下图凸凹体盲配。（二）任务准备1、分析图样该工件属于一般精度要求的盲配，如何保证工件的平面度、对称度、垂直度和配合间隙是制作难点。2、工件检查、清理、涂色（1）检查待划工件是否有足够的加工余量。（2）清理工件。对于铸、锻件毛坯，应去除型砂、毛刺、氧化皮，并用钢丝刷清理干净；对于已生锈的半成品，应刷掉浮锈。（3）在工件的划线部位涂色，要求涂得薄而均匀。3、工、量、刃具准备根据任务具体情况，确定本任务所需工、量、刃具如下：划线平台、方箱、划针、划规、钢直尺、样冲、手锤、游标高度尺、刀形样板平尺、90°直角尺、塞尺、游标卡尺、千分尺、游标万能角度尺、锯弓、锯条、锉刀、钻头、毛刷、涂料、软钳口等。（三）任务实施1、加工外形轮廓（1）在（a）中，粗锉、精锉基准面D，使其达到平面度和与基准面C的垂直度要求。（2）在（b）中，以D面为基准划线。粗锉、精锉基准面D的对面，使其达到尺寸、平面度、平行度和与基准面C的垂直度要求。（3）在（c）中，粗锉、精锉基准面B，使其达到平面度和与基准面C、基准面D的垂直度要求。（4）在（d）中，以B面为基准划线。粗锉、精锉基准面B的对面，使其达到尺寸、平面度、平行度和与基准面C、基准面D的垂直度要求。2、划线（1）划对称中心线按照加工所得两平行平面的实际尺寸，计算出中心位置尺寸L／2。在（a）中，以E面为基准划中心线1；将工件翻转，以D面为基准划中心线2。如果中心线1、2重合，则中心线位置准确；如果不重合，在（b）中，则将游标高度尺调到中心线1、2中间的位置，再次划线。如此反复进行，直到分别以D、E两面为基准所划的中心线重合为止。以对称中心线为基准分别划出凸形体、凹形体加工线。以B面为基准，划出其他加工线。（3）检查无误后打上样冲眼。3、加工工艺孔在上图中根据图样在凸形体和凹形体上分别钻出φ3mm工艺孔。4、加工凸形体（1）在(a)中，按线锯除右侧一角多余部分，留1mm粗锉余量。粗锉、半精锉右台肩面1和右竖直面2，留0.1mm的精锉余量。精锉右台肩面1，用工艺尺寸L1(60+0.040mm)间接控制凸台高度尺寸200-0.06mm，检测右台肩面1的平面度、与基准面B的平行度和与基准面C的垂直度。（2）在（b）中，精锉右竖直面2，用工艺尺寸X1间接控制凸台的对称度要求和尺寸200-0.05mm。工艺尺寸X1的计算方法如下：式中:X——已加工出的外形尺寸(定值)(mm)；X1——需要控制的尺寸(mm)；X2——凸台尺寸(mm)；Δ——对称度公差的一半(mm)。为使下一步锯除左侧一角后也能同时保证尺寸和对称度要求，应尽可能使X1接近公差带中值(X/2+9.9875)mm。为了能对凸形体的对称度进行控制，60mm处的尺寸必须要测量准确。实际操作时，可以取多点的平均值，以提高测量精度。检测右竖直面2的平面度、与基准面的C垂直度和与辅助基准面1的垂直度。（3）在（c）中，按线锯除左侧一角多余部分，留1mm粗锉余量。粗锉、半精锉左台肩面3和左竖直面4，留0.1mm的精锉余量。精锉左台肩面3，用工艺尺寸L1(60+0.040mm)间接控制凸台高度尺寸200-0.06mm，检测左台肩面3的平面度、与基准面B的平行度和与基准面C的垂直度。（4）在（d）中，精锉左竖直面4，用工艺尺寸X2控制尺寸200-0.06mm及对称度要求，即(X1-X2)与(X-X1)之差小于对称度公差0.10mm。检测左竖直面4的平面度、与基准面C的垂直度和与辅助基准面3的垂直度公差。（5）检查、修整。全面检查并作必要的修整。5、加工凹形体（1）在（a）中，在凹件上钻出工艺排孔。（2）在（b）中，去除凹形体多余部分。（3）在（c）中，粗、精锉凹形体各面，达到与凸形体配合的精度要求。6、锯削沿锯缝锯削，达到尺寸（20±05）mm，留不小于3mm的余量不锯。（四）任务实施注意事项1、凹凸体盲配加工的难点在于尺寸的控制。因此，从划线开始，每一步工序都要适时检测，以保证尺寸准确。2、粗加工时，可以按线加工；精加工时，一定要按照计算好的工艺尺寸进行加工。3、为达到配合后的转位互换精度，加工时必须要保证垂直度要求。若没有控制好垂直度，尺寸公差合格的凹凸体也可能不能配合，或者出现很大的间隙。4、用小直径钻头钻排孔时，由于钻头排屑槽狭窄，排屑不流畅，所以应及时地进行退钻排屑。5、加工凹形体前，应确保60mm的实际外形尺寸和凸形体20mm的实际尺寸已经测量准确，并计算出凹形体20mm的尺寸公差。6、在加工垂直面时，要防止锉刀侧面碰坏另一个垂直面，可以在砂轮上修磨锉刀的一侧，并使其与锉刀面夹角略小于90°，刃磨好后最好用油石磨光。7、加工结束后，锐边要倒角、清除毛刺。任务二燕尾体锉配任务描述完成下图燕尾体锉配（二）任务准备1、分析图样该工件属于一般精度要求的半封闭锉配，如何保证工件的平面度、对称度、平行度、垂直度、倾斜度和配合间隙是制作难点。2、工件检查、清理、涂色（1）检查待划工件是否有足够的加工余量。（2）清理工件。对于铸、锻件毛坯，应去除型砂、毛刺、氧化皮，并用钢丝刷清理干净；对于已生锈的半成品，应刷掉浮锈。（3）在工件的划线部位涂色，要求涂得薄而均匀。3、工、量、刃具准备根据任务具体情况，确定本任务所需工、量、刃具如下：划线平台、方箱、划针、划规、钢直尺、样冲、手锤、游标高度尺、刀形样板平尺、90°直角尺、塞尺、游标卡尺、千分尺、游标万能角度尺、检验棒、錾子、锯弓、锯条、锉刀、钻头、钢丝刷、毛刷、涂料、软钳口、台式钻床等。（三）任务实施1、加工凸件和凹件的外形轮廓（1）在（a）中，粗锉、精锉基准面B，使其达到平面度和与基准面A的垂直度要求。（2）在（b）中，以B面为基准划线。粗锉、精锉基准面B的对面，使其达到尺寸、平面度、平行度和与基准面A的垂直度要求。（3）在（c）中，粗锉、精锉基准面E，使其达到平面度和与基准面A、基准面B的垂直度要求。（4）在（d）中，以E面为基准划线。粗锉、精锉基准面E的对面，使其达到尺寸、平面度、平行度和与基准面A、基准面B的垂直度要求。2、凸件和凹件划线（1）凸件划线在（a）中，根据图样和实际尺寸，以B面的对面为辅助基准从上面下降20mm，划出凸燕尾高度加工线。在（b）中，按照加工所得两平行平面的实际尺寸，计算出中心位置尺寸L／2。以E面为基准划中心线1；将工件翻转，以E面的对面为基准划中心线2。如果中心线1、2重合，则中心线位置准确；如果不重合，在（c）中，则将游标高度尺调整到中心线1、2中间的位置，再次划线。如此反复进行，直到分别以E面和E面的对面为基准所划的中心线重合为止。然后，以对称中心线为辅助基准划出凸燕尾大端宽度(53.1mm)和小端宽度(30mm)加工线；划出两条斜线；划出φ3工艺孔加工线，检查无误后在相关各面打上冲眼。（2）凹件划线在（a）中，根据图样和实际尺寸，以B面的对面为辅助基准从上面下降21mm，划出燕尾槽深度加工线。在（b）中，按照加工所得两平行平面的实际尺寸，计算出中心位置尺寸L／2。以E面为基准划中心线1；将工件翻转，以E面的对面为基准划中心线2。如果中心线1、2重合，则中心线位置准确；如果不重合，在（c）中，则将游标高度尺调整到中心线1、2中间的位置，再次划线。如此反复进行，直到分别以E面和E面的对面为基准所划的中心线重合为止。然后，以对称中心线为辅助基准划出凸燕尾大端宽度(54.26mm)和小端宽度(30mm)加工线；划出两条斜线；划出φ3工艺孔加工线，检查无误后在相关各面打上冲眼。3、加工工艺孔在（a）中，根据图样在凸件上钻出φ3mm工艺孔；在（b）中，在凹件上钻出φ3mm工艺孔和工艺排孔。4、加工凸件（1）在(a)中，按线锯除右侧一角多余部分，留1mm粗锉余量。（2）在(b)中，粗锉、半精锉右台肩面1和右角度面2，留0.1mm的精锉余量。（3）在(c)中，精锉右台肩面1，用工艺尺寸X1(250-006mm)间接控制燕尾高度尺寸20+0060mm；检测右台肩面1的平面度、与基准面B的平行度和与基准面A的垂直度。（4）在（d）中，精锉右角度面2，用工艺尺寸X2(6866mm±006mm)间接控制其与基准面C的对称度要求，检测右角度面2的平面度、与基准面的A垂直度。在（e）中，用角度样板检测右角度面2与辅助基准面D的倾斜度。（5）在（f）中，按线锯除左侧一角多余部分，留1mm粗锉余量。（6）在（g）中，粗锉、半精锉左台肩面3和左角度面4，留0.1mm的精锉余量。（7）在（h）中，精锉左台肩面3，用工艺尺寸X3(250-0.06mm)间接控制燕尾高度尺寸20+0.060mm；检测左台肩面3的平面度、与基准面B的平行度和与基准面A的垂直度。（8）在（i）中，精锉左角度面4，用工艺尺寸X4(57.32mm±0.06mm)间接控制尺寸(53.1mm±0.06mm)及其与基准面C的对称度要求。检测左角度面4的平面度、与基准面A的垂直度，用角度样板检测左角度面4与辅助基准面D的倾斜度公差。（9）检查、修整。全面检查并作必要的修整。5、加工凹件（1）在(a)中，用手锯在燕尾槽两侧角度加工线内1mm处自上而下锯至底平面线上1mm；錾掉燕尾槽底部多余部分，单边至少留1mm的粗锉余量。（2）在(b)中，按线粗锉底平面1和左右角度面2、3，单边留0.5mm的精锉余量。（3）在(c)中，精锉燕尾槽底平面1，由于燕尾槽底平面1为非配合面，可直接锉至要求，槽深尺寸(21mm±0.18mm)可由工艺尺寸X1(24mm±0.18mm)进行间接控制；检测燕尾槽底平面的平面度、与基准面A的垂直度。（4）在(d)中，根据凸件燕尾体的实际宽度尺寸，半精锉左角度面2，单边留0.1mm的试配余量，通过工艺尺寸X2(26.53+0.1+0.06)间接控制其与基准面C的对称度要求，注意控制其与基准面A的垂直度以及自身的平面度。在(e)中，用角度样板控制左角度面2与辅助基准面D的倾斜度公差。（5）在(d)中，根据凸件燕尾体的实际宽度尺寸，半精锉右角度面3，单边留0.1mm的试配余量，通过工艺尺寸X3(26.53+0.1+0.05)间接控制其与基准面C的对称度要求，注意控制其与基准面A的垂直度以及自身的平面度。用角度样板控制右角度面3与辅助基准面D的倾斜度公差。（6）检查、修整。全面检查并作必要的修整。6、锉配加工（1）同向锉配在(a)中，在凹槽的两侧角度面涂抹显示剂，凸件与凹件进行同向锉配。（2）换向锉配在(b)中，将凸件径向旋转180°进行换向试配、修锉。（3）当凸件全部配入凹件，凸燕尾体两侧角度面和两台肩面与凹件相对应的面全部接触，且换向配合间隙小于等于0.10mm，侧面错位量小于等于0.10mm，锉配完成。7、燕尾锉配典型缺陷燕尾锉配中，容易出现配入后燕尾角度误差过大等缺陷，具体体现为配入后燕尾角度面下部间隙超差和配入后燕尾角度面上部间隙超差。（四）任务实施注意事项为了防止上述燕尾体锉配典型缺陷，首先，在单独加工凸件和凹件时，应将各处的形位公差尽量控制在最小范围，特别要保证基准件的加工质量。其次，要控制好角度面与辅助基准面的倾斜度公差，从而保证燕尾角度的质量。最后，要在锉配余量允许的情况下，通过试配、修锉，最大限度地消除燕尾体锉配缺陷。任务三键形体锉配（一）任务描述完成下图键形体锉配。（二）任务准备1、分析图样该工件属于一般精度要求的封闭锉配，如何保证工件的平面度、平行度、垂直度、对称度、轮廓度和配合间隙是制作难点。2、工件检查、清理、涂色（1）检查待划工件是否有足够的加工余量。（2）清理工件。对于铸、锻件毛坯，应去除型砂、毛刺、氧化皮，并用钢丝刷清理干净；对于已生锈的半成品，应刷掉浮锈。（3）在工件的划线部位涂色，要求涂得薄而均匀。3、工、量、刃具准备根据任务具体情况，确定本任务所需工、量、刃具如下：划线平台、方箱、划针、划规、钢直尺、样冲、手锤、游标高度尺、刀形样板平尺、90°直角尺、塞尺、游标卡尺、千分尺、游标万能角度尺、錾子、锯弓、锯条、锉刀、钻头、钢丝刷、毛刷、涂料、软钳口、台式钻床等。（三）任务实施1、加工轴件（1）加工轴件外形轮廓1）在（a）中，粗锉、精锉基准面B，使其达到平面度和与基准面A的垂直度要求。2）在（b）中，以B面为基准划线。粗锉、精锉基准面B的对面，使其达到尺寸、平面度、平行度和与基准面A的垂直度要求。3）在（c）中，粗锉、精锉基准面C，使其达到平面度和与基准面A、基准面B的垂直度要求。4）在（d）中，以C面为基准划线。粗锉、精锉基准面C的对面，使其达到尺寸、平面度、平行度和与基准面A、基准面B的垂直度要求。（2）轴件划线根据图样和实际尺寸，划出高度方向的对称中心线；以C面为基准划出两处R15圆心位