2.2 划线基本操作技术

在机械加工过程中，需要划线以便能进行后续加工的场合较多。按划线后，其后续用途的不同，划线可分为三类，即：在钢板或条料上进行的划线，供气割、剪切、锯断或机加工用；在铸、锻件毛坯上进行的划线，用以确定加工面的位置及孔的中心；在半成品零件上进行划线，用以确定精加工表面或孔的位置。而不论其使用场合、用途，按工件划线的复杂程度，划线可分为平面划线、立体划线两类。

零件所划的线都在同一个平面上，这种划线称为平面划线，此类划线比较简单；在零件三个相互垂直方向的各平面上和其他斜面上进行的划线称为立体划线，此类划线比较复杂。但不论多复杂的一个划线图形，其都是由直线、曲线、圆及圆弧等基本线条组成，根据所划线条在加工中的作用和性质，线条可分为基准线、加工线、找正线、检查线和辅助线五种，如图2-37所示。

① 基准线。划在工件表面，确定点、线、面之间相互位置关系所依据的线条称为基准线。

② 加工线。根据图样，划在工件表面，表示加工界限的线条称为加工线。

③ 找正线。划在工件表面，使工件在机床上处于正确位置时用于校正的线条称为找正线。一般是将基准线和检查线作为找正线。

④ 检查线。划在工件表面，用于加工后检查和分析加工质量的线条称为检查线。

⑤ 辅助线。加工线以外的线条均为辅助线。

2.2.1 划线基准的选择

划线尺寸主要分为定形尺寸和定位尺寸两种。用来确定线段的长度、圆弧的半径（或圆的直径）和角度的大小等的尺寸称为定形尺寸，而用于确定线段在工件表面中所处位置的尺寸称为定位尺寸。定位尺寸通常以工件形状的对称中心线、中心线或某一轮廓面作为基准来完成。划线实质上就是合理完成上述尺寸位置的冲点（样冲眼）操作过程。

无论划如何复杂的图样尺寸线，划线操作时首先需要选择工件上某个点、线或面作为依据，用来确定工件上其他各部分尺寸、几何形状和相对位置，这个过程称为确定划线基准。划线基准是指在零部件上起决定作用的基准面和基准线。确定好划线基准事实上也就是确定了大部分定位尺寸的基准。

设计图样中的零部件上用来确定其他点、线、面位置的依据，称作设计基准。划线时，一般应选择设计基准为划线基准。即：所选择的划线基准应与设计基准保持一致，这称为基准重合原则。遵循这一原则，能直接量取划线尺寸，简化尺寸换算，保证划线质量和提高划线效率。

（1）划线基准的类型

常见的划线基准类型有以下三种。

第一种：以相互垂直的两个平面（或直线）为基准。如图2-38所示样板，需划出外形高度、宽度和孔加工线。从图样上可以看出，其设计基准为两个相互垂直的底平面和右侧平面。因此，划出各加工线时，应以底平面和右侧平面为划线基准。否则，要进行尺寸换算，加工尺寸也难以控制。

第二种：以两条对称中心线为基准。图2-39所示盖板，需划出φ25mm的车削加工线和4个孔φ7mm的钻削加工线。从图样上可以看出，其设计基准为两条对称中心线。因此划线时，应以两条相互垂直且对称的中心线为划线基准，以保证各孔加工位置与毛坯边缘对称均匀，不致影响外观质量。若以B、C面为划线基准，不仅要进行尺寸换算，还可能影响工件外形的对称性。

第三种：以一个平面和中心线为基准。图2-40所示制动滑块，其设计基准为底平面和中心线。划高度方向的尺寸加工线时，应以底平面为划线基准；划宽度方向的尺寸加工线时，应以中心线为划线基准。若以A、B面为划线基准，不仅要进行尺寸换算，还难以保证工件外形左右方向的对称性。

（2）划线基准的选择

在划线操作过程中，划线基准的选择还应根据所划零件的加工状态来选择，即通过毛坯划线还是半成品划线来决定。

1）毛坯划线基准的选择

毛坯件划线不可避免地要选择不加工面作为划线的基准，并且该基准面还应有利于后续的找正、定位和借料等。这是因为毛坯件上要进行加工的面所留余量并不一定均匀，而且铸件的浇、冒口也留在加工面上，还有飞边、毛刺等，所以，加工面就不那么平整规矩。因此选择作为划线基准的不加工面，应能较好地保证在后续的划线中测定加工面的加工余量，并划出加工线来。为此，在决定坯件的划线基准时，有几个原则必须遵循。

① 尽量选择零件图上标注尺寸的基准（设计基准）作为划线基准。

② 在保证划线工作能进行的前提下，尽量减少划线基准的数量。

③ 尽量选择较平整的大面作为划线基准，以通过大面来确定其他小面的位置。因坯件按大面找正后，其他较小的各平行面、垂直面或斜面，就必然处在各自应有的位置上。否则，以小面定大面，则后续划线确定的大面很可能超出允许的误差范围。

④ 选择的划线基准应能保证工件的安装基准或装配基准的要求。

⑤ 划线基准的选择应尽量考虑到工件装夹的方便，并能保证工件放置的稳定性，保证划线操作的安全。

2）半成品划线基准的选择

凡经过机床加工一次以上，而又不是成品的零件称为半成品。半成品的基准面的选择主要有以下几个原则。

① 在零件的某一坐标方向有加工好了的面，就应以加工面为基准划其他各线。如图2-41所示，划轴承座d孔时，就要由加工好了的底面A往上量取尺寸l，划出孔的水平中心线。

② 在零件的某一坐标方向没有加工过的面，仍应以不加工面为基准划其他各线。如图2-41所示，水平中心线划出以后，孔的左右方向仍要按半径为r的不加工两侧面确定位置，保证孔有足够的加工余量。与此同时，还要照顾到两个侧面的对称性。

③ 同是加工过的几个面，要选设计基准面为基准面，以减少定位误差。或者选择尺寸要求最严的面为基准面。如图2-42所示，半离合器划键槽线就要以孔的中心为基准，而不要以d1外圆为基准划线。因为孔d2和基准面B是一次装夹加工的，外圆d1是调头装夹加工的，两个圆不完全同心。

④ 有个别工件，工艺或设计有特殊要求，指定要以某个面为基准、保证某一个尺寸等，这时就必须服从这些要求。

2.2.2 划线的找正与借料

找正和借料是划线中常用到的操作手段，主要目的是充分保证工件的划线质量，并在保证质量的前提下，充分利用、合理使用原材料，从而在一定程度上降低成本，提高生产率。找正是指利用划线工具（划线盘、直角尺等）使工件的待加工表面相对基准（不加工面）处于合适位置的操作过程。对于毛坯工件，在划线前一般都要进行找正。

当零件毛坯材料在形状、尺寸和位置上的误差缺陷，用找正后的划线方法不能补救时，就要用借料的方法来解决。借料就是通过若干次的试划线和调整，使各个加工面的加工余量合理分配，互相借用，从而保证各个加工表面都有足够的加工余量，而误差和缺陷可在加工后排除。

应该指出的是：划线时的找正和借料这两项工作是密切结合进行的。因此，找正和借料必须相互兼顾，使各方面都满足要求，如果只考虑一方面，忽略其他方面，是不能做好划线工作的。

（1）找正

划线过程中，通过对工件找正，可以达到以下目的：当工件毛坯上有不加工表面时，通过找正后再划线能使加工表面和不加工表面之间的尺寸得到均匀合理的分布；当工件毛坯上没有不加工表面时，对加工表面自身位置找正后再划线，能使各加工表面的加工余量得到均匀合理的分配。

根据所加工工件结构、形状的不同，找正的方法也有所不同，但主要应遵循以下原则。

① 为了保证不加工面与加工面间各点的距离相同（一般称壁厚均匀），应将不加工面用划线盘找平（当不加工面为水平面时），或把不加工面用直角尺找垂直（当不加工面为垂直面时）后，再进行后续加工面的划线。

图2-43为轴承座毛坯划线找正的实例。该轴承座毛坯底面A和上面B不平行，误差为f1，内孔和外圆不同心，误差为f2。由于底面A和上面B不平行，造成底部尺寸不正，在划轴承座底面加工线时，应先用划线盘将上面（不加工的面）B找正成水平位置，然后划出底面加工线C，这样底部的厚度尺寸就达到均匀。在划内孔加工线之前，应先以外圆（不加工的面）φ1为找正依据，用单脚规找出其圆心，然后以此圆心为基准划出内孔的加工线φ2。

② 如有几个不加工表面时，应将面积最大的不加工表面找正，并照顾其他不加工表面，使各处壁厚尽量均匀，孔与轮毂或凸台尽量同心。

③ 如没有不加工平面时，要以欲加工孔毛坯面和凸台外形来找正。对于有很多孔的箱体，要照顾各孔毛坯和凸台，使各孔均有加工余量而且尽量与凸台同心。

④ 对有装配关系的非加工部位，应优先作为找正基准，以保证工件的装配质量。

（2）借料

要做好借料划线，首先要知道待划毛坯材料的误差程度，确定需要借料的方向和大小，这样才能提高划线效率。如果毛坯材料误差超出许可范围，就无法利用借料来补救了。

划线时，有时因为原材料的尺寸限制需要利用借料，通过合理调整划线位置来完成。有时在划线时，又因原材料的局部缺陷，需要利用借料，通过合理调整划线位置来完成。因此，在实际生产中，要灵活地运用借料来解决实际问题。

图2-44为一支架，图2-44（a）为支架铸件毛坯的实际尺寸，图2-44（b）为支架的图样，需要加工的部位是φ40mm孔和底面两处。

由于铸造缺陷，φ32mm孔的中心高向下偏移，如果按图样以此中心高直接进行划线，则当底面划出5mm加工线后，φ32mm孔的中心高将跟着降低5mm，从62mm降到57mm，这样就与φ40mm孔的中心高60mm相比降低60-57=3（mm）。这时，φ40mm孔的单边最小加工余量为（40-32）/2-3=l（mm）。由于φ40mm孔的单边余量仅为1mm，可能导致孔加工不出来，使毛坯报废，如图2-44（c）所示。

为了不使毛坯报废，将采取借料划线的方法进行补救。为保证φ40mm孔的中心高不变，而且又有比较充足的单边加工余量，就只能向支架底面借料。底面的加工余量为5mm，如果向支架底面借料2mm，则φ40mm孔的单边加工余量可达到3mm，这样就使孔有比较充足的加工余量，而且支架底面还有3mm的加工余量，是能够满足加工要求的。由于向支架底面借料2mm，会导致支架总高增加2mm变为102mm，但由于顶部表面不加工，且无装配关系，因此不会影响其使用性能，如图2-44（d）所示。

2.2.3 万能分度头划线的操作

分度头是一种重要的铣床附件，也是钳工生产中常用的工具，特别用于划线操作。按其结构不同，一般可分为直接分度头、机械分度头和光学分度头三种。机械分度头又分为万能型（FW）和半万能型（FB）两种类型，通常采用万能分度头。万能分度头的规格主要是以夹持工件最大直径表示的，例如，FW250型万能分度头，F表示分度头，W表示万能型，250表示夹持工件最大直径为250mm。钳工常用的万能分度头的型号有FW200、FW250和FW320三种。

（1）万能分度头的结构

万能分度头的结构如图2-45所示。基座是分度头的主体，回转体可沿基座做水平轴线回转，同时也可以在垂直方向的-10°～110°范围内任意转动。刻度环套在主轴上，刻度环上刻有0°～360°的刻度，用来直接分度。分度盘的正反面上都有若干圈不同等分的小孔，作为分度定位时使用。不同形式的分度头配备的分度盘块数也不同，有配备一块、两块和三块的，各种分度盘的孔数如表2-8所示。

（2）万能分度头的传动系统

万能分度头的传动系统一般有三条传动路线，如图2-46所示。

第一条传动路线：当分度手柄10转动时，通过一对圆柱齿轮（i=1）和蜗杆副（i=1/40）使主轴1转动。

第二条传动路线：当动力由交换齿轮侧轴12输入时，经过一对交错轴斜齿轮7（i=1），使它跟与斜齿轮固定在一起的分度盘11旋转。若定位插销9插在分度盘孔中，因而又带动分度手柄10按照第一条传动路线使主轴1转动。

第三条传动路线：主轴后端装有交换齿轮心轴，用交换齿轮与主轴连接。转动分度手柄，使主轴按照第一条传动路线转动。又经过交换齿轮按照第二条传动路线使主轴转动，这样主轴的实际转数就是这两种传动的合成。

（3）万能分度头的分度原理

由图2-46所示万能分度头的传动系统可知，分度手柄转过40r，分度头主轴转过1r，即传动比为40∶1，40称为分度头的定数。定数也就是分度头内蜗杆蜗轮副的传动比。因此，工件等分数n的计算公式为

40∶1=n∶

n=

式中 n —分度手柄转过的转数；

40 —分度头定数；

Z —工件等分数。

（4）万能分度头的分度方法

万能分度头可用来对各种等分数及非等分数进行分度，分度的方法有简单分度法、角度分度法和差动分度法等。

① 简单分度法。简单分度法又称为单式分度法，是最常用的分度方法。用这种方法分度时，分度盘固定不动，转动分度手柄，通过蜗杆蜗轮副带动主轴和工件转过一定的转（度）数。简单分度法有下列两种情况。

第一种：当工件的等分数为定数40的整除数时，由于分度手柄转过40r，分度头主轴转过1r，即传动比为40∶1，所以分度手柄转过的转数可由公式n=40/Z确定。

第二种：当计算的转数不为整数而是分数时，可采用分度盘上相应孔圈进行分度。具体方法是选择分度盘上某孔圈，其孔数为分母的整倍数，然后将该分数的分子、分母同时增大到整倍数，利用分度叉实现非整转数部分的分度。

② 角度分度法。角度分度法是简单分度的另外一种形式，只是计算的依据不同，简单分度时是以工件的等分数作为计算分度的依据，而角度分度法是以工件所需转过的角度θ作为计算分度的依据。由于分度手柄转过40r，主轴带动工件转过1r，即360°，所以分度手柄每转过1r，工件转过9°。因此，可得出角度分度法的计算公式：

n=

角度分度法有下列两种情况。

第一种：当工件的等分角度为9的整除数时，可由公式n=确定。

第二种：当工件的等分角度不为9的整除数时，可利用分度叉实现非整转数部分的分度。

③ 差动分度法。分度时遇到的等分数是用简单分度法难以解决的质数（如61、67等）时，就要采用差动分度法来进行分度。差动分度法的分度头传动路线是前述的第三条传动路线。

在分度头的主轴后锥孔中装上交换齿轮心轴，通过交换齿轮使分度头主轴与分度盘连接起来。此时，必须松开分度盘的紧定螺钉，转动分度手柄，经过一系列传动使主轴转动。主轴的转动，经交换齿轮和一对交错轴的斜齿轮使分度盘转动。分度盘通过手柄上的定位销，带动手柄同向或反向转动一个角度。手柄的实际转数是手柄相对于分度盘的转数与分度盘的转数的代数和。进行差动分度时，首先选取一个与所要求的等分数接近，而又能在分度盘的孔圈中找得到的等分数Z0，并设实际等分数为Z1，则主轴每转过1/Z0，就比1/Z1多转或少转了一个较小的角度。这个角度就要通过交换齿轮使分度盘正向或反向转动来得到。由此可得差动分度的计算公式如下：

=+×i

i=（Z0-Z1）

式中 Z1 —工件实际分度数；

Z0 —工件假设分度数。

若式中的i值为负值，则表示分度盘手柄转向相反，转向的调整可通过交换齿轮的中介齿轮来解决。

（5）分度操作实例

根据分度头的传动系统可知，简单分度法的原理是：当手柄转过一圈，分度头的主轴便转过1/40周。如果要求主轴上装夹的工件Z等分，即每次分度时主轴应转过1/Z周，则手柄每次分度时应转的转数为：n=40/Z。

如要在一圆盘端面上划出六边形，每划一条线后，划第二条线时手柄的操作可按以下方法进行。

由于此处Z=6，故分度头手柄摇转的圈数n=40/6=（6+2/3），即手柄应转过6周，圆盘（工件）才转过周，操作时可按下式完成：

40/Z=a+P/Q

式中 a —分度手柄的整转数；

Q —分度盘某一孔圈的孔数；

P —手柄孔数为Q的孔圈上应转过的孔距数。

手柄转6周后，还要转2/3周。为了准确达到2/3周，此时可将分母扩大到分度盘上有合适孔数的倍数值。如分母扩大为24，则2/3就成了16/24，即在24孔的孔圈上转过16个孔距数。也可以扩大为42/63，即在63孔的孔圈上转过42个孔距数。一般选用孔数较多的孔圈较好。

若按角度分度法计算，则分度手柄的转数n应当是：n=。

此处，θ==60，因此，n===6=6。

即：手柄转6周后，还要在63孔的孔圈上转过42个孔距数。

（6）分度头划线注意事项

① 为了保证分度准确，分度手柄每次转动时必须按照同一个方向进行。

② 由于分度头蜗杆副在传动中会产生一定的间隙，为保证分度精度，在划线前，可先将分度手柄反向转过半圈左右以消除间隙。

③ 当分度手柄将要转到预定孔位时，注意不要让它转过了头，定位插销要正好插入孔内。若出现已经转过了头，则必须反向转过半圈左右，消除间隙后再重新谨慎地转到预定孔位。

④ 在使用分度头时，每次分度前必须先松开分度头侧面的主轴紧固手柄，分度完毕再锁紧主轴，以防止在划线过程中主轴出现松动。

⑤ 选择分度盘时，应尽可能选择使分数部分的分母倍数较大的分度盘孔数，以提高分度精度。

⑥ 划线完毕，应将分度头擦拭干净；要按照要求定期加注润滑油。

2.2.4 平面划线的操作

划线除要求线条清晰外，最重要的是保证尺寸的准确，平面划线尽管相对来说比较简单，却是一项重要、细致的工作。由于划线质量的优劣直接影响到所加工零件的形状继而尺寸正确与否，因此应按一定的步骤与方法进行。

平面划线一般可按以下步骤和方法进行。

① 分析图样。要详细了解工件上需要划线的部位和有关要求，确定划线基准。

② 工件清理。对工件的毛刺等进行清理。

③ 工件涂色。在钢板上涂上涂料。

④ 准备工具。准备好划线操作所需要的划线工具。

⑤ 划线过程中，基本上可按以下步骤进行：首先划基准线（基准线中应先划水平线，后划垂直线，再划角度线）；其次再划加工线（加工线中应先划水平线，后划垂直线，再划角度线，最后划圆周线和圆弧线等）；划线结束后，经全面检查无误后，打上样冲眼。

⑥ 工件划线时的装夹基准应尽量与设计基准一致，同时考虑到复杂零件的特点，划线时往往需要借助于某些夹具或辅助工具进行校正或支撑。

⑦ 装夹时合理选择支撑点，防止重心偏移，划线过程中要确保安全。

⑧ 若零件的划线基准是平面，可以将基准面放在划线平台上，用游标高度尺进行划线；如果划线基准是中心线（或对称面），应将工件装夹在弯板、方箱、分度头或其他划线夹具上，先划出对称平面或中心线，以此为基准，再用游标高度尺划其他线。

2.2.5 立体划线的操作

立体划线相对来说比较复杂，这是因为：平面划线一般要划两个方向的线条，而立体划线一般要划三个方向的线条。每划一个方向的线条就必须有一个划线基准，故平面划线要选两个划线基准，立体划线要选三个划线基准。因此，划线前要认真细致地研究图纸，正确选择划线基准，才能保证划线的准确、迅速。

（1）划线的方法

立体划线的方法很多，根据零件结构、外形尺寸的不同，其所采用的方法也不同，主要有直接翻转工件划线法、仿划线法、配划线法、直角板划线法、作辅助线法及混合法等。

① 直接翻转工件划线法。通过对工件的直接翻转，在工件的多个方向表面上进行的划线操作称为直接翻转工件划线法。

在机械制造中，最常用的立体划线就是直接翻转工件划线法。其优点是便于对工件进行全面检查和在任意表面上划线；其缺点是工作效率低，劳动强度大，调整找正比较费时。

② 仿划线法。仿划线法划线时不是按照图样，而是仿照现成的工件或样件直接进行划线。

仿划线一般作为划线作业中的应急措施，在遇到急需要立即更换的零件，但又没有图样时，为了争取时间，可不必等待图样测绘完成后再划线，而是直接按照原样件边测绘边进行仿划线。

将样件和毛坯件同时放在划线平台上，用千斤顶或楔铁支承，先校正样件，然后校正毛坯件，再用高度游标卡尺（或划线盘）直接在样件上量取尺寸，并在毛坯的相应位置划出加工线。如图2-47所示为轴承座的仿划线。在仿划线时，对于某些磨损比较严重的部位，要留足磨损补偿量。

③ 配划线法。用已加工的工件或纸样与其他未加工的工件配合在相应位置所进行的划线操作称为配划线。

配划线是在装配或制造小批量工件时，为满足装配要求和节省时间而采用的一种划线方法。配划线的方法有用工件直接配划的，也有用纸片拓印或其他印迹配划的。如图2-48所示为箱盖与箱体的配划线。

配划前，先在箱体上需要划线的部位涂上涂料，放置箱盖，要使箱盖与箱体四周对齐。配划时，用划针紧靠孔壁的边缘，要在箱体上多划几圈，拿掉箱盖后，要以所划线圈的最外层线圈来确定圆心位置，在线圈的前后左右用样冲打上四个点，再用划规求出圆心。

④ 直角板划线法。直角板划线是将划线盘靠在直角板上进行划线。它的优点是：简化工件的找正过程，适合无法翻转的薄板型工件的划线，同时还可在直角板上安上销子或螺栓，将工件挂在或压在垂直面上划线。但因为直角板不可能做得很大，所以一般只适合划零件的最大尺寸不超过1m的中小型零件。

⑤ 作辅助线法。这种方法一般是在划大型工件时采用。工件吊上平台划完第一面的线以后不再翻转，通过在平台或在工件本身上作出适当的辅助线，用各种划线工具相配合划出各不同坐标方向的线。

⑥ 混合法。有时工件形状特殊，单用作辅助线法很困难，这时可考虑将工件再翻转一次，与作辅助线法相结合划完各线。

（2）划线的顺序

进行毛坯件的立体划线，在决定坯件的放置基准和划线顺序时，一般可按以下原则进行。第一个原则是以大面定小面。因坯件按大面找正后，其他较小的各平行面、垂直面或斜面，就必然处在各自应在的位置上。否则，以小面定大面，则大面很可能超出允许的误差范围。所以划线的顺序只能是先划坯件上最大的一面，再划较大的面，依次而来，最后划最小的一面。第二个原则是以复杂面定简单面。复杂面上形状位置要求多，先以复杂面找正后，简单面以复杂面的位置定位，难度较小。第三个原则是当坯件带有斜面时，划线的顺序要看斜面的大小而定。如斜面大于其他面，就应先划斜面，如斜面相当或小于其他各面时，斜面放到最后划。较小的斜面通常都是当其他各面加工好了之后才加工的。所以在划坯件线时，只要注意检查斜面的所在位置，而不必划出线来。

当工件上有两个以上的不加工表面时，应选择其中面积比较大的、重要的或外观质量要求较高的表面作为找正基准。这样可使划线后各不加工表面之间厚度均匀，并使其形状误差调整到次要部位。

对有装配关系的非加工部位，应优先作为找正基准，以保证工件的装配质量。

（3）划线的步骤

立体划线步骤一般分为准备阶段、实体划线阶段和检查校对阶段。

1）准备阶段

① 分析图样，详细了解工件上需要划线的部位和有关的加工工艺；明确工件及其划线的作用和要求。

② 确定划线基准和装夹方法。

③ 清理工件。对铸件毛坯应事先将残余型砂清理干净，錾平浇口、冒口和毛刺，适当锉平划线部位表面。对锻件应去掉飞边和氧化皮。对于半成品，划线前要把毛头修掉，把浮锈和油污擦净。

④ 对工件划线部位进行涂色处理。

⑤ 在工件孔中安装中心顶或木塞，注意应在木塞的一面钉上薄铁皮，以便于划线和在圆心位置打冲眼。

⑥ 准备好划线时要用的量具和划线工具。

⑦ 合理夹持工件，使划线基准平行或垂直于划线平台。

2）实体划线阶段

实体划线阶段是划线工作中最重要的环节。当毛坯在尺寸、形状和位置上由于铸造或锻造的原因，存在误差和缺陷时，必须对总体的加工余量进行重新分配，即借料。借料是划线工作中比较复杂的一项操作，当毛坯形状比较复杂时，常常需要多次试划才能确定借料方案。

3）检查校对阶段

① 详细检查所划尺寸线条是否准确，是否漏划线条。

② 在线条上打出冲眼。