常见的锯削工具的使用方法
锯削英文名称:sawing定义:锯切工具旋转或往复运动,把工件、半成品切断或把板材加工成所需形状的切削加工方法。应用学科:机械工程(一级学科);切削加工工艺与设备(二级学科);切削加工工艺-切削加工方法(三级学科) 锯削是用手锯来分割材料或在工件上进行切槽的操作。锯削1.锯削工具 锯削的常用工具是手锯,由锯弓和锯条组成。锯弓可分为固定式和可调式两种,图1为常用的可调式锯弓。锯条由碳素工具钢制成,并经淬火和低温退火处理。锯条规格用锯条两端安装孔之间的距离表示。常用的锯条约长300mm、宽12mm、厚0.8mm。锯齿按齿距t大小可分为粗齿( t=1.6mm)、中齿( t=1.2mm)及细齿( t=0.8mm)三种。锯齿的粗细应根据加工材料的硬度和厚薄来选择。锯削铝、铜等软材料或厚材料时,应选用粗齿锯条。锯硬钢、薄板及薄壁管子时,应该选用细齿锯条。锯削软钢、铸铁及中等厚度的工件则多用中齿锯条。锯削薄材料时至少要保证二至三个锯齿同时工作。</b></b></b></p></b></p></b></p>2.锯削基本操作l)锯条安装 根据工件材料及厚度选择合适的锯条,安装在锯弓上。锯齿应向前(见图1),松紧应适当,一般用两个手指的力能旋紧为止。锯条安装好后,不能有歪斜和扭曲否则锯削时易折断。2)工件安装 工件伸出钳口不应过长,防止锯削时产生振动。锯线应和钳口边缘平行,并夹在台虎钳的左边,以便操作。工件要夹紧,并应防止变形和夹坏已加工表面。3)锯削姿势与握锯 锯削时站立姿势:身体正前方与台虎钳中心线成大约45°角,右脚与台虎钳中心线成75°角,左脚与台虎钳中心线成30°角。握锯时右手握柄,左手扶弓,见图3。推力和压力的大小主要由右手掌握,左手压力不要太大。 锯削的姿势有两种,一种是直线往复运动,适用于锯薄形工件和直槽;另一种是摆动式,锯割时锯弓两端作类似锉外圆弧面时的锉刀摆动一样。这种操作方式,两手动作自然,不易疲劳,切削效率较高。</b></b></p>4)起锯方法 起锯的方式有两种。一种是从工件远离自己的一端起锯,如图4a所示,称为远起锯;另一种是从工件靠近操作者身体的一端起锯,如图4b所示,称为近起锯。一般情况下采用远起锯较好。无论用哪一种起锯的方法,起锯角度都不要超过15°。为使起锯的位置准确和平稳,起锯时可用左手大拇指挡住锯条的方法来定位。5)锯削速度和往复长度 锯削速度以每分钟往复20~40次为宜。速度过快锯条容易磨钝,反而会降低切削效率;速度太慢,效率不高。 锯削时最好使锯条的全部长度都能进行锯割,一般锯弓的往复长度不应小于锯条长度的三分之二。</b></b></b></p></b></p></dd></span></b></h1>锉削用锉刀对工件表面进行切削加工,使工件达到所要求的尺寸、形状和表面粗糙度的操作叫锉削。锉削精度可以达到0.01mm,表面粗糙度可达Ra0.8um。锉削的应用范围很广,可以锉削平面、曲面、外表面、内孔、沟槽、和各种形状复杂的表面。还可以配键、做样板、修整个别零件的几何形状等。平面的锉法有:顺向锉、交叉锉、推锉等。1)顺向锉:顺向锉是最普通的锉削方法。锉刀运动方向与工件夹持方向始终一致,面积不大的平面和最后锉光都是采用这种方法。顺向锉可得到正直的锉痕,比较整齐美观。精锉十常采用。2)交叉锉:锉刀与工件夹持方向约呈35度,且锉痕交叉。交叉锉时锉刀与工件的接触面积增大,锉刀容易掌握平稳。
木工基本工具及其使用
木工工具一般都有较锋利的刃口,使用时一定要注意安全。最主要的是要掌握好各种工具的正确使用姿势和方法,例如锯割、刨削、斧劈时,都要注意身体的位置和手、脚的姿势正确。在操作木工机械时,尤其要严格遵守安全操作规程。
木工刀具需要经常修磨,尤其是刨刀、凿刀,要随时磨得锋利,才能在使用时既省力,又保证质量,所谓“磨刀不误砍柴工”就是这个过理。木工用的锯也要经常修整,要用锉刀将锯齿锉锋利,还要修整“锯路”。锯路是锯齿向锯条左右两侧有规律地倾斜而形成的。
使用完毕应将工具整理、收拾好。长期不使用时,应在工具的刃口上油,以防锈蚀。
一、量具及其使用
1、钢卷尺
用于下料和度量部件,携带方便,使用灵活。常选用2m或3m的规格。
2、钢直尺
一般用不锈钢制作,精度高而且耐磨损。用于榫线、起线、槽线等方面的划线。常选用150—500mm的
3、角尺
木工用的角尺为90°直角,古时人们把角尺(或叫方尺)和圆规称作规矩。俗语有:“没有规矩,不成方圆”。
规,圆规。圆的规范,轨迹靠的是圆规;矩,矩形。矩形的方正靠的是角尺。有圆规和角尺可以完善方形与圆形的家具造型。
角尺可用于下料划线时的垂直划线;用于结构榫眼、榫肩的平行划线;用于制作产品角度衡量的是否正确与垂直,还用于加工面板是否平整等等。
角尺有木制的、有钢制的、有铝制的。角尺是木工划线的主要工具,其规格是以尺柄与尺翼的长短比例而确定的。
如:小角尺200:300mm;中角尺250:410mm;大角尺400:630mm。
角尺的直角精度一定要保护好,不得乱扔或丢放,更不能随意拿角尺敲打物件,造成尺柄和尺翼结合处松动,使角尺的垂直度发生变化不能使用。
4、三角尺:用于划45°角。
5、活动角尺:用于划任意度角。
6、墨斗
墨斗的原理是由墨线绕在活动的轮子上墨线经过墨斗轮子缠绕后,端头的线拴在一个定针上。使用时,拉住定针,在活动轮的转动下,抽出的墨线经过墨斗沾墨,拉直墨线在木材上弹出需要加工的线。
墨斗多用于木材下料,从事家具制作的木工墨斗可做的较小些,从事建筑木结构制作木工可做的大些。一方面可以用墨斗作圆木锯材的弹线,或调直木板边棱的弹线,还可以用于选材拼板的打号弹线等其他方面。如木板打号或弹线中,墨斗有时还用作吊垂线,衡量放线是否垂直与平整。
墨斗弹线的方法:左手拿墨斗,用少量的清水把线轮浇湿,用墨汁把墨盒内的棉花染黑。使用时左手拇指按铅笔压住墨盒中的棉花团,拇指掌还要靠住线轮或是放开线轮来控制轮子的转动或是停止。右手先把墨斗的定针固定在木料的一端点。这时左手放松轮子拉出沾墨的细线,拉紧靠在木料的面上,右手在中间捏墨线向上垂直于木面提起,即时一丢,便可弹出明显而笔直的墨线。
墨斗使用中,弹线一定要注意,右手在中间捏墨线提起弹线,保证垂直,不能忽左忽右,避免弹出的墨线不直,形成弯线或是弧线的形式,造成下料的板材出现弯度。
7、划子
划子是配合墨斗用于压墨拉线和划线的工具。取材于水牛角,锯削成刻刀样形状。把划线部分的薄刃在磨石上磨薄磨光即可使用。
好的水牛角划子蘸墨均匀,划线清晰。只要使用方法正确,立正划子划线,划子划的线误差比铅笔划线要小得多。只是后来人们逐渐使用铅笔,也有的用竹片制作划子,但误差较大,效果不是太好。
8、划线要领
下料划线有传承的工艺规范,又是“三分划线七分做”的部分内容。选择材料;搭配材料和加工余量等方面可由下料划线得到正确体现。
划线是家具制作的前提或是基础条件。下料划线是家具形状、结构和材料运用设计的第一前提。因为,下料划线是保证制作家具的形状,首先决定用什么材料,材料的好劣、大小、质量是否能够满足家具制作要求,怎么制作和制作什么的大问题。下料划线要整体设计构思。
划线工艺是木工行内的规范,作为一种技术语言,是通用的。是一人划线,多人锯割、刨削、凿刻、锯卯、组装制作的交流语言,是传统工艺最早的一种制作的生产流动线。
划线与选材下料相联系,与各种加工制作的工序相联系,和家具式样的艺术美相联系。所以,划线是家具制作特别重要的前提和保证。民间工艺中又有人把家具划线称作:“量体裁衣,省工省料”。按照制作的要求,家具样式好,结构牢,还要省工省料,意指衡量设计家具的“体”,裁制木材的“衣”,达到合理用料。
(1)划线应了解木工的量具和划线工具,结合木结构的划线工艺夯实划线的基础和达到必须的要求。
(2)划线的准确度,主要靠量具的正确运用。一是划线的工具,如尺子的规范,角尺和斜尺的角度正确。二是用笔的误差。即铅笔误差一般在0.25—0.3mm左右,传统技法一般讲究用前面下料划线中讲的划子。现在有的用划线刀,划线刀在一些角度结合时划线还是较为准确的。
划线的准确度,还要靠划线的规范。正确的线形是工艺的前提,按线形加工的准确度,常常有工艺的规范要求。如刨料、锯料粗加工时,多为留线;锯料粗加工时可锯线或留线。又如刨料、凿榫眼和锯料细加工时,要根据结合部位的大小尺度讲究吃线和留线。
(3)正确运用吃线和留线的方法,是加工时去掉线合适还是留下线合适,这就是一线之差。一线之差可以保证家具结构的牢实,一线之差又可以造成家具结构的松动,质量不能保证。工匠在锯刨凿的加工中,运用吃线和留线的一线之差,来保证加工质量的准确度。
二、手工锯及其锯割
手工锯的锯割工艺,是传统家具的制作加工的重要组成部分。
(一)锯齿与锯路
锯,可以把木材锯割成各种形状,或达到木构件需要的尺寸。锯割的目的就是把木材纵向锯开或者横向截断。锯子进行锯割时,就是锯条在直线形式或在曲线形式的轻压和推进的运动中,对木材进行快速切割的一个工作过程。锯子在这个过程中切削木材,由于锯条的锯齿不断的发生作用,木材对锯齿也产生较大的磨擦或挤压力。由此,锯条必须具备抵抗挤压力强度,具备有一定的可塑性和耐热性,使锯条的齿刃不会变钝。
选择锯条时,既要选择锯条刚性好的,又要选择锯条韧性好的,达到锯条容易进行锉磨,又耐使用。一般,手工锯条是常用碳素工具钢制成的,其刚性和热处理都比较好;机械圆锯片选用的是合金工具钢制成的,能符合圆锯片工作的特性;带锯条选用的是铬钨锰合金钢制成的,其刚性和硬度比较适中。所以,选择锯条还需要在实践中真正认识锯条的优劣状况。
木工工匠们在制作的实践中,伴随着家具产品质量的提高和制作工艺的改进和发展,发明了众多的适应加工需要的锯割工具,有的已经淘汰,有的继续使用。但从现阶段传统工匠制作的工艺特点来看,一是传统工艺生产状态还需要手工工具;二是机械化生产的刃磨、修理和维护技术,都和手工工具的维护技术原理相联系相发展。因此,了解众多锯的传统种类,熟悉手工锯的性能,并且善于正确使用,有益于提高传统工艺的制作水平。
木工用锯的核心是锯齿,不同锯割目的的锯子,其齿形和锯路的设计也各不相同。齿刃形状与锯齿的角度有关,一般情况下,顺锯齿形稍微倾斜,约在90°—95°之间,截锯和弯锯则在80°—85°之间。使用时,锯齿角度和锯条齿根线所形成的角度越大,锯割力越弱,锯末易排出,反之,角度越小,锯割力越强,锯末不易排出。木料材质的软硬及燥湿程度也决定着锯齿角度,如硬质或干燥的木料在锯割时,锯齿的角度要小一些,而软质或潮湿的木料锯割时,锯齿角度尽量大一些。新制作的锯子或使用刃钝后的锯子,都要用锉刀进行锉齿。锉齿时,应注意齿形的齿背不高于齿刃,齿喉角刃部平直不凸出,齿距远近一致,齿室大小统一,齿喉角应稍作弯曲,齿尖锋利光亮。锯子由于锯割目的的不同还要对锯齿进行不同形式的分岔处理,从而形成齿刃左右分开呈或宽或窄的“锯路”。锯路多用特制的“拨料器”辅助完成,拨锯齿时,要注意锯路均匀,大小角度一致,锯路平直,无凸出、凹进或扭曲齿存在,否则在使用时会出现锯子跳动或“跑路走线”的现象而影响正常的锯割。锯路大,宜锯割软质或潮湿木材,而锯路小则适于锯割硬质或干燥木材。
(二)传统手工锯的种类
1、框锯。又名架锯,是由工字形木框架、绞绳与绞片、锯条等组成。锯条两端用旋钮固定在框架上,并可用它调整锯条的角度。绞绳绞紧后,锯条被绷紧,即可使用。框锯按锯条长度及齿距不同可分为粗、中、细三种。粗锯锯条长650—750mm,齿距4—5mm,粗锯主要用于锯割较厚的木料;中锯锯条长550—650mm,齿距3—4mm,中锯主要用于锯割薄木料或开榫头;细锯锯条长450—500mm,齿距2—3mm,细锯主要用于锯割较细的的木材和开榫拉肩。
2、刀锯。刀锯主要由锯刃和锯把两部分组成,可分为单面、双面、夹背刀锯等。单面刀锯锯长350mm,一边有齿刃,根据齿刃功能不同,可分纵割和横割两种;双面刀锯锯长300mm,两边有齿刃,两边的齿刃一般是一边为纵割锯,另一边为横割锯。夹背刀锯锯板长250—300mm,夹背刀锯的锯背上用钢条夹直,锯齿较细,有纵割和横割锯之分。
3、槽锯。槽锯由手把和锯条组成,锯条约长200mm。槽锯主要用于在木料上开槽。
4、板锯。又称手锯。由手把和锯条组成,锯条长约250—750mm,齿距3—4mm,板锯主要用于较宽木板的锯割。
5狭手锯。锯条窄而长,前端呈尖形,长度约300—400mm。 狭手锯主要用于锯割狭小的孔槽。
6、曲线锯。又名绕锯,它的构造与框锯相同,但锯条较窄(10mm左右),主要是用来锯割圆弧、曲线等部分。
7、钢丝锯。又名弓锯,它是用竹片弯成弓形,两端绷装钢丝而成,钢丝上剁出锯齿形的飞棱,利用飞棱的锐刃来锯割。钢丝长约200—600mm,锯弓长800—900mm。钢丝锯主要用于锯割复杂的曲线和开孔。
(三)框锯的使用
在使用框锯前,先用旋钮将锯条角度调整好,并用绞片将绞绳绞紧使锯条平直。框锯的使用方法有纵割和横割两种。
1、纵割法
锯割时,将木料放在板凳上,右脚踏住木料,并与锯割线成直角,左脚站直,与锯割线成60°角,右手与右膝盖成垂直,人身与锯割线约成45°角为适宜,上身微俯略为活动,但不要左仰右扑。锯割时,右手持锯,左手大拇指靠着锯片以定位,右手持锯轻轻拉推几下(先拉后推),开出锯路,左手即离开锯边,当锯齿切入木料5mm左右时,左手帮助右手提送框锯。提锯时要轻,并可稍微抬高锯手,送锯时要重,手腕、肘肩与身腰同时用力,有节奏地进行。这样才能使锯条沿着锯割线前进。否则,纵割后的木材边缘会弯曲不直,或者锯口断面上下不一。
2、横割法
锯割时,将木料放在板凳上,人站在木料的左后方,左手按住木料,右手持锯,左脚踏住木料,拉锯方法与纵割法相同。
使用框锯锯割时,锯条的下端应向前倾斜。纵锯锯条上端向后倾斜约75°—90°角(与木料面夹角),横锯锯条向后倾斜约30°—45°角。时时要注意使锯条沿着线前进,不可偏移。锯口要直,勿使锯条左右摇摆而产生偏斜现象。木料快被锯断时,应将左手扶稳断料,锯割速度放慢,一直把木料全部锯断,切勿留下一点,任其折断或用手去扳断,这样容易损坏锯条,木料也会沿着木纹撕裂,影响质量。
(四)锯的选用与使用注意事项
宽厚木板常用大锯;窄薄木料常用小锯;横截下料常用粗锯;榫头榫肩常用细锯;硬木和湿木要用料路大的锯子,软木和干燥的木材要用料路小的锯子。
使用时,必须要注意各类锯的安全操作方法:
1、框锯在使用前先用旋钮把锯条角度调整好,习惯上应与木架的平面成45°,用铰片将绷绳绞紧,使锯条绷直拉紧;开锯路时,右手紧握锯把,左手按在起始处,轻轻推拉几下。用力不要过大;锯割时不要左右歪扭,送锯时要重,提锯时要轻,推拉的节奏要均匀;快割锯完时应将被锯下的部分用手拿稳。用后要放松锯条,并挂在牢固的位置上。
2、使用横锯时,两只手的用力要均衡,防止向用力大的一侧跑锯;纠正偏口时,应缓慢纠偏,防止卡锯条或将锯条折断。
3、使用钢丝锯时,用力不可太猛,拉锯速度不可太快,以免将钢丝绷断。拉锯时,作业者的头部不许位于弓架上端,以免钢丝折断时弹伤面部。
4、应随时检查锯条的锋利程度和锯架、锯把柄的牢固程度;对锯齿变钝、斜度不均的锯条要及时修理,对绳索、螺母、旋钮、把柄及木架的损坏也应及时修整、恢复后才可继续使用。
三、传统木工刨及其使用
家具制作的合缝,各种线形制作的大气和规矩与否,都表现在木工刨子的制作和正确使用方面。手工刨种类多,作用于木料的粗刨、细刨、净料、净光、起线、刨槽、刨圆等方面的制作工艺。
(一)手工刨的组成
手工刨是传统古家具制作的一种常用工具,由刨刃和刨床两部分构成。刨刃是金属锻制而成的,刨床是木制的。
手工刨刨削的过程,就是刨刃在刨床的向前运动中不断地切削木材的过程。把木材表面刨光或加工方正叫刨料。木料画线、凿榫、锯榫后再进行刨削叫净料。家具结构组合后,全面刨削平整叫净光。
刨刃在不断地切削木料的过程中,木料产生较大的摩擦会反作用于刨刃切削的刃口部,这使刨刃口发热变钝。如果木质越硬,刨刃口的变钝越快。如果木料表面的杂物多,也能使刨刃口的锋利变钝。所以选择刨刃,要挑选刚性好和热处理好的刃片。事实上,刨刃锻造时,刃身是用普通碳素钢(含铁量大),刃部锻制薄薄的一层工具钢淬火粘合,经过机械磨平裁齐,再经热处理后刃部就会软硬适中,即可使用。如果热处理后淬火太硬,刨刃刚性硬,而且不易磨砺,遇到硬物容易破损崩口。热处理后淬火太软,刨刃软容易卷口,而且不能耐久使用,刃口很快会变钝。所以,刨刃的优劣最好以磨砺刨刃后观察。好的刨刃,刃口锻制成薄薄的贴钢,出现的是薄匀发亮的现象,刃身的底铁是发暗灰色,刃身和刃口淬火的粘合显得很是坚实。注意的是:劣质刃口的底铁和刃口钢—个样子的发暗颜色,或是全部发亮,这两种情况的刨刃都不易磨砺。
(二)手工刨的种类
手工刨包括常用刨和专用刨。常用刨分为中粗刨、细长刨、细短刨等。专用刨是为制作特殊工艺要求所使用的刨子,专用刨包括轴刨、线刨等。轴刨又包括铁柄刨、圆底轴刨、双重轴刨、内圆刨、外圆刨等。线刨又包括拆口刨、槽刨、凹线刨、圆线刨、单线刨等多种。
1、中长刨:用于一般加工,粗加工表面,工艺要求一般的工件。
2、细长刨:用于精细加工,拼缝及工艺要求高的面板净光。
3、粗短刨:常用于刨削木材粗糙的表面。
4、细短刨:常用于刨削工艺要求较高的木材表面
(三)手工刨的使用
1、刨刃的调整
安装刨刃时,先将刨刃与盖铁配合好,控制好两者刃口间距离,然后将它插入刨身中。刃口接近刨底,加上楔木,稍往下压,左手捏在刨底的左侧棱角中,大拇指质量捏住楔木、盖铁和刨刃,用锤校正刃口,使刃口露出刨屑槽。刃口露出多少是与刨削量成正比的,粗刨多一些,细刨少一些。检查刨刃的露出量,可用左手拿起刨来,底面向上,用单眼向后看去,就可以察觉。如果露出部分不适当,可以轻敲刨刃上端。如果露出太多,需要回进一些,就轻敲刨身尾部。如果刃口一角突出,只须轻敲刨刃同角的上端侧面即可。
2、推刨要点
推刨时,左右手的食指伸出向前压住刨身,拇指压住刨刃的后部,其余各指及手掌紧捏手柄。刨身要放平,两手用力均匀。向前推刨时,两手大拇指需加大力量,两个食指略加压力,推至前端时,压力逐渐减小,至不用压力为止。退回时用手将刨身后部略微提起,以免刃口在木料面上拖磨,容易迟钝。刨长料时,应该是左脚在前,然后右脚跟上。
在刨长料前,要先看一下所刨的面是里材还是外材,一般情况里材较外材洁净,纹理清楚。如果是里材,应顺着树根到树梢的方向刨削,外材则应顺着树梢到树根的方向刨削。这样顺着木材纹理的方向,刨削比较省力。否则,容易“呛槎”,既粗糙不平,又非常费力。
下刨时,刨底应该紧贴在木料表面上,开始不要把刨头翘起,刨到端头时,不要使刨头低下(俗称磕头)。否则,刨出来的木料表面,其中间部分就会凸出不平,这是初学者的通病,必须注意纠正。
3、刨的修理
(1)刨刃的研磨:刨刃用久了,尤其是刨削硬质木料和有节疤的木料以后,很容易变钝或者缺口,因此需要研磨。
研磨刨刃时,用右手紧捏刨刃上端,左手的食指和中指紧压刨刃,使刨刃斜面与磨石密贴,在磨石中前后推动。磨时要勤浇水,及时冲去磨石上的泥浆;也不要总在一处磨,以保持磨石平整。刨刃与磨石间的夹角不要变动,以保证刨刃斜面平正。磨好后的刃锋,看起来是一条极细微的黑线(不应该是白线),刃口处发乌青色。刨刃斜面磨好后,将刨刃的两角在磨石上略磨几下,再将刨刃翻过来,平放在磨石上推磨二、三下,以便磨去刃部的卷口。
对于缺陷较多的刨刃,可先用粗磨石磨,后在细磨石上磨。一般的刨刃,仅用细磨石或中细磨石研磨即可。
(2)刨的维护:敲刨身时要敲尾部,不能乱敲,打楔木也不能打得太紧,以免损坏刨身。刨子用完以后,应将底面朝上,不要乱丢。如果长期不用,应将刨刃退出。在使用时不能用手指去摸刃口或随便去试其锋利与否。要经常检查刨身是否平直,底面是否光滑,如果有问题,要及时修理。
四、木锉刀及其使用
合理选用锉刀,对保证加工质量,提高工作效率和延长锉刀使用寿命有很大的影响。粗齿木锉刀:粗锉刀的齿距大,齿深,不易堵塞,适宜于粗加工(即加工余量大、精度等级和表面质量要求低)及较松软木料的锉削,以提高效率;细齿木锉刀:适宜对材质较硬的材料进行加工,在细加工时也常选用,以保证加工件的准确度。
锉刀锉削方向应与木纹垂直或成一定角度,由于锉刀的齿是向前排列的,即向前推锉时处于锉削(工作)状态,回锉时处于不锉削(非工作)状态,所以推锉时用力向下压,以完成锉削,但要避免上下摇晃,回锉时不用力,以免齿磨钝。
正确握持锉刀有助于提高锉削质量,木锉刀的握法: 右手心抵着锉刀木柄的端头,大拇指放在锉刀木柄的上面,其余四指弯在木柄的下面,配合大拇指捏住锉刀木柄,左手则根据锉刀的大小和用力的轻重,可有多种姿势。
使用注意事项:
木锉刀不能用来锉金属材料,不能作橇棒或敲击工件;放置木锉刀时,不要使其露出工作台面,以防锉刀跌落伤脚;也不能把锉刀与锉刀叠放或锉刀与量具叠放。
五、手工凿及其使用
手工凿是传统木工工艺中木结构结合的主要工具,用于凿眼、挖空、剔槽、铲削的制作方面。
(一)凿的种类
凿一般有以下几种:
1、平凿:又称板凿,凿刃平整,用来凿方孔。规格有多种。
2、圆凿:有内圆凿和外圆凿两种,凿刃呈圆弧形,用来凿圆孔或圆弧形状,规格有多种。
3、斜刃凿:凿刃是倾斜的,用来倒棱或剔槽。
凿裤,是装凿柄的孔,要选锻造扎实整齐光滑无裂纹的。这样可以保证凿子的使用寿命。刃身部分要选齐整厚实的,刚性好和热处理好的,和刨刃的要求一个样。凿囿的铁圈要圆滑,略窄不易太宽,凿柄也需圆润光滑。
新购置的凿子,需要安装凿柄和凿囿。凿柄用硬木制成,一般长度为130mm,其粗细比凿裤略粗或是相同即可。
安装时,把长150mm的方形木料,先对着凿裤的孔,用斧砍削出斜度,用铁柄刨刨圆修理光滑,严实地和底部顶实装入。反转另一端,按着凿囿的铁圈,砍削或是用铁柄刨修理圆滑,注意要略带一定的斜度装上凿囿,松紧合适。凿囿必须紧紧套好,套好后长出的木材端头,可用手工锯锯割齐平,然后用锤子击打铆紧。
凿囿,传统工艺中早时使用的是牛筋或是麻绳缠圈制作的。后来以铁匠煅打的铁圈作为凿囿使用,现在,可用一般为φ20mm左右的铁管,用钢锯锯出4mm厚的圆圈,再用钢锉锉磨齐整光滑,然后套在凿柄上使用。
(二)凿的使用
打眼(又称凿孔、凿眼)前应先划好眼的墨线,木料放在垫木或工作凳上,打眼的面向上,人可坐在木料上面,如果木料短小,可以用脚踏牢。打眼时,左手紧握凿柄,将凿刃放在靠近身边的横线附近(约离横线3—5mm),凿刃斜面向外。凿要拿垂直,用斧或锤着力地敲击凿顶,使凿刃垂直进入木料内,这时木料纤维被切断,再拔出凿子,把凿子移前一些斜向打一下,将木屑从孔中剔出。以后就如此反复打凿及剔出木屑,当凿到另一条线附近时,要把凿子反转过来,凿子垂直打下,剔出木屑。当孔深凿到木料厚度一半时,再修凿前后壁,但两根横线应留在木料上不要凿去。打全眼时(凿透孔),应先凿背面,到一半深,将木料翻身,从正面打凿,这样眼的四周不会产生撕裂现象。
(三)凿的修理
凿子的磨砺和刨刃的磨砺方法基本——致,但因凿子的凿柄长,磨刃时要特别注意平行往复前后推拉,用力均匀,姿势正确。千万不能一上一下,使刃面形成弧形。磨好的刃,刃部锋利,刃背平直,刃面齐整明亮,不得有凸棱和凸圆出现的状况。
六、锤子及其使用
木工通常使用羊角锤作敲击工具,羊角锤又可用来拔钉。通常用钉冲将钉子冲入木料中。
七、木砂纸及其使用
砂纸。可分纸干砂纸、水砂纸和砂布等。干砂纸用于磨光木件,水砂纸用地沾水打磨物件, 砂布多用于打磨金属件,也可用于木结构。每一道工序所使用的砂纸目数是有工艺要求的。
为了得到光洁平整的加工面,可将砂纸包在平整的木块(或其他平面)上,并顺着纹路进行砂磨,用力要均匀先重后轻,并选择合适的砂纸进行打磨。通常先用粗砂纸,后用细砂纸。当砂纸受潮变软时,可在火上烤一下再用。
一、可转位车刀结构
可转位车刀为广泛使用的机夹式刀具。它的几何参数完全由刀片和刀槽来保证,不受工人技术水平的影响,因此切削性能稳定,适合现代化大批量使用。
二、车床工艺的特征
工艺特征是指零件制造过程中与该工序相关的信息集成。如外圆车削特征可包括起始直径、最小完成直径、最大完成直径、长度、刀尖圆弧半径及工件刚度等特征参数。工艺特征能比较准确地描述工件的要求,而这些要求是选定机床、夹具、刀具及其工艺参数的前提。由于每种工艺特征都需输入多个特征参数,为使刀具选择变得简捷方便。
三、车床工艺的方法
根据起始直径和零件制造完成直径值将车削分为粗工和精工两类,根据零件刚度将其分为刚度高和刚度低两类。综合上述要求,将外圆车削分为以下四种方法:①车削外圆;②车削外圆;③车削外圆;④车削外圆。
四、车刀选择的原则
加工特征为车削外圆时,因粗工或半精工主要是切除多余金属,切削力较大故应选择稳固的刀片夹紧方式,刀尖角尽可能选择大一些,以增加刀尖强度。由于减小主偏角会导致径向分力增大,当工艺系统的刚度较强时,可适当减小刀具主偏角。小的刀具主偏角能够增加参与切削的切削刃长度,减少单位长度切削刃的负荷,从而提高刀具的使用寿命。
五、专用切削油的使用
专用切削油是车床切削工艺必须采用的一种介质,在过程中主要起到润滑、冷却、清洗等作用。由于高速切削对于刀具、设备及工艺的不断提升,新型切削油通常采用硫化极压抗磨添加剂作为其核心成分,可以在超高速切削工艺中有效的保护刀具,提高工艺精度。
1
.数控刀具的结构
数控车床刀具种类繁多,功能互不相同。根据不同的加工条件正确选择刀具是编制
程序的重要环节,
因此必须对车刀的种类及特点有一个基本的了解。
在数控车床上使用的刀具有外圆车刀、
钻头、镗刀、切断刀、螺纹加工刀具等,其中以外圆车刀、镗刀、钻头最为常用。
数控车床使用的车刀、镗刀、切断刀、螺纹加工刀具均有整体式和机夹式之分,除经济型数控车床外,
目前已广泛使用可转位机夹式车刀。
(1)
数控车床可转位刀具特点
数控车床所采用的可转位车刀,其几何参数是通过刀片结构形状和刀体上刀片槽座的方位安装组合形
成的,与通用车床相比一般无本质的区别,其基本结构、功能特点是相同的。但数控车床的加工工序是自
动完成的,因此对可转位车刀的要求又有别于通用车床所使用的刀具,具体要求和特点如下表所示。
表
2-2
可转位车刀特点
要求
特
点
目
的
精度高
采用
M
级或更高精度等级的刀片;
多采用精密级的刀杆;
用带微调装置的刀杆在机外预调好。
保证刀片重复定位精度,方便坐标
设定,保证刀尖位置精度。
可靠性高
采用断屑可靠性高的断屑槽型或有断屑台和断屑器的车刀;
采用结构可靠的车刀,
采用复合式夹紧结构和夹紧可靠的其它结构。
断屑稳定,
不能有紊乱和带状切屑;
适应刀架快速移动和换位以及整个
自动切削过程中夹紧不得有松动的
要求。
换刀迅速
采用车削工具系统;
采用快换小刀夹。
迅速更换不同形式的切削部件,完
成多种切削加工,提高生产效率。
刀片材料
刀片较多采用涂层刀片。
满足生产节拍要求,
提高加工效率。
刀杆截形
刀杆较多采用正方形刀杆,但因刀架系统结构差异大,有的需采用
专用刀杆。
刀杆与刀架系统匹配。
(2)
可转位车刀的种类
可转位车刀按其用途可分为外圆车刀、仿形车刀、端面车刀、内圆车刀、切槽
车刀、切断车刀和螺纹车刀等,见表
2-3
。
表
2-3
可转位车刀的种类
类型
主偏角
适用机床
外圆车刀
900
、
500
、
600
、
750
、
450
普通车床和数控车床
仿形车刀
930
、
107.50
仿形车床和数控车床
端面车刀
900
、
450
、
750
普通车床和数控车床
内圆车刀
450
、
600
、
750
、
900
、
910
、
930
、
950
、
107.50
普通车床和数控车床
切断车刀
普通车床和数控车床
螺纹车刀
普通车床和数控车床
切槽车刀
普通车床和数控车床
(3)
可转位车刀的结构形式
①杠杆式:
结构见图
2-16
,由杠杆、螺钉、刀垫、刀垫销、刀片所组成。这种方式依靠螺钉旋紧压靠杠杆,由杠
杆的力压紧刀片达到夹固的目的。其特点适合各种正、负前角的刀片,有效的前角范围为
-
60°~+180°;
切屑可无阻碍地流过,切削热不影响螺孔和杠杆;两面槽壁给刀片有力的支撑,并确保转位精度。
②楔块式:
其结构见图
2-17
,由紧定螺钉、刀垫、销、楔块、刀片所组成。这种方式依靠销与楔块的挤压力将刀
片紧固。其特点适合各种负前角刀片,有效前角的变化范围为
-60
~
+180
。两面无槽壁,便于仿形切削或倒
转操作时留有间隙。
③楔块夹紧式:
其结构见图
2-18
,由紧定螺钉、刀垫、销、压紧楔块、刀片所组成。这种方式依靠销与楔块的压下力
将刀片夹紧。其特点同楔块式,但切屑流畅不如楔块式。
此外还有螺栓上压式、压孔式、上压式等形式。
2
、刀片材料
刀具材料切削性能的优劣直接影响切削加工的生产率和加工表面的质量。刀具新材料的出现,往往能
大大提高生产率,成为解决某些难加工材料的加工关键,并促使机床的发展与更新。
(
1
)对刀具切削部分材料的要求
金属切削过程中,刀具切削部分受到高压、高温和剧烈的摩擦作用;当切削加工余量不均匀或切削断
续表面时,刀具还受到冲击。为使刀具能胜任切削工作,刀具切削部分材料应具备以下切削性能:
① 高硬度和耐磨性
刀具要从工件上切下切屑,其硬度必须大于工件的硬度。在室温下,刀具的硬度应在
60HRC
以上。刀
具材料的硬度愈高,其耐磨性愈好。
② 足够的强度与韧性
为使刀具能够承受切削过程中的压力和冲击,刀具材料必须具有足够的强度与韧性。
③ 高的耐热性与化学稳定性
耐热性是指刀具材料在高温条件下仍能保持其切削性能的能力。耐热性以耐热温度表示。耐热温度是
指基本上能维持刀具切削性能所允许的最高温度。耐热性愈好,刀具材料允许的切削温度愈高。
化学稳定性是指刀具材料在高温条件下不易与工件材料和周围介质发生化学反应的能力,包括抗氧化和抗
粘结能力。化学稳定性愈高,刀具磨损愈慢。耐热性和化学稳定性是衡量刀具切削性能的主要指标。
刀具材料除应具有优良的切削性能外,
还应具有良好的工艺性和经济性。
它们包括:
工具钢淬火变形要小,
脱碳层要浅和淬硬性要好;高硬材料磨削性能要好;热轧成形的刀具高温塑性要好;需焊接的刀具材料焊
接性能要好;所用刀具材料应尽可能是我国资源丰富、价格低廉的。
(
2
)常用刀具材料
常用刀具材料有高速钢、硬质合金、陶瓷材料和超硬材料四类。
① 高速钢
高速钢是一种含钨、钼、铬、钒等合金元素较多的合金工具钢,其碳的质量分数在
l
%左右。高速钢
热处理后硬度为
62
—
65HRC
,耐热温度为
550
~600°C,抗弯强度约为
3500MPa
,冲击韧度约为每平方米
0.3MJ
。高速钢的强度与韧性好,能承受冲击,又易于刃磨,是目前制造钻头、铣刀、拉刀、螺纹刀具和齿
轮刀具等复杂形状刀具的主要材料。高速钢刀具受耐热温度的限制,不能用于高速切削。
② 硬质合金
硬质合金是由高硬度、高熔点的碳化钨
(WC)
,碳化钛
(TiC)
、碳化钽
(TaC)
、碳化铌
(NbC)
粉末用钻
(Co)
粘结后压制、烧结而成。它的常温硬度为
88
~
93HRA
,耐热温度为
800
~1000℃,比高速钢硬、耐磨、耐热
得多。
因此,
硬质合金刀具允许的切削速度比高速钢刀具大
5
~
10
倍。
但它的抗弯强度只有高速钢的
l
/
2
~
1
/
4
,冲击韧度仅为高速钢的几十分之—。硬质合金性脆,怕冲击和振动。
由于硬质合金刀具可以大大提高生产率,所以不仅绝大多数车刀、刨刀、面铣刀等采用了硬质合金,而且
相当数量的钻头、铰刀、其他铣刀也采用了硬质合金。现在,就连复杂的拉刀、螺纹刀具和齿轮刀具,也
逐渐用硬质合金制造了。
我国目前常用的硬质合金有三类:
钨钻类硬质合金
由
WC
和
Co
组成,代号为
YG
,接近于
ISO
的
K
类,主要用于加工铸铁、有色金属等
脆性材料和非金属材料。常用牌号有
YG3
、
YG6
和
YG8
。数字表示含
Co
的百分比,其余为含
WC
的百分比。
硬质合金中
Co
起粘结作用,含
Co
愈多的硬质合金韧性愈好,所以
YG8
适于粗加工和断续切削,
YG6
适于
半精加工,
YG3
适于精加工和连续切削。
钨钛钴类硬质合金由
WC
、
TiC
和
Co
组成,代号为
YT
,接近于
ISO
的
P
类。由于
TiC
比
WC
还要硬,耐
磨、耐热,但是还要脆,所以
YT
类比
YG
类硬度和耐热温度更高。不过更不耐冲击和振动。因为加工钢时
塑性变形很大,切屑与刀具摩擦很剧烈,切削温度很高;但是切屑呈带状,切削较平稳,所以
YT
类硬质合
金适于加工钢料。钨钛钻类硬质合金常用牌号有
YT30
、
YTl5
和
YT5
。数字表示含
TiC
的百分比。所以
YT30
适于对钢料的精加工和连续切削,
YTl5
适于半精加工,
YT5
适于粗加工和断续切削。
钨钛钽
(
铌
)
类硬质合金
由
YT
类中加入少量的
TaC
或
NbC
组成,
代号为
YW
,
接近于
ISO
的
M
类.
YW
类
硬质合金的硬度、耐磨性、耐热温度、抗弯强度和冲击韧度均比
YT
类高一些,其后两项指标与
YG
类相仿。
因此,
YW
类既可加工钢,又可加工铸铁和有色金屑,称为通用硬质合金。常用牌号有
YWl
和
YW2
,前者用
于半精加工和精加工,后者用于粗加工和半精加工。
现在硬质合金刀具上,常采用
TiC C
、
TiN
、
等高硬材料的涂层。涂层硬质合金刀具的寿命比不涂
层的提高
2
~
10
倍。
③ 陶瓷材料
陶瓷材料的硬度、耐磨性、耐热性和化学稳定性均忧于硬质合金,但比硬质合金更脆,目前主要用于精加
工。
现用的陶瓷刀具材料有氧化铝陶瓷、
金属陶瓷、
氮化硅陶瓷
(Si3N4)
和
Si3N4
—
复合陶瓷四种。
20
世纪
80
年代以来,陶瓷刀具迅速发展,金属陶瓷、氮化硅陶瓷和复合陶瓷的抗弯强度和冲击韧度已接
近硬质合金,可用于半精加工以及加切削液的粗加工。
④ 超硬材料
人造金刚石是在高温高压下,借金属的触媒作用,由石墨转化而成。人造金刚石用于制造金刚石砂轮以及
经聚晶后制成以硬质合金为基体的复合人造金刚石刀片作刀具使用。金刚石是自然界最硬的材料,有极高
的耐磨性,刃口锋利,能切下极薄的切屑;但极脆,与铁系金属有很强的亲合力,不能用于粗加工,不能
切削黑色金屑。目前人造金刚石主要用于磨料,磨削硬质合金:也可用于有色金屑及其合金的高速精细车
削和镗削。