设备及其使用

第三章　机修钳工常用工具、设备及其使用

机修钳工常用的设备、工具种类繁多，如孔加工设备、清洗用设备、轴承加热设备、起重设备等。常用工具有划线工具、錾削工具、锉削工具、锯削工具等。拆卸、装配机械设备用的各种装配工具以及测量、钻孔、攻螺纹、刮削用的各种工具等。

一、机修钳工常用工具及使用

(一)千斤顶

千斤顶是一种小型的起重工具。主要用来起重工件或重物。机修钳工用它可以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。千斤顶体积小，操作简单，使用方便。液压千斤顶的外形如图3-1所示。

图3-1　液压千斤顶

1.千斤顶的结构

千斤顶按结构形式的不同，可分为锥齿轮式螺旋千斤顶(见图3-2)和油压千斤顶(见图3-3)。而每种形式中又有各种不同型号和规格。

2.千斤顶的传动原理

(1)锥齿轮式螺旋千斤顶的传动系统(见图3-2)。当扳动摇把，通过可换向的棘轮组转动锥齿轮2时，另一锥齿轮通过半圆键带动螺杆4旋转，与螺杆4配合的螺母5在导向键8的约束下可作上升、下降运动，从而，带动升降套筒3上升或下降。

图3-2　锥齿轮式螺旋千斤顶
1-棘轮组;2-锥齿轮;3-升降套筒;4-螺杆;
5-螺母;6-轴承;7-壳体;8-导向键

(2)油压千斤顶的传动原理(见图3-3)。当油压千斤顶工作时，先锁闭回油开关12，向上提拉油泵芯1，壳体贮油腔内的全损耗系统用油经单向阀13被吸入油泵体，当油泵芯向下运动时，被吸入油泵体内的油液即被压出，通过单向阀14进入活塞胶碗的底部，活塞杆7即被顶起。当活塞上升到额定高度时，在限位装置的作用下，活塞不再上升。在需要降落时打开回油开关12，单向阀15被松开，活塞缸内的全损耗系统用油通过单向阀15流回外壳内，活塞F渐渐下降。设油泵芯端面面积为F1，活塞杆底部的面积为F2。当以R力向下压油泵芯时，油泵芯端面产生一个压力P1，油液以相同的压强P传递到活塞底部，使活塞底部产生一个压力P2。

油泵芯端面的压强P=P1/F1;

活塞底部的压强P=P2/F2;

图3-3　油压千斤顶
1-油泵芯;2-油泵缸;3-活塞胶碗;4-顶帽;5-工作油;6-调整螺杆;
7-活塞杆;8-活塞缸;9-外套;10-活塞胶碗;11-底盘;12-回油开关;
13、14、15-单向阀;16-揿手;17-手把

因为两腔压强P都相等，所以

从上述可以看出，在一个较小的面积上作用较小的力P1，可以在较大的面积上获得较大的液压作用力P2，这就是油压千斤顶的工作原理。

3.千斤顶的使用

1)使用千斤顶时，应遵循下列规则

(1)所要承载重物的质量不得超过千斤顶的负载能力。

(2)千斤顶应垂直安放在重物下面，当工作地面较软时，应加垫坚韧木板(块)，以防陷入和倾斜。

(3)用齿条千斤顶工作时，止退棘爪必须紧贴棘轮。

(4)牢记操作要点:

摆平立正千斤顶，工件顶杆加木板;

顶住重心莫斜偏，边起边垫才安全。

2)以拆卸J31－400t压床的滑块连杆部件为例

(1)认定滑块连杆部件的总重量约5t，选取10t油压千斤顶。

(2)认真检查油压千斤顶动作的灵活性及液压无泄漏。

(3)在压床工作台面的中央放一枕木，再将千斤顶放在枕木上，适度调整千斤顶的初始高度，并在油压千斤顶调整螺杆端部垫一坚韧的木板，摆平立正千斤顶，顶于滑块下底部的中央。

(4)将手柄开槽的一端套入千斤顶回油开关，顺时针转动，将开关拧紧，然后再把手柄插入欲手孔内，作上下欲动。

(5)当滑块稍微顶起一点的时候，停止手柄的欲动。

(6)拆卸滑块连杆部件的连杆盖。

(7)在滑块底面与工作台面之间垫入低于千斤顶高度的安全可靠的垫块。

(8)将手柄带槽一端再次套入油压千斤顶回油开关，逆时针慢慢打开回油开关，滑块连杆部件降落至垫块上表面。

(9)拆卸、移出滑块连杆部件。

(10)起重工作完毕、整理现场。

3)维护保养

(1)千斤顶属起重工具，应严格进行定期拆卸检查，检查传动件、密封件、结构件及液压元件有无裂纹、破损及泄漏等，并及时进行维护修理。

(2)油压千斤顶的工作油应定期进行补充。

(3)千斤顶应妥善存放，不应被压、被砸。

(二)手电钻

手电钻是一种操作简单，使用灵活，携带方便的电动钻孔工具。手电钻多用于机修钳工的装配和修理工作。图3-4为手电钻外形图。

图3-4　手电钻
1-电源线;2-按钮开关;3-钻夹头

1.手电钻的分类

国产手电钻分J1z系列单相串激式和J3z系列三项工频式两类。每类又有多种型号。

2.手电钻传动系统

以J1z－6型手电钻为例。在图3-5中，单相串励电动机的轴端带有小齿轮z1，它带动中间轴上的双联齿轮z2，又经齿轮z3带动钻轴上的齿轮z4，使钻轴得到旋转运动。

图3-5　手电钻结构简图
1-电动机;2-减速箱;3-外壳;4-开关;5-钻夹头;6-电源线

3.手电钻的使用

1)操作要点

接线检查请电工，绝缘手套戴手上;

找准冲眼对好正，双手握牢钻浅坑;

停钻察看重调整，时进时退莫摆动;

阻力变小轻用力，安全第一勿忘记。

2)操作步骤

(1)选取带有钻夹头钥匙，功率合适的手电钻，准备好钻头。

(2)请电工检查手电钻是否漏电，并接上电源。

(3)用钥匙夹紧钻头，并取下钥匙。

(4)戴好橡胶绝缘手套，点动手电钻开关，察看手电钻运转是否正常。

(5)用钻头抵住工件钻孔冲眼，找正钻头与工件加工表面的垂直位置，保持正确的钻孔姿势，双手稳握手电钻，接通开关，试钻一浅坑。

(6)检查孔位是否正确，若有偏差，调整钻头角度，修正孔位中心，若无偏差则均匀加力，进给钻孔。

(7)钻孔时，手电钻不要摇晃，时常退刀清除切屑。通孔钻到末尾时，要缓慢进给。

(8)钻孔结束后，卸下钻头，及时拆掉电源线或拔下电源开关，整理好电源线。

(9)清理工作现场。

3)注意事项

(1)手电钻工作时，电源线应放置在不易被人拌着和踩着的地方。

(2)钻孔时，一定要双手握紧手电钻，否则容易发生人身事故。

(3)使用手电钻时，应轻拿轻放，避免摔坏外壳。

4)维护保养

手电钻应定期进行检查，对各部件发现的问题要及时进行处理。

二、机修钳工常用设备及使用

(一)钳桌、台虎钳

钳桌用来安装台虎钳，放置工具和工件等，高度约800～900mm，如图3-6所示。正面的挂图架可放置装配图和零件图。桌内可定置摆放常用工具，桌上配有照明灯具。

图3-6　钳桌及虎钳的适宜高度
(a)钳桌的高度　(b)台虎钳高度

1.钳桌、台虎钳的结构

台虎钳是用来夹持工件的通用夹具如图3-7所示。

台虎钳分固定式和回转式两种。图3-7(a)为回转式台虎钳外形图，图3-7(b)为结构图。它的主体部分用铸铁制造，由固定钳身5和活动钳身2组成。活动钳身通过方形导轨与固定钳身的方孔导轨配合，可作前后滑动。丝杠装在活动钳身上，可以旋转，但不能轴向移动，

它与安装在固定钳身内的螺母6配合。当摇动手柄13使丝杠旋转，便可带动活动钳身相对固定钳身作进退移动，起夹紧或放松工件的作用。弹簧12靠挡圈11和销10固定在丝杠上，当放松丝杠时，能使活动钳身在弹簧力的作用下及时退出。在固定钳身和活动钳身上各装有钢质钳口4，并用螺钉3固定，钳口的工作表面刨有交叉的网纹，使工件夹紧后不易产生滑动，钳口经热处理淬硬，具有较好的耐磨性。固定钳身装在转座9上，并能绕转座轴心线转动，当转到所需位置时，扳动手柄7使夹紧螺钉旋紧，便可在夹紧盘8的作用下把固定钳身紧固。转座通过三个螺栓与钳台固定。台虎钳的规格以钳口的宽度表示，有100mm，125mm，150mm等几种。台虎钳安装在钳台时，必须使固定钳身的钳口处于钳台边缘以外，以保证能垂直夹持较长工件。

图3-7　台虎钳
1-丝杠;2-活动钳身;3-螺钉;4-钳口;5-固定钳身;6-螺母;
7、13-手柄;8-夹紧盘;9-转座;10-销;11-挡圈;12-弹簧

2.台虎钳的使用

在使用台虎钳时应遵循以下规则:

(1)钳台上的台虎钳安装要牢靠，钳台要配装安全网。

(2)台虎钳装夹工件时应用手扳动手柄、不要用锤子敲击手柄或随意套上长管子扳手柄，不得借助其他工具加力。

(3)强力作业时，应尽量使力朝向固定钳身。

(4)不允许在活动钳身和光滑平面上进行敲击作业。

(5)对丝杆、螺母等活动部件的表面应经常清洁、润滑、以防生锈。

(二)手动葫芦

手动葫芦分为手拉葫芦和手扳葫芦两种。其中，环链手拉葫芦，钢丝绳手扳葫芦和环链手扳葫芦使用最为普遍。

1.手拉葫芦

手拉葫芦是一种以手拉为动力的起重设备，广泛用于小型设备的拆、装和零部件的短距离的吊装作业中。

(1)手拉葫芦的结构(见图3-8)。起吊高度一般不超过3m，起吊重量一般不超过10t，最大可达20t。可以垂直起吊，也可以水平或倾斜使用。它具有体积小，重量轻、效率高、操作简易及携带方便等特点。

图3-8　2t，3t，5t手拉葫芦

(2)HS型手拉葫芦传动系统。在图3-9中，当拽动手拉链条2时，手链轮6就随之转动，并将摩擦片4、棘轮5及制动器座3压成一体共同旋转，五齿长轴12带动片齿轮8，四齿短轴9和花键孔齿轮10旋转，装置在花键孔齿轮10上的起重链轮11带动起重链条13上升，平稳地提升重物。手动链条停止拉动后，由于重物自身的重量使五齿长轴反向旋转，手链轮与摩擦片、棘轮和制动器座紧压在一起，摩擦片间产生摩擦力，棘爪阻止棘轮的转动而使重物停在空中，逆时针拽动手链条时，手链轮与摩擦片脱开，摩擦力消除，重物因自重而下降。反复进行操作，就能提升或降下重物。

图3-9　HS型手拉葫芦传动
1-吊钩;2-手拉链条;3-制动器座;4-摩擦片;5-棘轮;
6-手链轮;7-棘爪;8-片齿轮;9-四齿短轴;10-花键孔齿轮;
11-起重链轮;12-五齿长轴;13-起重链条

2.手扳葫芦

环链手扳葫芦也是常用的一种小型手动起重设备。

(1)手扳葫芦的结构。同环链手拉葫芦比较，在结构上有些区别。图3-10为环链手扳葫芦的外形。

图3-10　环链手扳葫芦

(2)HB型手扳葫芦传动系统。起吊时，先转动手柄上的旋钮，使之指向位置牌上的“上”位置，再扳动手柄，拨爪便拨动拨轮，将摩擦片、棘轮、制动器座及压紧座压紧成一体，并带动齿轮轴及齿轮一起转动，联接在齿轮内花键上的起重链轮便带动起重链条上升，重物即被平稳地吊起。转动手柄上的旋钮指向“下”的位置，扳动手柄，制动器松开，重物由于重力的作用而下降，当手柄停止扳动时，重物就停止下降。

3.手拉葫芦的使用

1)操作要点

支点钩挂要可靠，吊起重心要捆牢;

拉吊链条相平行，微量起升察隐情;

中间卡住勿硬拽，稳拉匀拽向上升。

2)操作步骤

(1)根据工件重量选取吨位合适的手拉葫芦，将葫芦挂钩挂在可靠的支撑点上，检查葫芦动作灵活自如。

(2)检查工件的捆绑是否安全可靠，起升高度在手拉葫芦的行程范围之内。

(3)逆时针拽手拉葫芦链条，降下吊钩，将捆绑工件的钢丝绳扣头套在吊钩之中。

(4)顺时针拽手拉链条，并保持与吊链方向平行，升起吊钩，当张紧起重链条时，微量起升工件，观察无异常变化，再顺时针手拉链条，稳妥地吊起工件。

(5)当需要降下工件时，逆时针拽手拉链条，工件便缓缓下降。

(6)当工件落至目的地后，继续下降一段距离，摘下吊钩、起重工作结束。

3)注意事项

(1)用前应仔细检查吊钩、链条、轮轴及制动器等是否完好无损，棘爪弹簧应保证制动可靠。

(2)严禁超载使用。

(3)操作时，应站在起重链轮同一平面内拉动链条，用力要均匀、和缓、保持链条理顺。拉不动时，不要用力过猛和抖动链条，应查找原因。

4)维护保养

(1)手拉葫芦属起重设备，必须严格按规定进行定期检查维护，对破损件要及时进行修换。

(2)对润滑部位、运动表面应经常加注润滑油。

(3)手拉葫芦如不用，存放时不要被其他重物压坏。

(三)电动砂轮机

电动砂轮机用于刃磨刀具或工具，也可用于材料或零件的表面磨光、磨平、去除余量及焊缝磨平。它给修理和装配工作带来很大方便。图3-11为电动砂轮机外形图。

图3-11　电动砂轮机
1-电动机;2-砂轮;3-砂轮机座;4-托架;5-防护罩

1.砂轮机的种类

砂轮机的种类较多，常用的有台式砂轮机、落地砂轮机、手提式砂轮机、软抽式砂轮机和悬挂式砂轮机。

电动砂轮机和手提式电动砂轮机的砂轮安装在电机轴上，它们的传动方式都是由电动机轴直接带动砂轮旋转。

2.电动砂轮机的使用

1)操作要点

人站侧面件摆正，轻稳靠在轮缘顶;

沿着轮宽匀移动，用力适中不过猛;

隔架缝隙勤调整，仅防砂轮破裂生。

2)操作步骤

(1)选定标准落地式砂轮机一台(M3025)，打开砂轮机照明开关。

(2)检查砂轮应有安全罩，砂轮应无损坏，外圆平整，搁架间隙应合适。

(3)人站在砂轮侧面，按动按钮，待砂轮运转平稳，检查砂轮外圆应无跳动。

(4)摆正工件或坯料的角度，轻、稳地靠在砂轮的外圆上，沿砂轮外圆在全宽度上移动，施加的压力不要过大。

(5)磨削完毕，关闭电源。

3)注意事项

(1)磨削工件不要掉在或挤在砂轮外圆与搁架之间，否则会发生砂轮碎裂及人身事故。

(2)当砂轮磨损后，直径变小，应及时调整搁架与砂轮间的距离，始终保持在3mm之内。

4)维护保养

(1)砂轮磨损后，直径变小，影响使用时，应及时更换新砂轮。

(2)砂轮外圆不圆或母线不直时，应及时用修正器进行修整。

(3)对砂轮机应定期检查，发现问题应及时修理，并定期加注润滑油。

(4)砂轮机工作场地要经常保持整洁。

(四)钻床

机修钳工应用钻床可以进行钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、刮端面和攻螺纹等多种加工。一般在单件、小批量生产中使用，如果安装其他夹具或专用夹具，也可批量生产。

1.台钻

台钻是小型钻床，是机修钳工常用的钻孔设备。其外形如图3-12所示。

台钻具有体积小、重量轻、结构简单及操作简便的特点。

1)Z4012台钻的主要技术参数

图3-12　台式钻床
1-v带;2-带轮;3-电动机;4-工作台;5-主轴;6-进给手柄

2)Z4012台式钻床传动系统

如图3-13所示，主运动:

图3-13　台钻传动系统

3)台钻的使用

(1)操作要点

调整V带选转速，头架高低到好处;

找正定位要夹牢，主轴转动手进给;

均匀用力慢进给，阻力变小钻到尾。

(2)操作步骤

①选取台式钻床一台。

②调整塔轮V带的位置，选择主轴合适的转速

按下V带罩起动按钮，打开台式钻床上部的V带罩(见图3-14);

松开电动机紧固手柄，把电动机左移，使V带松开(见图3-15);

图3-14　打开V带罩

图3-15　松开手柄

调整V带位置，使主轴转速符合或接近切削用量要求的转速(见图3-16);

将电动机右移张紧V带;

用大拇指稍用力按压V带中部，检查V带的松紧程度，其松紧以大拇指感觉富有弹性为宜(见图3-17);

图3-16　调整V带

图3-17　检查松紧

锁紧电动机固定手柄;

用手压V带罩，使其回位(见图3-18)。

③调整头架上下位置

松开头架锁紧手柄(见图3-19)。

图3-18　传动带罩回位

图3-19　松开头架锁紧手柄

转动台式钻床顶部的手柄，调整头架的上下位置至要求，如图3-20所示;

锁紧头架手柄;

找正工件位置，定位并夹紧;

装夹选取的钻夹头，钻头;

扳动电动机开关，使主轴正转;

站在机床正面，轻握主轴上、下操纵手柄并逆时针转动，实现进给，直至钻孔完毕，如图3-21所示;

图3-20　调整头架

图3-21　进给

退回主轴，关闭电动机，卸下工件、钻夹头及钻头;

钻孔结束，整理设备，清理现场。

(3)注意事项

①台钻的转速较高，不适用于锪孔和铰孔，更不能用丝锥进行机攻螺纹。

②钻通孔时，要使钻头能通过工作台面上的让刀孔，或在工件下面垫上垫铁，以免钻坏工作台面。

③当用工具拨动V带进行变速时，要防止手指被卷入。

④台钻用完后，必须将机床外露滑动面及工作台面擦净，并对各滑动面及各润滑点加注润滑油。

(4)维护保养

①要经常保护台钻的整洁，钻孔完毕要及时清理切屑，擦净工作台面。

②外露滑动面及各润滑点要及时加注润滑油。

③设备要定期检查，发现问题，及时报修。

2.立钻

立式钻床简称立钻，一般用来钻中型工件上的孔，其最大钻孔直径规格有25mm，35mm，40mm和50mm几种。具有自动进给装置、主轴转速和自动进给量都有较大的调整范围，可用于钻、扩、锪、铰孔和攻螺纹工作，是一种通用性较强的钻床。

1)Z5125方柱立式钻床主要技术参数

2)Z5125方柱立式钻床传动系统(见图3-22)

Z5125立钻主运动传动路线:主电动机(n=1420r/min)→V带轮(φ114mm及φ152mm)→变速箱轴Ⅰ→轴Ⅰ上的三联齿轮→轴Ⅱ上的三联齿轮→轴Ⅲ(9种转速)→主轴。

图3-22　Z5125型立式钻床传动系统图

Z5125立钻主运动传动表达式。

Z5125立钻的进给传动路线:主轴Ⅲ→轴Ⅳ上的空套齿轮→轴V上的空套齿轮→轴Ⅳ上的固定齿轮→轴Ⅶ上的空套齿轮→钢球式安全离合器→蜗轮蜗杆→齿轮齿条(主轴)。

Z5125立钻进给运动的传动表达式。

主轴Ⅲ——Ⅳ轴——Ⅴ轴———Ⅵ轴———Ⅶ轴——Ⅷ轴—14—主轴Ⅲ齿条m=3

Z5125方柱立式钻床外形如图3-23所示。

图3-23　Z5l25型立钻
1-冷却装置;2-立柱;3-主轴箱;4-进给箱;5-主轴部件;6-工作台;7-底座

3)进给量及转数的选择

在进给箱的右侧装有三星式进给手柄，用它可以选择机动进给、手动进给、超越进给和攻螺纹进给。在图3-24中，将端盖l向外拉，固定在端盖1上的销子3同时被拉出，再将三星手柄2逆时针方向旋转20°，手柄座也随其逆时针旋转20°，就挂上了机动进给装置。按进给量标牌变动拉键合适位置，可使主轴按选定的进给量自动进给。将端盖l向里推至原来的位置，再逆时针旋转三星手柄2，就可实现主轴手动进给。当机动进给时，若以高于机动进给速度逆时针旋转三星手柄2，就可使主轴获得超越进给运动。攻螺纹时，必须将端盖l向里推至手动进给位置，并先用手动进给使丝锥切入，切入后，由攻出的螺纹自身带动主轴进给。攻螺纹完成后，使主轴反转，丝锥自行退回。

图3-24　机动进给操纵箱装置简图
1-端盖; 2-三星手柄; 3-销子

根据传动表达式得出进给运动方程，主轴进给量f(单位:mm/ r)为

在主运动变速箱(即主轴箱)的左侧有两个手柄，参照变速标牌，扳动这两个手柄，改变变速箱内两个三联滑移齿轮的位置，就能得到九种不同的主轴转速。

根据传动表达式得出主运动方程式，主轴转速n为

n=1420r/min××主轴箱总传动比u

4)立钻的使用

(1)操作要点

转速进给量选定，找正定位要夹牢;

时进时退切屑少，孔要钻透力要小;

调速检查机停好，安全第一莫忘掉。

(2)操作步骤

①选取立式钻床一台。

②工件找正、定位、夹紧。

③选取适合的钻头，钻夹头，安装并夹紧。

图3-25　主轴变速

④扳动主轴箱左侧两个主轴变速手柄，对照主轴转速标牌，选取所需转速(见图3-25)。

⑤扳动进给箱左侧两个进给变速手柄，对照进给量标牌，选取所需的进给量(见图3-26)。

图3-26　进给变速

⑥选定机动进给方式，将进给手柄座处的端盖向外拉出。

⑦扳动钻床左侧的电动机起动手柄，手柄在中间位置为空挡，向下为主轴正转，向上为主轴反转。

⑧主轴自动进给，至钻孔深度。

⑨向里推回手柄座处的端盖，退回主轴，钻孔结束，关闭电动机。

⑩卸下工件，整理设备，清理现场。

(3)注意事项

①立钻使用前，须先将各操作手柄移到正确位置，空转试车，在各部机构都能正常工作时，方可操作使用。

②变换主轴转速或机动进给时，必须在停机后进行调整。

③变换主轴转速或机动进给时，必须将手柄座端盖向里推，断开机动进给运动。

④严禁在主轴旋转状态下，装夹、检测工件。

(4)维护保养

①设备必须按操作规程合理使用。

②设备除工作中发生故障应及时排除外，还应认真作好定期检查保养工作。保养工作包括设备外保养，润滑系统保养，冷却系统保养和电气部分的保养。

3.摇臂钻床

摇臂钻床的主轴转速范围和进给量范围很大，所以加工范围广泛，可用于钻孔、扩孔、锪孔(平面、柱面和锥面沉孔锪削)、铰孔、镗孔、攻螺纹、切大圆孔等多种孔加工工作。摇臂钻床依靠移动钻床主轴来对准工件上孔的中心线来进行各种孔加工，加工时比立钻方便，主轴变速箱能在摇臂上做大范围的移动，同时摇臂能绕立柱回转360°，因此摇臂钻床可以对安置在工作台上、底座上、甚至放置在钻床底座旁边地面上的各种大小的工件进行钻削。钻床主轴移动到所需位置后，摇臂可锁紧在立柱上，主轴变速箱也可紧固在摇臂上。摇臂钻床的主要组成部分如图3-27所示。

图3-27　摇臂钻床
1-主轴箱;2-摇臂;3-工作台;4-底座;5-主轴;6-立柱

复习思考题

1.以使用过的立式钻床为例，叙述立式钻床的技术参数及各主要部件结构、作用。

2.各种工具及设备使用的注意事项是什么?

3.各种工具及设备维护保养应注意哪些?

4.各种工具及设备操作要点是什么?

5.各种工具及设备用途是什么?