第3章 划线
3.1 常用的划线工具及操作要点
根据图样或实物的尺寸，准确地在工件（或毛坯）表面利用划线工具划出加工界线的操作叫划线。划线是钳工的基本操作技能之一。对机械加工来说，划线主要有以下方面的作用：①明确表示出工件的加工位置及加工余量，使机械加工有明显的尺寸界线；②便于复杂工件在机床上的安装，可按划线找正定位；③检查毛坯形状及尺寸是否符合图样要求，避免后续加工造成废品；④对一些局部存在缺陷的毛坯，有时可通过划线用借料的方法来进行补救，免其报废。
划线除了要使划出的线条均匀清晰之外，最重要的是要保证尺寸准确。划线发生错误或精度太低时，都可能造成加工错误而使工件报废。由于划出的线条总是有一定的粗细，同时所使用的工具和量取的尺寸难免存在一定的误差，所以划线不能达到绝对准确。一般说来，划线的精度应控制在0.25～0.5mm范围内。因此，要求操作人员必须要熟练地掌握各种划线工具的操作和使用。此外，还要经常通过测量来确定工件的尺寸是否符合图样的要求。
根据所起作用的不同，划线工具分为直接划线工具（用于划线操作的工具）、划线支持工具（用于划线时放置和夹持工件的工具）和划线辅助工具（用于辅助划线操作的工具）三类。
3.1.1 直接划线工具的种类及操作要点
常用的直接划线工具有：划线平台、划针、划规、长划规、特殊圆规、定心规、划线尺架、高度游标卡尺、直角尺、划针盘和样冲等。
1.划线平台
划线平台（又称划线平板）是划线工作的基准工具，它是一块经过精刨和刮削等精加工的铸铁平板。工作面的精度分为6个等级，有000、00、0、1、2和3级。一般用来划线的平板精度为3级，000、00、0、1和2级用作质量检验。
由于平板表面的平整性直接影响划线的质量，因此要求平板水平放置，平稳牢靠。平板的各个部位要均匀使用，以免局部地方磨凹，而且不得碰撞和在平板上锤击工件。平板要经常保持清洁，用毕应擦拭干净、涂油防锈，并应按规定定期检查、调整和研修（局部），使其保持水平状态，保证平面度不低于国家标准规定的3级精度。
2.划针
划针是用来在钢板表面划出凹痕线段的工具，如图3-1a所示。划针通常采用直径为4～6mm、长为200～300mm的弹簧钢丝或高速钢制成。划针的尖端必须经过淬火，以提高其硬度，或者在划针尖端处焊一段硬质合金，然后刃磨，以保持锋利。
图3-1 划针及其使用
a）划针的结构 b）划针的使用
划针的刃磨角度为15°～20°（见图3-1a）。用钢丝制成的划针用钝后需要重磨，重磨时要边磨边用水冷却，以防针尖过热退火而变软。使用时，用右手握持划针，使针尖与直尺底边接触，针杆向外倾斜15°～20°，同时向划线方向倾斜45°～75°，如图3-1b所示。
划线时，应使用均匀的压力使针尖沿直尺移动划线，线条应一次完成，不要反复划，否则线条变粗、不重合或模糊不清，会影响划线质量。
3.划规
划规是用于在钢板表面划圆弧、求圆心、划垂线或分段测量长度的工具。常用的有普通划规（见图3-2a）、扇形划规（见图3-2b）和弹簧划规（见图3-2c）等几种。
1）普通划规。普通划规张开、闭合调节比较方便，适用于量取变动的尺寸。
2）扇形划规。扇形划规由于刚性较好，故常用于分段测量毛坯的尺寸。为避免工作中受振动而使扇形划规张开的角度发生变化，使用时可用锁紧螺母将两脚固定。
3）弹簧划规。弹簧划规张开的角度是用螺母进行调节的，两脚尖的张开角度在工作中不易变动，常在分段测量光坯的尺寸时使用。
划规一般采用45钢制成，其两脚要保证长短一致，脚尖能合拢靠紧，以便能划较小的圆或圆弧。为了保证脚尖锋利，可对其进行热处理淬火，或者在两脚端部焊上一段硬质合金，以提高其耐磨性。
使用普通划规时，右手大拇指与其他四指相对捏住划规上部即可，如图3-2d所示。划圆或圆弧时，需将作为旋转中心的一个脚尖插在作为圆心的孔眼（或样冲眼）内定心，并施加较大的压力，另一脚则以较轻的压力在材料表面划出圆或圆弧，这样可保证中心不会移动，如图3-2e所示。
用划规划圆时，应通过钢直尺量出所划圆或圆弧的半径，先试划一小段圆弧，再用钢直尺检查圆弧半径值：如果半径值正确，就可以接着划圆和圆弧；如果不正确，就要调整半径值。为安全起见，每次只按顺时针划出1/4（90°）圆的圆弧段，然后对工件或划规作一个角度的调整，接着再划出后续1/4圆弧段，分4次逐段划出整个圆，如图3-2f所示。
图3-2 划规及其使用
a）普通划规 b）扇形划规 c）弹簧划规 d）普通划规的使用 e）、f）划圆或圆弧的操作
4.长划规及特殊圆规
长划规俗称梁圆规、长杆划规等，是划大圆、大圆弧、垂线或分段测量长线段的工具。长划规以硬质木板（厚度为12～20mm，宽为30～40mm，长为1000～3000mm）或表面光洁的钢管作长杆，在长杆上套两只可以移动并调节的圆规脚，圆规脚上安装有锁紧用的紧固螺钉，如图3-3所示。
图3-3 长划规
用圆规划圆时，圆规两针尖要在同一平面上，如果两针尖不在同一平面上，则针尖间的距离就不是所划圆的半径。如果由于零件形状的限制，圆规两针尖不能在同一平面内时，这时若要划出半径为r的圆，则两针尖的距离应调整为R=r2+h2，其中h为两阶梯表面的垂直距离（参见图3-4）。
当h较大时，由于圆规定心针尖不能顶在样冲眼的中心，所以划出的圆是有误差的。此时，可采用图3-5所示的特殊圆规划圆。这种圆规的一只脚可调节长短，两脚间距可平行移动。
图3-4 在阶梯表面上划圆
图3-5 特殊圆规
5.定心规
定心规是用来确定孔、轴类工件中心线的划线工具。定心规与直角尺或V形铁、方箱配合可划出工件的十字中心线。定心规结构如图3-6a所示，其划线操作如图3-6b所示。
图3-6 定心规的结构及其划线操作
a）定心规的结构 b）定心规的划线操作
用定心规划轴中心线，关键的是要将定心规相邻的两工作面靠住所划工件轴的外圆（见图3-6b），用划针沿定心规直尺划一条线，再将中心规转过90°划一条线，这时工件两端面上的两个交点的连线，即为轴中心线。
6.划线尺架
划线尺架是用来夹持钢直尺的划线辅助工具，有固定尺架和可调尺架两种。图3-7所示为可调尺架的结构。
划线尺架是与划针盘配合使用的工具，其划线精度为±0.2mm，主要用于毛坯的划线。用划针盘进行划线时，要在划线尺架上度量出所需要的高度尺寸。使用划线尺架时，首先要保证钢直尺的底部端面一定要与平台工作面接触，然后拧紧锁紧螺钉固定钢直尺。
7.高度游标卡尺
高度游标卡尺（又称为高度划线尺）实际上是高度尺和划针盘的组合，它是用来测量高度和划线的量具，其结构如图3-8所示，技术参数见表3-1。
图3-7 可调尺架
1—底座 2—立杆 3—滑块 4—粗调螺钉 5—连接杆 6—微调螺钉
图3-8 高度游标卡尺的结构
1—硬质合金刀尖 2—刀体 3—尺脚 4—微调手轮 5—尺身 6—微调装置 7—锁紧螺钉 8—游标 9—尺座
表3-1 高度游标卡尺的技术参数（单位：mm）
使用高度游标卡尺进行划线操作时，首先应进行尺寸调整。调整时，左手的大拇指与其他四指相对，捏住尺座底部，尺身呈水平状态并与视线相垂直（见图3-9a）。调整方法是：首先旋松游标和微调装置上的锁紧螺钉，右手移动游标粗调尺寸，然后拧紧微调装置上的锁紧螺钉，通过微调手轮移动游标精调尺寸，最后拧紧游标上的锁紧螺钉。
图3-9 高度游标卡尺的握法
a）调整尺寸时的握法 b）划线时的握法
划线操作时，用右手的大拇指与其他四指相对，捏住底座两侧（见图3-9b），使刀尖与被划工件表面的夹角呈45°左右，并要自前向后地拖动尺座进行划线，同时还要适当用力压住尺座，防止出现尺座摇晃和跳动。
精密划线时，还应检查刀尖和游标的零位是否准确。检查方法是：首先移动游标下降，使刀体的下刀面与平台工作面接触（见图3-10），然后观察游标的零位与尺身的对齐状况，如果误差较大，则要通过尺座的尺身调整装置对尺身进行相应调整。
应该说明的是，高度游标卡尺是一种精密工具，主要用于半成品划线，不得用于毛坯划线。当刀尖用钝后，需要进行刃磨。刃磨时注意只能刃磨上刀面（斜面），两个侧面和下刀面（基准面）不要刃磨，如图3-11所示。
图3-10 检查刀尖和游标的零位
图3-11 刃磨刀尖
若使用时，不小心碰坏了硬质合金划线脚的一角，可细心地用碳化硅砂轮修磨其侧面，以保持划线脚的锋利。高度游标卡尺不用时应涂好防锈油妥善保管。
8.直角尺
直角尺既可用来检验工件装配角度的准确性，也可用作划线的导向工具。划线时，可先用钢直尺和划针确定出尺寸位置（划一段短线），然后再用直角尺和划针配合划出完整线段。注意要以尺座的内基准面紧贴工件的一个基准面，这样才能保证划线时的导向准确性，如图3-12所示。
9.划针盘
划针盘是用来进行立体划线和找工件位置的工具，分为普通式（见图3-13a）和可调式（见图3-13b）两种，由底座、支杆、划针和夹紧螺母等组成。划针盘的直头端常用来划线，弯头端常用来校正工件的位置。
图3-12 直角尺划线操作
划线时，用右手的大拇指与其他四指相对，捏住底座两侧，并应使划针尽量处于水平位置，不要倾斜太大角度；划针伸出的部分应尽量短些，这样划针的刚度较好，不易抖动；划针要夹紧，避免尺寸在划线过程中变动。在移动底座时，一方面要将针尖靠紧工件，并使划针与工件的划线面之间沿划线方向倾斜一定角度；另一方面应使底座与平台台面紧紧接触，无摇晃或跳动现象。因此，要求底座与平台的接触面应平整、干净。
图3-13 划针盘
a）普通式 b）可调式
10.样冲
样冲是用于在钢板上冲眼的工具。为使钢板上所划的线段能保存下来，作为加工过程中的依据和检查标准，需在划线后用样冲沿线冲出小眼作为标记。在使用划规划圆弧前，也要用样冲先在圆心上冲眼，作为划规脚尖的定心。
样冲用高碳钢制成，呈圆柱形，其尖端磨成45°～60°的锐角，并经过淬火（顶端不淬火）处理。
使用样冲时，应用左手大拇指与食指、中指和无名指相对捏住冲身（见图3-14a）。冲点时，先将样冲尖端置于所划的线或圆心上，使样冲倾斜一定角度（见图3-14b），然后将样冲竖直，用锤子轻击顶端，冲出孔眼。冲眼在直线段上可冲得稀些，曲线段上应冲得密些；在粗糙面上应冲得密些、锥坑直径大些，在光面上可冲得稀些、锥坑直径小些。具体可参考表3-2操作。
图3-14 样冲的操作
a）样冲的握法 b）样冲的冲点
表3-2 冲眼操作的技术参数
3.1.2 划线支持工具的种类及操作要点
除划线工具外，在划线时还需要各种支持工具，如V形铁、划线方箱、角铁、千斤顶和垫铁等对所划工件进行支持，以保证划线的准确及操作的便捷。
1.V形铁
V形铁是划线操作中用于支承轴、套类工件的基准工具，其结构如图3-15所示，分为固定式V形铁（见图3-15b）和可调式V形铁（见图3-15c）两类，其V形槽的两工作面一般互成90°或120°夹角。
通常情况下，V形铁都是两块配合使用，这样可以使工件放置平稳，保证划线精度。
图3-15 V形铁的结构及使用
a）支承工件 b）固定式V形铁 c）可调式V形铁
2.千斤顶
千斤顶是划线操作中主要用于支撑形状不规则工件的辅助工具。千斤顶种类较多，常用的有顶针千斤顶（见图3-16a）和V形槽千斤顶（见图3-16b）等。
千斤顶用来支承较大的工件，其支承高度可以调节。调整工件高度时，可用圆棒插入插孔进行左右旋转，以使顶尖升降（此时要特别注意升降的极限位置）。V形槽千斤顶主要用于支承工件的圆柱面。划线前应通过调节支承不同位置的千斤顶高度并找正来使工件的位置符合划线的要求。
调节支承高度时，一般是3个千斤顶配合使用。
图3-16 千斤顶
a）顶针千斤顶 b）V形槽千斤顶
使用时，千斤顶底面要擦拭干净，安放平稳，不能摇动。当千斤顶用于支承圆弧面时，在所顶位置处应打一个较大的样冲眼，使千斤顶尖顶在样冲眼内，防止滑动。
3.G形夹头
G形夹头是划线操作中用于夹持、固定工件的辅助工具，其结构如图3-17所示。
4.方箱和角铁
（1）方箱 方箱一般由铸铁制成，形状为空心立方体或长方体，它是用于划线操作中的基准工具。其每个面均经过精加工，且相邻平面互相垂直，相对平面互相平行。方箱共有4个平面工作面和1或2个V形槽工作面，其结构如图3-18所示。
图3-17 G形夹头
图3-18 方箱的结构
1、2—V形槽工作面 3—V形压块 4—压紧螺杆 5—螺杆手柄 6—立柱 7—悬臂 8—锁紧手柄 9～12—工作面
划线时，轴、套类工件应放置在V形槽工作面内，并通过压紧螺杆和V形压块将其固定。较复杂的工件可用G形夹头夹于方箱上，再通过翻转方箱，将工件上互相垂直的线条全部划出来。需注意的是，翻转方箱时用力要稳、要轻，以免损伤方箱和平台工作面。
（2）角铁 角铁由铸铁制成，它的两个互相垂直的平面经刨削和研磨加工而成。划线时，角铁通常通过配套使用的G形夹头和压板将工件紧压在角铁的垂直面上，如图3-19所示。
图3-19 角铁的结构及使用
1—角铁 2—工件 3—G形夹头 4、5—压板
5.垫铁
垫铁是划线操作时用于支承工件的辅助工具，主要用于不便使用千斤顶的部位。常用的垫铁有楔形垫铁（见图3-20a）和可调V形垫铁（见图3-20b）。
楔形垫铁只能作少量的高度调整。在调整高度时，敲击垫铁的力量要适当。
可调V形垫铁主要用于支承工件的圆柱面。V形垫铁可通过调节螺杆来进行高度调整。
图3-20 垫铁
a）楔形垫铁 b）可调V形垫铁
3.1.3 划线辅助工具的种类及操作要点
除划线工具、划线支持工具外，划线时有时还需要用到一些辅助工具，如木条、铅条和尼龙线等。
1.木条
将木条打入空心件的孔内，可用于工件找中心和划圆或划曲线。为使中心点准确，应预先在木条的中心部位钉一块铁皮。
2.铅条
铅条具有较好的塑性，用它打入小型工件孔内，可用于找中心点和划圆。
3.可调中心顶
可调中心顶由四方螺母、角钢和调节螺钉组成，其结构、形状如图3-21所示。可调中心顶一般用于大型工件的内孔划线，它的特点是重量轻，使用方便。
图3-21 可调中心顶
4.尼龙线
尼龙线具有抗拉强度大，质量轻，好收藏等优点。尼龙线是大件划线的有效工具之一，用它可以代替平尺划长线。使用时拉直尼龙线，按线划出若干点，再用长钢直尺或平尺将这些点分段划出即可。
5.线坠
线坠的形状和结构如图3-22所示。
图3-22 线坠
1—尼龙线 2—坠帽 3—坠头
线坠的用途和直角尺相似，它由一个钢制坠头、坠帽和尼龙线组成。使用线坠时，应使坠头的顶尖和尼龙线重合于一条直线上，且坠帽上穿过尼龙线的孔只能等于或稍大于尼龙线的直径。由于线坠体积很小，质量轻，高度可任意调节，适应性很强，故是在大型工件上划线的有效工具之一。例如，利用线坠划铅垂线，其方法是悬挂线坠时应使尼龙线尽量靠近被划工件表面，但不要和被划面上的任何一点接触，然后用划针按尼龙线所示位置直接在被划面上划出两点，再用钢直尺对准这两点连线，该线就是铅垂线。
6.中心支架
中心支架是用来给大型空心工件确定中心点的一种比较理想的工具。由于其筒体底部的中心和顶盖的中心是一致的，所以它可以将平台上的工件中心点引到所需要的空间高度，反过来，也可将位于空间上的工件中心点投影到平台表面。
中心支架的结构如图3-23所示。其从顶盖到筒体底部各段严格同心，且筒体下段底面与中心线严格垂直。中心支架下段最大外圆部的直径为250mm，筒体的上段和中段可通过在长槽内滑动来调节高度，高度的调节范围是400～1000mm，还可通过拧紧螺钉来固定筒体各段的高度，同时防止筒体转动。
7.分度头
分度头用来划轴类或盘类工件的中心线和等分线十分准确方便。划线时也可直接使用卡盘圆周上的刻度进行分度或等分。
图3-23 中心支架
1—顶盖 2—筒体上段 3—筒体中段 4—拧紧螺钉 5—筒体下段
8.划线涂料
为使划出的线条清晰可见，划线前应在零件需划线部位的表面涂上一层薄而均匀的涂料。常用划线涂料的配方和应用见表3-3。此外，对于表面粗糙的大型毛坯，划线时也可用粉笔来代替石灰水。
表3-3 划线涂料的配方和应用
①紫色水配方中的百分数均为质量分数。