第3章 銼削 3-1 虎鉗的種類與規格 3-2 虎鉗的使用與保養 3-3 銼刀的種類與規格 3-4 銼削姿勢與銼刀使用方法 3-5 真平度、垂直度、平行度、 傾斜度與角度之量測
3-1 虎鉗的種類與規格 虎鉗(vise、vice)是用來夾持工件以利加工的夾具,依其使用場合分為鉗檯虎鉗(bench vise)、鑽床虎鉗(drill vise)、銑床虎鉗(milling vise)、鉋床虎鉗(shaper vise)等,如圖3-1 所示。無論何種類型虎鉗,早期大都為機械式虎鉗,目前由於油壓技術的進步,已有甚多機械加工採用油壓式虎鉗,如圖3-2 所示。下列僅以鉗檯虎鉗說明其構造、規格、使用注意事項。 鉗檯虎鉗常裝於鉗檯上使用,是鉗工工作夾持工件不可缺少的夾具,工件固定於虎鉗後,可施以鋸切、銼削、鏨削、攻、鉸螺絲、鉸孔、刮花…等加工。
3-1 虎鉗的種類與規格
3-1 虎鉗的種類與規格 鉗檯虎鉗由鑄鋼或鑄鐵材料製成,其構造如圖3-3 所示。當轉動手柄時,藉方螺紋螺桿使活動鉗口作前後移動,與固定鉗口共同夾緊工件。鉗口內部並有齒紋,可使工件夾持更為牢固。底座可旋轉之虎鉗謂之旋轉式鉗檯虎鉗,如圖3-4(a)所示。底座不能旋轉者謂之固定式鉗檯虎鉗,如圖3-4(b)所示。 虎鉗之規格以其鉗口寬度表示之,有75、100、125、150mm 等多種,更詳細之尺寸規格請參考廠商之目錄。
3-1 虎鉗的種類與規格
3-2 虎鉗的使用與保養 1.鉗檯虎鉗裝置時,其高度約與工作者手臂彎曲後之手肘同高,如圖3-5 所示。 2.夾持工件時,不可以手鎚敲擊手柄,或套以管子過度施力。 3.重擊工件時,工件下應墊以木塊,以防工件下滑。
3-2 虎鉗的使用與保養 4.夾持工件已加工面時,鉗口應套上鉗口罩,鉗口罩之材料為軟金屬片,如銅、鋁等,如圖3-6 所示。 5.重擊工件時,施力方向應朝向固定鉗口,以避免傷及螺桿
3-2 虎鉗的使用與保養 6.夾持工件時,應盡量利用鉗口中間,並勿使工件高出鉗口太多,也勿超出鉗口太長,以防加工時,震動產生噪音,如圖3-7 所示。 7.鉗檯虎鉗用畢後,除擦拭乾淨外,並應上油以防生銹,方形螺紋之螺桿,亦應加注潤滑油。
3-2 虎鉗的使用與保養 8.鉗檯虎鉗用畢時,應將兩鉗口靠攏,但必須留有小間隙,如圖3-8 所示。
3-3 銼刀的種類與規格 銼刀(files)是銼削工作使用的工具,早期的銼刀都以高碳鋼為材料,並在其表面切割切齒後,經淬火而成。近來由於材料科學與製造技術的進步,目前銼刀已採用工具鋼、合金鋼為材料,並經精準的切割、鍛造、淬火而成,甚至在銼刀面上,再予以特殊的塗層處理或更銳利的銼齒設計,因此銼刀不易銹蝕,可抵抗負荷,並且有更長的使用壽命。 1 銼刀各部名稱 銼刀各部名稱如圖3-9 所示。銼刀刀邊之一邊有單切齒,另一邊無切齒者,稱為安全邊,銼削工件直角時,可將安全邊向垂直面,如此可避免銼傷已加工之垂直面,如圖3-10 所示。銼刀斷面中間常做成微凸狀,如圖3-11 所示,使銼刀容易將工件面銼平。舌是用來套接銼刀柄的部位。
3-3 銼刀的種類與規格
3-3 銼刀的種類與規格 2 銼刀種類 銼刀常以銼刀長度、斷面形狀、切齒形式、切齒粗細等為分類的依據,茲簡述如下: 1 依銼刀長度分類 圖3-12 組合銼刀(12 支組)銼刀長度以銼刀刀端至刀根的距離表示之,如圖3-9 所示。銼刀長度尺寸自100mm(4")~400mm(16")每隔50mm(2")有一支,長度小於100mm 以下之銼刀,常數支組成一套,每支斷面形狀皆不相同,稱為組合銼刀(set files)或什錦銼刀,如圖3-12 所示。組合銼刀常用者有5、8、10、12 支組等,適用於銼削細小部位或較精密的工作。
3-3 銼刀的種類與規格 2 依銼刀斷面形狀分類 銼刀依斷面形狀基本上分為平銼、方銼、三角銼、圓銼、半圓銼五種,茲分述如下: 平銼 平銼(flat files)如圖3-13(a)所示,為銼削工作最常用之銼刀,其切齒為雙切齒,由刀根向刀端厚度漸薄,寬度漸窄,且兩側邊都有切齒,適於銼削平面。另有由刀根至刀端寬度不變之手銼(hand files),手銼如圖3-13(b)所示,有一側邊無切齒者為安全邊,切齒為雙切齒,手銼適用於平面之修整與外圓之銼光。無論平銼或手銼其斷面形狀皆呈長方形。
3-3 銼刀的種類與規格 方銼 方銼(square files)如圖3-14 所示,斷面形狀為正方形,切齒為雙切齒,方銼四面都有切齒,適用於溝槽、方孔、鍵槽等銼削。
3-3 銼刀的種類與規格 三角銼 三角銼(berrette file)如圖3-15 所示,斷面形狀為三角形,切齒為雙切齒,三角銼三面都有切齒,適用於大於60°之角度銼削。
3-3 銼刀的種類與規格 圓銼 圓銼(round files)如圖3-16所示,斷面形狀為圓形,其切齒為雙切齒,適用於較小圓孔之擴孔與凹曲面之銼削。
3-3 銼刀的種類與規格 半圓銼 半圓銼(half round files)如圖3-17 所示,斷面成半圓狀,平面之切齒為雙切齒,半圓面之切齒為雙切齒或單切齒,適用於平面銼削、較大圓孔之擴孔及凹曲面之銼削。
3-3 銼刀的種類與規格 3 依銼刀切齒形式分類 銼刀依切齒形式分為單切齒、雙切齒、棘切齒、曲切齒四種,茲分述如下: 單切齒 單切齒(single-cut)如圖3-18(a)所示,是切齒銼刀面上切割成單排平行切齒,切齒與銼刀邊形成65°~85°。單切齒銼刀銼削時,較不易積屑,適用於精銼削。
3-3 銼刀的種類與規格 雙切齒 雙切齒(double-cut)又稱交錯齒,如圖3-18(b)所示,是銼刀面上切割成二排互相交錯的平行切齒。向右上方傾斜之切齒與銼刀邊成70°~80°,切齒較粗,主要作用為銼削。另一向左上方傾斜之切齒與銼刀邊成40°~45°,切齒較細,主要作用為排屑。雙切齒銼刀適用於需銼削量大之銼削。 棘切齒 棘切齒(rasp-cut)如圖3-18(c)所示,為一排排突起之切齒。適用於銼削極粗糙之表面或軟材料,如木材、皮革、塑膠…等。 曲切齒 曲切齒(curved-cut)成弧狀,如圖3-18(d)所示。不容易積屑,適合於軟金屬之銼削,如銅、鋁…等。
3-3 銼刀的種類與規格
3-3 銼刀的種類與規格 4 依銼刀切齒粗細分類 切齒粗細係以每25.4mm(1 吋)切齒數表示,通常分為粗切齒(bastardcut)、中切齒(second-cut)、細切齒(smooth-cut)、特細切齒(dead smoothcut)等四種,如圖3-19 所示。比較銼刀切齒粗細時,應以同長度尺寸之銼刀為基準,不同長度尺寸之銼刀粗細無法作比較,如長度250mm銼刀,其中切齒比長度100mm 銼刀粗切齒還粗。換言之如同為粗切齒之銼刀,長度愈長者,其切齒愈粗。切齒愈粗則銼削量較大,光度較差,反之切齒愈細則銼削量較小,光度較好。
3-3 銼刀的種類與規格 3 銼刀的規格 銼刀規格以長度、切齒粗細、斷面形狀、切齒形式表示之,如150mm粗、平銼、雙切齒。
3-4 銼削姿勢與銼刀使用方法 銼削工作要做好銼削前的準備工作,如銼刀選用、銼刀柄的裝置、銼刀握持等與銼削基本姿勢、銼刀使用法都相當重要,今分項敘述如下: 1 銼削前準備工作 1 銼刀選用原則 1.依工件加工形狀,選用適合的銼刀,如銼平面、凹槽、內孔…等。 2.銼削軟金屬應選用粗切齒銼刀,以利排屑。銼削硬金屬則應選用中切齒或細切齒銼刀,銼齒較不易崩裂。 3.大量銼削之粗加工,應選用粗切齒銼刀。精加工則應選用中切齒或細切齒銼刀。特別光滑面之加工,應選用特細切齒之銼刀。 4.一般銼削選用雙切齒銼刀,精銼削選用單切齒銼刀。
3-4 銼削姿勢與銼刀使用方法 2 銼刀柄之裝卸 將銼刀舌部位插入銼刀柄之孔內時,以一手握住刀端,一手握住銼刀柄,將銼刀由高處向下衝擊刀柄,使銼刀舌部頓入銼刀柄內,如圖3-20(a)所示。拆卸銼刀柄時,如圖3-20(b)所示,將銼刀朝箭頭方向衝撞,即可卸下銼刀柄。圖3-20(c)為銼刀柄裝置後之正確情形。裝卸銼刀時,與刀端接觸之手,可戴棉手套或墊以布塊以防刮傷。
3-4 銼削姿勢與銼刀使用方法 3 銼刀之握持 銼刀握持時,將銼刀柄放入右手掌中凹陷部位,大拇指置於銼刀柄上方,四指則自下方輕握銼刀柄,如圖3-21(a)所示。左手四指彎曲靠於刀端底面,手自然彎曲,拇指壓於刀端上面,如圖3-21(b)所示。雙手握持銼刀的樣式,如圖3-21(c)所示。
3-4 銼削姿勢與銼刀使用方法 2 銼削基本姿勢 1.右手握持銼刀柄,站於虎鉗前方,將銼刀前端置於工件銼削位置,並使工件、銼刀、手肘成一直線,且同在一水平高度上,手肘應輕靠腹側,二腳跟站立寬約15cm,如圖3-22 所示。 2.左腳向前跨出約一步距離(此距離可隨工件夾持之高度,人之身高做適度調整),左腳尖並微向內面彎曲約15°~30°,右腳保持與工件、銼刀、手肘形成之直線約70°~80°,如圖3-23 所示。左膝部保持伸直,右腳亦保持伸直。左手依圖3-21(b)所示,握持銼刀前端,左臂自然彎曲,右手肘輕靠腹側,身體上半身微微前傾。
3-4 銼削姿勢與銼刀使用方法
3-4 銼削姿勢與銼刀使用方法 3.保持水平推出銼刀,上半身跟著向前,左、右手給予銼刀之壓力如圖3-24 所示,銼刀逐漸前推,左手壓力隨之相對減小。左膝部向前彎曲,右腳仍保持伸直,二腳形成前弓後箭,如圖3-25所示。 4.拉回銼刀(銼刀應稍提高),恢復銼削前原姿勢,如圖3-23 所示。 5.重複3、4 項動作,反覆銼削,並維持每分鐘50~60 次均勻之銼削速度。銼削面應盡量伸長,並以身體的力量來銼削。
3-4 銼削姿勢與銼刀使用方法
3-4 銼削姿勢與銼刀使用方法 3 銼刀使用法 銼刀在銼削平面時,常用之銼削方式有直銼法、斜銼法、推銼法、部位銼法等,茲分述如下: 1 直銼法 直銼法是銼刀前後直線銼削,如圖3-26 所示。因銼痕一致,故有較光滑之工件表面,常用在工件面之精銼。若以直銼法先後由工件右前45°及左前45°方向之銼削,謂之交叉銼法,如圖3-27 所示。常用於工件較大平面之粗銼,此法較易將平面銼平。
3-4 銼削姿勢與銼刀使用方法
3-4 銼削姿勢與銼刀使用方法 2 斜銼法 斜銼法如圖3-28 所示,銼刀向右前45°方向銼削,用於較薄工件面之銼削。
3-4 銼削姿勢與銼刀使用方法 3 推銼法 推銼法如圖3-29 所示。是將雙手握住銼刀二端,水平放置於工件面,雙手平均下壓,並沿工件面水平直線往復銼削,此法較適於精銼面細長之工件。
3-4 銼削姿勢與銼刀使用方法 4 部位銼法 將銼刀長度中間放置於平面凸出部位,採直銼法將凸出部位修平,謂之部位銼法。此法常使用之銼刀為平銼、方銼、三角銼。銼削時,左手掌輕壓銼刀與凸出部位上方,右手水平推出銼刀,但行程應短,如圖3-30 所示。此法較易將平面凸出部位修平。
3-5 真平度、垂直度、平行度、傾斜度 與角度之量測 1 平面銼削與測量 1 平面銼削 以銼削75×75mm 之面寬材料為例,說明平面銼削之要領。 1.以舊平銼刀、平銼刀刀端或有銼齒之銼刀邊,先將平面之黑皮(氧化層)刮除,如圖3-31 所示。
3-5 真平度、垂直度、平行度、傾斜度 與角度之量測 2.選擇300mm(12“)粗平銼刀或方銼3-27 所示。同時以直尺、紅丹油檢查平面是否銼平。 3.若平面不平時,凸出部位可以平銼、方銼或三角銼,採部位銼法,將凸出部位銼除。亦可以方銼或三角銼之弧形前端,修平凸出部位(銼削時,手握銼刀柄端微微上提),如圖3-32 所示。如此較易將平面銼平。 4.平面銼平後,以直銼法將銼削紋路修整為同方向。 5.以細銼或油光銼,採直銼法將平面修光,可得較光滑之銼削面。
3-5 真平度、垂直度、平行度、傾斜度 與角度之量測
3-5 真平度、垂直度、平行度、傾斜度 與角度之量測 2 平面測量
3-5 真平度、垂直度、平行度、傾斜度 與角度之量測 2.需更精確檢查平面時,可利用鑄鐵平板檢查。檢查前,先將工件毛邊去除,並將工件檢查面及平板擦拭乾淨,將紅丹油均勻塗於平板上薄薄一層,如圖3-34所示。 3.藉由工件平面與平板接觸,並作S 形移動後,檢視工件面紅丹油分布的情況,以判別工件面是否平直。沾有紅丹油的部位,即為平面凸出的部位,如圖3-34所示,可以部位銼法將凸出的部位銼除,直至紅丹油均勻布滿工件面八成以上,則表示工件面之真平度良好。
3-5 真平度、垂直度、平行度、傾斜度 與角度之量測 2 垂直面銼削與測量 1 垂直面銼削 銼削垂直面之前,必須有一已加工完之平直面,作為基準面,以此面為基礎,再銼削相鄰一面與其垂直。垂直面銼削要領如下: 1.先完成一加工面A,作為銼削垂直面之基準面。 2.以角尺如圖3-35 所示劃線,作為銼削垂面之參考線(熟練者,此步驟可省略)。 3.如前述銼削平面方法,銼削相鄰一面,邊銼邊以角尺檢查,使其與基準面A 垂直。
3-5 真平度、垂直度、平行度、傾斜度 與角度之量測 2 垂直面測量
3-5 真平度、垂直度、平行度、傾斜度 與角度之量測 2.將角尺之樑及工件之基準面A 置於平板上,以角尺之葉片慢慢貼近與工件基準面A 垂直之面B,如圖3-37 所示,藉由接觸面是否透光,以判斷B 面是否垂直於A 面。 3.將角板及工件置於平板上,工件之基準面A 貼緊角板垂直面,再將紅丹油塗於平板上薄薄一層,將工件與角板一齊在平板上滑動,藉由工件B 面紅丹油分布情況,判定B 面是否垂直於A 面,如圖3-38 所示。
3-5 真平度、垂直度、平行度、傾斜度 與角度之量測 3 平行面銼削與測量 1 平行面銼削 平行面銼削前,需具有一已加工完之平面,作為基準面,以此面為基礎,再銼削另一面,使之與基準面平行。平行面銼削要領如下: 1.先完成一加工面A,作為銼削平行面之基準面。 2.工件基準面A 置於平板上,以高度規劃平行線,如圖3-39所示,以作為銼削平行面之參考線。(此步驟熟練者可省略) 3.如前述銼削平面之方法,銼削平面,且邊銼邊檢查,使之與基準面平行(當銼削材料較多時,可採用如圖3-40 所示,先將兩邊倒角,再將中間多餘的材料銼除,此法工作速度較快)。
3-5 真平度、垂直度、平行度、傾斜度 與角度之量測
3-5 真平度、垂直度、平行度、傾斜度 與角度之量測 2 平行面測量
3-5 真平度、垂直度、平行度、傾斜度 與角度之量測 2.將針盤指示錶(針盤量錶)與工件置於平板上,如圖3-42 所示。由針盤指示錶刻度盤指針可讀出二面之平行度,亦即一平面是否平行於基準面A。
3-5 真平度、垂直度、平行度、傾斜度 與角度之量測 4 角度銼削與測量 1 角度銼削 角度銼削亦需先有一基準面,以此面為基準,銼削另一面與基準面成某一角度,今以銼削角度45°為例,簡述其銼削要領如下: 1.先完成一加工面A ,作為銼削45°角之基準面。 2.以量角器、組合角尺、萬能測角儀三者之一,劃出與基準面A 成45° 之線,亦即其夾角為45°,如圖3-43 所示。
3-5 真平度、垂直度、平行度、傾斜度 與角度之量測 3.如前述銼削平面之方法,銼削與基準面A 成45°之面,且邊銼邊以上述劃線之量具檢查,直至其與基準面A 成45°角。
3-5 真平度、垂直度、平行度、傾斜度 與角度之量測 2 角度測量
3-5 真平度、垂直度、平行度、傾斜度 與角度之量測 5 工件測量 銼削工件每一尺寸時,尺寸是否合於標準,可利用量具檢查,如圖3-45 為例,說明其尺寸之測量。測量前,應先去除毛邊,並將工件擦拭乾淨。
3-5 真平度、垂直度、平行度、傾斜度 與角度之量測 1.圖上欲測量之尺寸共有(A)、(B)、(D)、(E)、(F)等。 2.(A)、(B)為外側長度尺寸,可選用游標卡尺,如第1 章圖1-74 所示之外側測量方法測量。 3.(D)、(E)為段差尺寸,可選用游標卡尺,如第1 章圖1-80 所示之段差測量方法測量。 4.(F)尺寸為平行度,可選用針盤指示錶,配合平板,如第3 章圖3-42 所示之測量方法測量。
3-5 真平度、垂直度、平行度、傾斜度 與角度之量測 6 銼削工作應注意事項 1.使用銼刀時,應套柄使用。 2.勿以銼刀面去銼除工件黑皮或鑄件表面,以免鈍化。 3.勿將銼刀當鎚子、起子使用,以免折斷或鈍化。 4.銼刀應保持清潔,常以銅刷順切齒方向刷除切屑,如圖3-46 所示。
3-5 真平度、垂直度、平行度、傾斜度 與角度之量測 5.夾持已加工平面工件時,應使用鉗口罩。 6.勿用手去觸摸銼削面,以免再銼削時,容易打滑。 7.銼刀沾有油污時,可塗以粉筆,再以銅刷,刷除乾淨。 8.銼削長薄工件時,工件夾持勿高出鉗口太多,以免銼削時,產生震動。 9.銼刀收存時,勿堆疊在一起,以免互相碰撞,造成銼齒崩裂。 10.銼削前,於銼刀面上塗上粉筆,則銼削時,切屑較易脫落。
3-5 真平度、垂直度、平行度、傾斜度 與角度之量測