可調心劃線盤的設計與應用

甘永建，張彩珠，溫漢江

韶關市技師學院 廣東韶關 512023

1 序言

加工余量不多的內孔和外圓時，通常要進行劃線，特別是氣割過的工件。劃線的目的主要是：①分配加工余量。②找出上個工序的廢品。常規的劃線是墊實工件內孔，找到中心再進行劃線，由于工件內孔尺寸相差較大并且不規整，就會造成操作繁瑣、生產效率不高。

我校實訓中心曾有批外協法蘭產品，法蘭毛坯外圓和內孔是用手工氣割加工出來的，法蘭毛坯如圖1a所示，法蘭的加工圖樣如圖1b所示。

圖1 法蘭

2 零件分析

1）毛坯的外圓和內孔的同軸度誤差較大，工件裝在車床卡盤上跳動厲害。

2）毛坯的外圓和內孔直徑尺寸誤差較大，達2mm多。

3）毛坯的外圓和內孔圓度誤差較大，最大誤差達到3mm。

4）毛坯都有氣割坡度，造成毛坯的外圓和內孔圓柱度誤差較大。

5）毛坯的外圓和內孔加工余量小，理論上單邊只有3mm。

法蘭的設計精度雖不高，但法蘭毛坯內、外圓不規整且不同軸、有工藝殘留的坡度，給加工帶來一定的困難。

3 對傳統的劃線工藝進行分析

加工法蘭時傳統的劃線工藝是在毛坯內孔中間墊木頭或木板，利用鋼尺找出內孔中心，然后以內孔中心為基準點輕輕劃圓，觀察所劃的內外圓是否在法蘭毛坯內。如果不在毛坯內或者加工余量不均勻，就要對中心點進行調整，使所劃的內外圓必須在法蘭毛坯內并盡量保證加工余量均勻，否則給加工帶來困難甚至報廢。使用過的木頭或木板留有凹點，不利于重復使用。基于這種情況，只要有了劃線所用的中心點，并且可以重復使用，問題就解決了。

4 可調心劃線盤的結構

可調心劃線盤的結構如圖2所示。

圖2 可調心劃線盤的結構

1）件7和件12兩個8mm導柱采用螺紋配合，作為縱向調整的導軌，與劃線下支架配合的孔直徑是8mm，二者是間隙配合。兩導柱的一頭加工成圓錐和球面，使導柱和工件內孔保持點接觸，為了保證導柱與毛坯內孔支撐牢固，在件7的表面上加工4個小孔，利用小扳手便于轉動，如圖3所示。小扳手如圖4所示。件12如圖5所示，為了拓展工裝的使用范圍，可以根據需要將導柱加工成多種長度。

圖3 在8mm導柱的表面上加工4個小孔

圖4 小扳手

圖5 8mm導柱

2）劃線下支架和劃線上支架采用鋁合金加工，采用單邊燕尾槽配合。燕尾可采用線切割加工。為了增加鎖緊力和保護燕尾斜面，在燕尾槽內增加1mm厚的銅片。

3）在劃線上支架上表面安裝量角器，量角器的0°直徑線和導柱孔中心線平行，用兩個螺釘固定。

4）劃線鋼尺和量角器采用銷軸并加碟形墊圈和平墊聯接，保證二者可以轉動又不會有太大間隙。劃線鋼尺的劃線面要和轉動銷軸中心在一條直線上，鋼尺的刻度線零點要與銷軸的中心重合。鋼尺可以采用激光切割加工輪廓，也可以使用標準的鋼板尺改造加工而成。

5）劃針滑塊采用鋁合金加工，為了增加鎖緊力和保護鋼尺，增加1mm銅片。直徑1mm的劃線小孔位置應和鋼尺劃線面相切，小孔倒大角，便于劃針和工件接觸劃線。通過小孔中心刻劃一條讀數線，此線要與鋼尺劃線面配合的工作面垂直。為了讀數，在劃針滑塊的一端開1個方孔，大小以看清鋼尺上的刻度為準。并在一側加工成斜面，以減小目測讀數誤差。在同一端加工1個螺孔，當劃針滑塊位置調整好后，用螺釘將其和鋼尺固定。劃針頭采用合金焊接，保證合金的尖部能順利插入1mm小孔。

5 可調心劃線盤的原理和使用方法

導柱的一端旋入導柱的螺紋孔內進行聯接，并安裝在下劃線盤的支架孔內，保證二者滑動自由且間隙不大。然后利用專用扳手轉動導柱使其支撐在內孔孔壁上，支撐位置要合適，盡量支撐在孔的直徑位置上，支撐后要保證鋼尺和工件表面平行，并有≤1mm左右的距離。調整轉動鋼尺的轉動中心，在通過導柱的垂面上，然后沿導柱方向調整鋼尺轉動中心，使其在導柱方向的中心上（轉動鋼尺在工件導柱方向劃線即可看出）。調整好后用螺釘固定，然后在導柱的垂直方向校對鋼尺轉動中心，如果不在工件的中心上可移動上支架，調整好后用螺釘固定。此時通過鋼尺刻度和量角器的刻度就可對被加工工件進行直徑和角度的劃線，劃角度線時劃針尖要緊貼鋼尺的劃線面，劃圓時將劃針插進直徑1mm的小孔內即可。

本工具劃線會有一定的誤差，但對于工件粗加工找正來說，其精度完全滿足要求。

6 可調心劃線盤的特點

1）結構簡單、制造容易、成本低。每個零件都是由畢業班的學生親自動手加工制作，量角器、導柱、鋼尺的材料等都是現有型材，緊固件都采用國家標準件，制作成本低廉。

2）操作方便。由于可調劃線盤自帶鋼尺和量角器，所以操作時不需要其他工具。

3）效率高，裝卸方便。由于調整中心時只有縱、橫兩個方向，工具裝卸時只需轉動導柱，所以劃線效率高。

4）適用性強，調節范圍大。支撐的內孔可以是圓孔也可以是其他形狀的孔，改變導柱的長度就可以擴大工具的使用范圍。

5）可調心劃線盤，特別適合小批量的生產和維修車間零配件制作。

7 設計可調心劃線盤注意事項

1）可調心劃線盤設計中，要根據零件的厚度和支撐孔的大小決定其上下支架及其相關零部件的相關尺寸，否則會造成劃線盤放不進去或無法支撐而不能使用。

2）劃線盤在工件內孔支撐后，如果劃線鋼尺與工件平面距離較大，劃針無法接觸工件劃線時，可將劃線小孔加大到與劃針桿外徑相同，使劃針可以穿過小孔伸出去劃線。孔與劃針桿間隙要盡量小，否則會產生較大的劃線尺寸誤差。

8 結束語

可調心劃線盤結構簡單、操作方便且成本低，在空心法蘭的生產中取得了良好的效果。