第四章教案_第四章教案二
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第四章
机修钳工常用设备及工具
【课题】
§4-1 钻 床 §4-2 常用工具 【教学目的与要求】
1、了解机修钳工的常用设备及工具。
2、掌握机修钳工常用设备及工具的基本操作方法。
3、掌握机修钳工常用设备及工具操作的注意事项。
4、为机修钳工的实习打下坚实的理论基础。【教学重点】
1、机修钳工常用设备及工具的基本操作方法。
2、机修钳工常用设备及工具基本操作的注意事项。【教学教具】实物、模型及挂图
【教学方法】讲授法、提问法、行为引导法、直观教学法 【教学时间】180分钟 【教学过程】
Ⅰ、课堂组织：检查到课情况及课堂准备情况，为新课教学作好准备。Ⅱ、讲授新课：
§4-1
钻 床
钻床是钳工常用的孔加工机床，在钻床上可进行钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、攻螺纹、研磨等多项操作。钳工最常用的钻床有台钻、立钻、摇臂钻等。
板书并讲解
一、台钻
定义：台钻是一种小型钻床，是机修钳工常用的钻孔设备。
1．Z4012型台钻技术规格
最大钻孔直径
￠12mm
主轴下端锥度
莫氏2号短型
主轴最大行程
lOOmm
主轴中心线至立柱表面距离
193mm
主轴端面到底座面距离
20一240mm
电动机功率
0.6kW 主轴转速
分5级
480～4100r／min 主轴绕立柱回转角度
360° 机床外形尺寸(长X宽X高)
690×350×695mm 2．Z4012型台钻传动系统
Z4012型台钻的主运动：由电动机→主动V带轮→V带→从动V带轮→主轴，改变V带位置可获得五种变速。
Z4012型台钻的进给运动：由三球式手轮→同轴齿轮→主轴齿条→主轴，实现主轴的进给运动。3．Z4012型台钻的结构（1）机头
机头3安装在立柱10上，用手柄7进行锁紧。主轴装在机头孔内，主轴下端的锁母4供更换或卸下钻夹头时使用。机头右侧为进给手柄6。
（2）立柱
立柱截面为圆形，它的顶部是机头升降机构，当旋转机头手把l升到所需高度后应将手柄7旋紧，将机头锁住。
（3）电动机
松开螺钉11，可推动电机托板带动电机前后移动，借以调节V带的松紧。（4）底座
中间有一条T形槽，用来装夹工件或夹具．四角有安装用的螺栓孔。（5）电气部分
操作转换开关(又称倒顺开关)可使主轴正、反转或停机。
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二、Z525立式钻床
图4-2是Z525立式钻床的外形图。1．Z525型立钻的主要技术规格
最大钻孔直径
25mm
主轴锥孔
莫氏3号锥度
主轴最大行程
175mm
进给箱行程
200mm 主轴中心线到导轨面距离
250mm
工作台面积
500X 375mm
主轴端面至工作台面距离
0~700mm
主轴端面到底座距离
725～1100mm
主电动机功率
2.8kW
主轴最大扭矩
250Nm
主轴最大进给力
9000N
主轴转速
分9级
97～1360一r／min
主轴进给量
分9级
o．1～0.881mm／r
冷却泵电动机功率及流量
0.125kW 22L／min承
机床外形尺寸(长X宽X高)962×825×2300mm
2．Z525型立钻的传动系统
该机床的切削工作由两种运动来完成，即主运动（主轴的旋转）和进给运动。
(1)主运动
电动机(n=1420r／min)经一对V带轮(Ф114mm及Ф152mm)将运动传给变速箱轴I。轴I上的三联滑动齿轮又将运动传给轴Ⅱ，使轴Ⅱ得到三种转速。轴Ⅱ上的三联滑动齿轮再将运动传给轴Ⅲ，使轴Ⅲ得到九种转速。
轴Ⅲ是带内花键的空心轴，主轴上端的花键与它相配合，使主轴也可得到九种转速。
主运动传动链的结构式如下：
根据主运动传动链的结构式，可列出主运动平衡方程式如下：
式中
n主轴—主轴转速，r／mini u变 —主轴变速箱的传动比．
根据运动平衡方程式，求出主轴的最高和最低转速如下：
(2)进给运动
主轴带动进给变速箱内的齿轮(z=Z7)，经轴Ⅳ上的空套齿轮将运动传给轴V。轴V是根空心轴，轴上的三个空套齿轮内装有拉键，通过改变拉键与三个空套齿轮键槽的相对位置，就可使轴Ⅳ得到三种转速。轴Ⅵ上有五个固定齿轮，通过改变轴Ⅶ上三个空套齿轮的键槽与拉键的相对位置，进而可使轴Ⅶ得到九种转速。再经轴Ⅶ上的钢球式安全离合器，使蜗杆(z=1)带动蜗轮(z=47)旋转。再通过与蜗轮同轴的小齿轮(z=14)带动主轴上的齿条，使旋转运动变成主轴的轴向进给运动。进给运动传动链的结构式如下：
根据进给运动链的结构式，列出进给运动平衡方程式如下：
式中
s—主轴进给量，mm／r
u进给—进给箱的总传动比，主轴进给运动除上述九级进给运动可由机动进给系统获得外，还可手动进给。
(3)辅助运动
1）进给箱的升降运动
转动手柄使蜗杆(Z=1)带动蜗轮(z=32)转动，通过与蜗轮同轴的齿轮(z=18)与固定在床身立柱上的齿条啮合，从而带动进给箱沿床身立柱作升降运动。当进给箱调整到需要的位置后，必须把它在立柱上夹紧固定，然后再进行切削加工。
2）工作台的升降运动
转动手柄使一个小圆锥齿轮(z=29)带动另一个大圆锥齿轮(z=36)，然后通过与大圆锥齿轮(Z=36)同轴的丝杠(T30×6)旋转，工作台即可作升降运动。
3．Z525立钻的结构 Z525型立式钻床由主轴箱、进给箱、主轴部件、工作台部件、底座、立柱、冷却装置 和电器控制箱等几大主要部件组成。见图4—2所示。
（1）主轴箱
其结构如图4-4所示。转矩由主电动机经V带轮输入，经花键轴及其上的齿轮输出。两组三联滑移齿轮靠拨叉控制，使主轴得到九种转速。
（2）主轴部件
其结构如图4-5所示。主轴的上部有花键，与主轴箱中空心轴的花键孔联结并获得旋转运动。主轴的两端由向心轴承支承，进给时的进给抗力主要由主轴下端的推力轴承传给套筒承受。主轴的下部有莫氏3号锥孔，用来安装刀具或钻夹头。轴的一侧铣成齿条，与小齿轮啮合，使主轴得到进给运动。主轴套筒的上端固定有链条，其另
一端则经过变速箱上的滑轮后通入机床的内腔，并挂有
铸铁重锤，用以平衡主轴部件的重量，使主轴操纵轻便。
（3）进给变速机构
如图4-6所示。轴Ⅳ和轴Ⅵ是两根空心轴，轴上分别装有可以空转的齿轮3、2、1和9、8、7，轴内均装有拉键。当扳动进给箱正面两个较短的变速手柄时，就可以改变两个拉键与这六个空转齿轮键槽的配合状态，使主轴获得九级机动进给速度。
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二、Z3040摇臂钻床
Z3040型摇臂钻床适用于加工大、中型零件，可以进行钻孔、扩孔、铰孔、锪平面及攻螺纹等工作。它通过移动主轴来进行找正，因此使用方便灵活。
1.Z3040型摇臂钻床的技术规格
最大钻孔直径 Ф40mm 主轴锥孔莫氏 4号锥度
主轴最大行程 315mm 主轴中心线至立柱母线距离 1250mm 主轴箱水平移动距离 900mm 主轴端面至底座工作面距离 350～125mm 播臂升降距离 600mm 摇臂升降速度 1.2m／min 摇臂回转角度 360°
主轴转速 9级 25～2000r／min 主轴进给量 9级 0.04～3.2mm／r 刻度盘每转钻孔深度 122.5mm 主轴最大扭矩 400Nm 主轴最大进给抗力 1600kg 主电动机功率 3kW 机床轮廓尺寸(长X宽X高)2170×1035×2625mm 机床重量 3200kg 2．Z3040型摇臂钻床的传动系统
整个系统可实现主轴回转，主轴进给，摇臂升降及主轴箱在摇臂上的移动。
（1）主运动的传动结构式：
（2）进给运动的传动结构式：
3．Z3040型摇臂钻床的结构
Z3040型摇臂钻床的结构主要由底座、工作台、立柱、主轴变速箱和摇臂等组成。见图4—6所示。钻孔时，根据工件加工情况需要，摇臂可沿立柱上下升降和绕立柱回转360º角。主轴变速箱可沿摇臂导轨作大范围移动，便于钻孔时借正钻头与钻孔之间的位置。由此可知，摇臂钻床能在很大范围内钻孔，比立式钻床更方便。钻孔时，中、小型工件可在工作台上固定；钻削大型工件，可将工作台拆除，工件在底座上固定。摇臂和主轴变速箱位置调正结束后，都必须锁紧，防止钻孔时产生摇晃而发生事故。
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四、钻床附具
1．钻夹头
钻夹头用来装夹13mm以内的直柄钻头。
夹头体1的上端有一锥孔，用以与夹头柄紧配，夹头柄做成莫氏锥体，装入钻床的主轴锥孔内。钻夹头中的三个夹爪4用来夹紧钻头的直柄，当带有小圆锥齿轮的钥匙3带动夹头套2上的大圆锥齿轮转动时，与夹头套紧配的内螺纹圈5也同时旋转。此内螺纹圈与三个夹瓜上的外螺纹相配，于是三个夹爪便伸出或缩进，钻头直柄被夹紧或放松。
2．钻头套
钻头套(又称钻库、锥套)用来装夹13mm以上的锥柄的钻头，根据钻头锥柄莫氏锥度的号数选用相应的钻头，一般立式钻床主轴的锥孔为3号或4号莫氏锥度，摇臂钻床主轴的锥孔为4号、5号或6号莫氏锥度。
当用较小直径钻头钻孔时，用一个钻头套有时不能直接与钻床主轴锥孔相配，此时就要把几个钻头套配接起来应用。
钻头套共有五种：
1号钻头套：内锥孔为1号莫氏锥度，外圆锥为2号莫氏锥度。
2号钻头套：内锥孔为2号莫氏锥度，外圆锥为3号莫氏锥度．
3号钻头套；内锥孔为3号英氏锥度，外圆锥为4号英氏锥度。
4号钻头套：内锥孔为4号莫氏锥度，外圆锥为5号莫氏锥度．
5号钻头套；内锥孔为5号莫氏锥度，外圆锥为6号莫氏锥度．
把几个钻头套配接起来使用时，即增加装拆的麻烦，同时也增加了钻床主轴与钻头的同轴度误差值。为此可采用特制的钻头套。特制钻头套是内锥孔为l号或2号莫氏锥度，而外圆锥为3号或更大号的莫氏锥度。
用斜铁将钻头从钻床主轴锥孔中拆下的方法。拆卸时斜铁带圆弧的一边要放在上面，否则要把钻床主轴(或钻头套)上的长圆孔敲坏．同时要用手握住钻头或在钻头与钻床工作台之间垫上木板，以防钻头跌落而损坏钻头或工作台．
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五、钻床操作注意事项
1．钻床操作前，须将各操纵手柄移到正确位置，空转试车，在各部机构能正常工作时，方可操作使用。
2．变换主轴转速或机动进给时，必须在停车后进行调整。3．调整立钻进给箱或工作台位置后，必须将镶条压紧后方可操作钻床。4．严禁在主轴旋转状态下，装夹、检测工件。
§4-2
常用工具
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一、手电钻
手电钻(图4-11)是一种手提式电动工具。在修理零件和机床装配时受工件形状或加工部位的限制不能用钻床钻孔时；则可使用手电钻加工。
手电钻的电源电压分单相(220V、36V)和三相(380V)两种。采用单相电压的电钻规格有6、10、13、19、23mm等五种，采用三相电压的电钻规格有13、19、23mm等三种．在使用时可根据不同情况进行选择。
电钻使用时必须注意以下几点：
1．电钻使用前，须开空机转一分钟，检查传动部分是否正常，如有异常，应排除故障后再使用。2．使用钻头必须锋利，钻孔时不宜用力过猛。当孔将钻穿时须相应减轻压力，以防事故发生。
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二、电磨头
电磨头(图4-12)属于高速磨削工具。适用于零件的修理、修磨和除锈，在夹具的装配调整中也可使用．当用布轮代替砂轮使用时，则可进行抛光作业。
电磨头使用时必须注意以下几点：
1．使用前应开机空转2—3min，检查旋转声音是否正常。若有异常，则应排除故障后再使用。2．新装砂轮应修整后使用，否则所产生的离心力会造成严重振动，影响加工精度。
3．砂轮外径不得超过磨头铭牌上规定的尺寸，工作时砂轮和工件的接触力不宜过大，更不能用砂轮冲击工件，以防砂轮爆裂，造成事故。
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三、电剪刀
电剪刀(图4-13)使用灵活、携带方便。能用来剪切各种几何形状的金属板材．用电剪剪切后的板材，具有板面平整、变形小、质量好的优点．因此它也是各种复杂的大型样板进行落料加工的主要工具之一。
使用电剪刀时必须注意以下几点：
1．开机前应检查整机各部分螺钉是否紧固，然后开机空转，待运转正常后，才可使用。
2．剪切时，两刀刃的间距需根据材料厚度进行调试。当剪切厚材料时为0.2～0.3mm，剪切薄材料时，间距可按如下公式计算：
S=0.2×厚度(mm)作小半径剪切时，须将两刃口间距调整到0.3～0.4mm。
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四、风砂轮
风砂轮（如图4—14所示）是一种以压缩空气为动力源的气动工具，通过压缩空气驱动砂轮旋转，来清理工件的飞边、毛刺、去除材料多余量、修光工件表面、修磨焊缝和齿轮倒角等工作。
使用风砂轮时应注意以下几点：
1．根椐修磨工件的形状、修磨量选取型号合适的风砂轮机及砂轮。2．关闭风砂轮机开关，联接风砂轮与压缩空气源后，再打开气源开关。3．不要使砂轮旋转平面指向人体，修磨工件时压力要适当。
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五、千斤项 千斤项（如图4—15所示）是一种小型起重工具。主要用来起重工件或重物。机修钳工常用它拆卸和装配设备中过盈配合的零件，如锻压设备的滑动轴承等。它具有体积小，操作简单、使用方便。
使用千斤项时应注意以下几点：
1．千斤顶加垫的木板或铁板等表面不能有油污，以防受力时打滑。2．起重较重的工件时，应在重物下面随起随垫枕木，以防意外。
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六、单梁起重机
单梁起重机（如图4—16所示）是一种轻小型的起重设备，它由吊架和葫芦组成。具有体积小，重量轻，价格低廉且使用方便。机修钳工在工作中使用较多的是手动葫芦，与吊架配套使用，拆卸或装配机床零、部件。
使用单梁起重机应注意以下几点：
1．电动葫芦的限位器是防止吊钩上升或下降超过极限位置的安全装置，不能当作行程开关使用。2．在重物下降过程中出现严重自溜刹不住现象时，应迅速按压“上升”按纽，使重物上升少量后，再按压“下降”按纽，直至重物徐徐落地后，再进行检查，调整。
3．严禁超载起重重物和长时间将重物吊在空中。
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