Workshop Practice-Mechanical Workshop-Instruction Mannual, Exercises for Mechanical Engineering

Workshop Practice-Mechanical Workshop-Instruction Mannual, Exercises for Mechanical Engineering

51 pages
50Number of download
1000+Number of visits
100%on 21 votesNumber of votes
9Number of comments
This is workshop manual for Mechanical Engineering at Indian Institute of Technology (IIT). It includes: Workshop, Practice, Fitting, Shop, Carpentry,  Welding,  Machine, Lathe, Cutting, Parameters, Operations
80 points
Download points needed to download
this document
Download the document
Preview3 pages / 51
This is only a preview
3 shown on 51 pages
Download the document
This is only a preview
3 shown on 51 pages
Download the document
This is only a preview
3 shown on 51 pages
Download the document
This is only a preview
3 shown on 51 pages
Download the document
Microsoft Word - ME101_WorkshopPracticeI_Manual


Indian Institute of Technology Hyderabad ME 101: WORKSHOP PRACTICE I

Pushing frontiers…


April 2009 PREFACE 

  The engineers can create a new kind of civilization, based on technology, where art, beauty and 

finer things of life are accepted as everyone’s due. Engineers, whatever be their line of activity, must be  proficient with all aspects of manufacturing. However,  it should not be forgotten that practice without  theory  is blind and  the  theory without practice  is  lame. A person  involved  in acquiring manufacturing  skills must have balanced knowledge of theory as well as practice.  

This book  is written to meet the objectives of the training courses  in workshop practice  for all  the  first  year  engineering  courses  in  Indian  institute  of  technology  Hyderabad.  It  imparts  basic  knowledge of various tools and their use in different sections of manufacture such as fitting, carpentry,  welding, machine shop etc.  

The study of workshop practice acts as  the basis  for  further  technical studies. This book gives  the perception to build technical knowledge by acting as a guide for imparting fundamental knowledge.  Numerous neatly drawn  illustrations provided  in  the  text will help  the  students  in understanding  the  subject, and the concepts related it, better. 

Sincere attempts have been made to present the contents in a simple language, supplemented  with line diagrams, which are self explanatory and easy to reproduce.  

We would  like  to express our sincere  thanks  to professors and colleagues  for  their consistent  support. Suggestions for improvement in this book will be thankfully acknowledged and incorporated in  the next edition.  


K. Sathyanarayana  N.A. Somasundaram 

P. Raju     

25 April 2009                        



Preface  Table of Contents  page      1. Fitting Shop  1.1   Introduction  1.2  Holding tools  1.3  Marking and measuring tools  1.4  Cutting tools  1.5  Finishing tools  1.6  Miscellaneous tools  1.7  Safe practice  1.8  Models for preparation  Exercises 

1  1  2  5  8  10  11  12  13 

2. Carpentry  2.1  Introduction  2.2  Timber  2.3  Marking and measuring tools  2.4  Holding tools  2.5  Planing tools  2.6  Cutting tools  2.7  Drilling and boring tools  2.8  Miscellaneous tools  2.9  Wood joints   2.10   Safe  practice                                                                                                                   Exercises 

  15  15  16  17  18  28  20  21  22  24  25 

3. Welding  3.1  Introduction  3.2  Arc welding  3.3  Welding tools  3.4  Techniques of welding  3.5  Types of joints  3.6  Welding positions  3.7  Advantages & disadvantages of arc welding  3.8  Safe practice                                                                                                                    Exercises 

  28  28  30  31  32  33  33  34  35 

4. Machine Shop  4.1  Introduction  4.2  Lathe  4.3  Work holding devices  4.4  Measuring tools  4.5  Cutting parameters  4.6  Tool materials  4.7  Tool geometry  4.8  Lathe operations  4.9  Safety precautions 

  39  39  40  40  41  41  42  42  44 

Exercises  45         References                                                                                                                                             48


Chapter 1  FITTING SHOP 



Machine  tools are  capable of producing work at a  faster  rate, but,  there are occasions when  components  are  processed  at  the  bench.  Sometimes,  it  becomes  necessary  to  replace  or  repair  component which must be fit accurately with another component on reassembly. This involves a certain  amount of hand  fitting.  The  assembly of machine  tools,  jigs,  gauges, etc,  involves  certain  amount of  bench work. The accuracy of work done depends upon the experience and skill of the fitter. 

The term ‘bench work’ refers to the production of components by hand on the bench, where as  fitting deals which the assembly of mating parts, through removal of metal, to obtain the required fit. 

Both  the  bench  work  and  fitting  requires  the  use  of  number  of  simple  hand  tools  and  considerable manual  efforts.  The  operations  in  the  above works  consist  of  filing,  chipping,  scraping,  sawing drilling, and tapping.    1.2 HOLDING TOOLS  1.2.1 Bench vice 

The bench vice is a work holding device. It is the most commonly used vice in a fitting shop. The  bench vice is shown in Figure 1.1.  

  Figure 1.1: Bench Vice 

  It is fixed to the bench with bolts and nuts. The vice body consists of two main parts, fixed jaw 

and movable  jaw. When  the vice handle  is  turned  in a  clockwise direction,  the  sliding  jaw  forces  the  work against the fixed jaw. Jaw plates are made of hardened steel. Serrations on the jaws ensure a good  grip. Jaw caps made of soft material are used to protect finished surfaces, gripped in the vice. The size of  the vice is specified by the length of the jaws. 

The  vice  body  is made  of  cast  Iron which  is  strong  in  compression, weak  in  tension  and  so  fractures under shocks and therefore should never be hammered.    1.2.2 V‐block 

V‐block  is  rectangular or square block with a V‐groove on one or both sides opposite  to each  other. The angle of the ‘V’ is usually 900. V‐block with a clamp is used to hold cylindrical work securely,  during  layout  of  measurement,  for  measuring  operations  or  for  drilling  for  this  the  bar  is  faced  longitudinally  in the V‐Groove and the screw of V‐clamp  is tightened. This grip the rod  is  firm with  its  axis parallel to the axis of the v‐groove.    1.2.3 C‐Clamp      This is used to hold work against an angle plate or v‐block or any other surface, when gripping is  required.


             Its fixed jaw is shaped like English alphabet ‘C’ and the movable jaw is round in shape and directly  fitted to the threaded screw at the end  .The working principle of this clamp  is the same as that of the  bench vice.   

                    Figure 1.2: V‐block                               Figure 1.3: C‐clamp    1.3 MARKING AND MEASURING TOOLS  1.3.1 Surface plate                    The  surface plate  is machined  to  fine  limits and  is used  for  testing  the  flatness of  the work  piece. It is also used for marking out small box and is more precious than the marking table. The degree  of the finished depends upon whether  it  is designed for bench work  in a fitting shop or for using  in an  inspection room; the surface plate is made of Cast Iron, hardened Steel or Granite stone. It is specified  by length, width, height and grade. Handles are provided on two opposite sides, to carry it while shifting  from one place to another.   

         Figure 1.4: Surface plate         Figure 1.5: Angle plate   

1.3.2 Try square  It is measuring and marking tool for 900 angle .In practice, it is used for checking the squareness 

of many  types of  small works when extreme accuracy  is not  required  .The blade of  the Try  square  is  made of hardened steel and the stock of cast Iron or steel. The size of the Try square is specified by the  length of the blade.    1.3.3 Scriber     A Scriber is a slender steel tool, used to scribe or mark lines on metal work pieces. It is made of  hardened and tempered High Carbon Steel. The Tip of the scriber is generally ground at 12oto 15o .  It is generally available in lengths, ranging from 125mm to 250mm .It has two pointed ends the bent end  is used for marking lines where the straight end cannot reach.



              Figure 1.6: Try square          Figure 1.7: Scriber 

  1.3.4 Odd leg Caliper 

This is also called ‘Jenny Caliper’ or Hermaphrodite. This is used for marking parallel liners from  a finished edge and also for  locating the center of round bars;  it has one  leg pointed  like a divider and  the other leg bent like a caliper. It is specified by the length of the leg up to the hinge point. 

  1.3.5 Divider     It  is basically  similar  to  the  calipers  except  that  its  legs  are  kept  straight  and pointed  at  the  measuring edge. This is used for marking circles, arcs laying out perpendicular lines, by setting lines. It is  made of case hardened mild steel or hardened and tempered  low carbon steel.  Its size  is specified by  the length of the leg

  Figure 1.8: Odd leg caliper and divider 

1.3.6 Trammel   Trammel is used for drawing large circles or arcs.   

1.3.7 Punches  These are used for making indentations on the scribed lines, to make them visible clearly. These 

are made of high carbon steel. A punch is specified by its length and diameter (say as 150’ 12.5mm). It  consists of a cylindrical knurled body, which is plain for some length at the top of it. At the other end, it  is ground to a point. The tapered point of the punch is hardened over a length of 20 to 30mm. 

Dot  punch  is  used  to  lightly  indent  along  the  layout  lines,  to  locate  center  of  holes  and  to  provide a  small  center mark  for divider point, etc.  for  this purpose,  the punch  is ground  to a  conical  point having 60° included angle. 

Center punch  is similar to the dot punch, except that  it  is ground to a conical point having 90°  included angle. It is used to mark the location of the holes to be drilled.


  Figure 1.9: Punches 

  1.3.8 Calipers 

They are indirect measuring tools used to measure or transfer linear dimensions. These are used  with  the  help  of  a  steel  Rule  to  check  inside  and  outside measurements.  These  are made  of  Case  hardened mild steel or hardened and tempered low carbon steel. While using, but the legs of the caliper  are set against the surface of the work, whether inside or outside and the distance between the legs is  measured with the help of a scale and the same can be transferred to another desired place. These are  specified by the length of the leg. In the case of outside caliper, the legs are bent inwards and in the case  of inside caliper, the legs bent outwards.  

  Figure 1.10: Calipers 

  1.3.9 Vernier Calipers     These are used  for measuring outside as well as  inside dimensions accurately.  It may also be  used as a depth gauge. It has two jaws. One jaw is formed at one end of its main scale and the other jaw  is made part of a vernier scale. 


Figure 1.11: Vernier caliper


1.3.10 Vernier Height Gauge  The Vernier Height gauge clamped with a scriber. It is used for Lay out work and offset scriber is 

used when  it  is  required  to  take measurement  from  the surface, on which  the gauge  is standing. The  accuracy and working principle of  this gauge are  the  same as  those of  the vernier calipers.  Its  size  is  specified by the maximum height that can be measured by it. It is made of Nickel‐Chromium Steel. 

  Figure 1.12: Vernier Height gauge 

  1.4 CUTTING TOOLS  1.4.1 Hack Saw     The Hack Saw is used for cutting metal by hand. It consists of a frame, which holds a thin blade,  firmly  in position. Hacksaw blade  is specified by  the number of  teeth  for centimeter. Hacksaw blades  have a number of teeth ranging from 5 to 15 per centimeter (cm). Blades having lesser number of teeth  per cm are used for cutting soft materials like aluminum, brass and bronze. Blades having larger number  of teeth per centimeter are used for cutting hard materials like steel and cast Iron.  

Hacksaw blades are classified as (i) All hard and (ii) flexible type. The all hard blades are made of  H.S.S, hardened and  tempered  throughout  to  retain  their cutting edges  longer. These are used  to cut  hard metals. These blades are hard and brittle and can break easily by twisting and forcing them into the  work while sawing. Flexible blades are made of H.S.S or low alloy steel but only the teeth are hardened  and  the  rest of  the blade  is  soft  and  flexible. These  are  suitable  for use by un‐skilled or  semi‐skilled  persons. 


Figure 1.13: Hacksaw frame with blade    The teeth of the hacksaw blade are staggered, as shown in figure and known as a ‘set of teeth’. 

These make slots wider than the blade thickness, preventing the blade from jamming.


  Figure 1.14: Set of teeth 

  1.4.2 Chisels 

Chisels are used  for  removing  surplus metal or  for  cutting  thin  sheets. These  tools are made  from 0.9% to 1.0% carbon steel of octagonal or hexagonal section. Chisels are annealed, hardened and  tempered to produce a tough shank and hard cutting edge. Annealing relieves the internal stresses in a  metal. The cutting angle of the chisel for general purpose is about 60°. 

                                                                                                                 Figure 1.15: Flat chisel    1.4.3 Twist Drill  

Twist drills are used  for making holes. These are made of High speed  steel. Both straight and  taper shank twist drills are used. The parallel shank twist drill can be held in an ordinary self – centering  drill check. The  tapper  shank  twist drill  fits  into a corresponding  tapered bore provided  in  the drilling  machine spindle. 


Figure 1.16: Twist drills    1.4.4 Taps and Tap wrenches 

A tap is a hardened and steel tool, used for cutting internal thread in a drill hole. Hand Taps are  usually  supplied  in  sets of  three  in each diameter and  thread  size. Each  set  consists of a  tapper  tap,  intermediate tap and plug or bottoming tap. Taps are made of high carbon steel or high speed steel.


  Figure 1.17: Taps and tap wrench 

    1.4.5 Dies and die‐holders 

Dies are  the cutting  tools used  for making external  thread. Dies are made either solid or split  type. They are fixed in a die stock for holding and adjusting the die gap. They are made of Steel or High  Carbon Steel. 

  Figure 1.18: Dies and die holder 

  1.4.6 Bench Drilling Machine                  Holes are drilled  for  fastening parts with rivets, bolts or  for producing  internal thread. Bench  drilling machine is the most versatile machine used in a fitting shop for the purpose. Twist drills, made of  tool steel or high speed steel are used with the drilling machine for drilling holes.    Following are the stages in drilling work  1. Select the correct size drills, put it into the check and lock it firmly  2. Adjust the speed of the machine to suit the work by changing the belt on the pulleys. Use high speed 

for small drills and soft materials and low speed for large diameter drills and hard materials.  3. Layout of the location of the pole and mark it with a center punch.  4. Hold the work firmly in the vice on the machine table and clamp it directly on to the machine table.  5. Put on the power, locate the punch mark and apply slight pressure with the Feed Handle.


6. Once Drilling  is  commenced  at  the  correct  location,  apply  enough pressure  and  continue drilling.  When drilling steel apply cutting oil at the drilling point. 

7. Release  the  pressure  slightly,  when  the  drill  point  pierces  the  lower  surface  of  the metal.  This  prevents the drill catching and damaging the work or drill. 

8. On completion of drilling retrace the drill out of the work and put‐off the power supply.   

  Figure 1.19: Bench drill 

  1.5 FINISHING TOOLS  1.5.1 Reamers 

Reaming  is  an operation of  sizing  and  finishing  a drilled hole, with  the help of  a  cutting  tool  called  reamer having  a  number  of  cutting  edges.  For  this,  a hole  is  first  drilled,  the  size  of which  is  slightly smaller than the  finished size and then a hand reamer or machine reamer  is used  for finishing  the hole to the correct size. 

Hand Reamer is made of High Carbon Steel and has left‐hand spiral flutes so that, it is prevented  from screwing into the whole during operation. The Shank end of the reamer is made straight so that it  can be held  in a tap wrench. It  is operated by hand, with a tap wrench fitted on the square end of the  reamer and with the work piece held  in the vice. The body of the reamer  is given a slight tapper at  its  working end, for its easy entry into the whole during operation, it is rotated only in clock wise direction  and also while removing it from the whole. 

  Figure 1.20: Reamers 

  1.5.2 Files 

Filing is one of the methods of removing small amounts of material from the surface of a metal  part. A file is hardened steel too, having small parallel rows of cutting edges or teeth on its surfaces.  

On the faces, the teeth are usually diagonal to the edge. One end of the file is shaped to fit into  a wooden handle. The  figure shows various parts of a hand  file. The hand  file  is parallel  in width and  tapering slightly  in thickness, towards the tip. It  is provided with double cut teeth. On the faces, single  cut on one edge and no teeth on the other edge, which is known as a safe edge.


  Figure 1.21: Parts of a hand file 

  Files are classified according to their shape, cutting teeth and pitch or grade of the teeth. The 

figure shows the various types of files based on their shape.   

  Figure 1.22: Single and double cut files 


  Needle file 

  Figure 1.23: Types of files


1.6 MISCELLANEOUS TOOLS  1.6.1 File card 

It is a metal brush, used for cleaning the files, to free them from filings, clogged in‐between the  teeth. 

  Figure 1.24: File card 

  1.6.2 Spirit level 

It is used to check the leveling of machines.   

1.6.3 Ball‐ Peen Hammer                 Ball‐ Peen Hammers are named, depending upon their shape and material and specified by their  weight. A ball peen hammer has a flat face which  is used for general work and a ball end, particularly  used for riveting. 

  Figure 1.25: Ball peen hammer 

  1.6.4 Cross‐Peen Hammer  

It  is  similar  to  ball  peen  hammer,  except  the  shape  of  the  peen.  This  is  used  for  chipping,  riveting, bending and stretching metals and hammering inside the curves and shoulders.    1.6.5 Straight‐Peen Hammer 

This  is similar to cross peen hammer, but  its peen  is  in‐line with the hammer handle. It  is used  for swaging, riveting in restricted places and stretching metals.   

                 Figure 1.26: Cross peen hammer              Figure 1.27: Straight peen hammer    1.6.6 Screw driver             A screw driver is designed to turn screws. The blade is made of steel and is available in different  lengths and diameters. The grinding of the tip to the correct shape is very important.             A star screw driver is specially designed to fit the head of star screws. The end of the blade is fluted  instead of flattened. The screw driver is specified by the length of the metal part from handle to the tip.


                                                                                      Figure 1.28: Screw drivers  1.6.7 Spanners                  A spanner or wrench is a tool for turning nuts and bolts. It is usually made of forged steel. There  are many kinds of spanners. They are named according to the application. The size of the spanner  denotes the size of the bolt on which it can work. 




Figure 1.28: Spanners  1.7 SAFE PRACTICE 

The following are some of the safe and correct work practices in bench work and fitting shop, with  respect to the tools used  1. Keep hands and tools wiped clean and free of dirt, oil and grease. Dry tools are safer to use than      slippery tools.  2. Do not carry sharp tools on pockets.  3. Wear leather shoes and not sandals.  4. Don’t wear loose clothes.  5. Do no keep working tools at the edge of the table.  6. Position the work piece such that the cut to be made is close to the vice. This practice prevents      springing, saw breakage and personal injury.  7. Apply force only on the forward (cutting) stroke and relieve the force on the return stroke while      sawing and filing.  8. Do not hold the work piece in hand while cutting.  9. Use the file with a properly fitted tight handle.  10. After filing, remove the burrs from the edges of the work, to prevent cuts to the fingers.  11. Do not use vice as an anvil.


12. While sawing, keep the blade straight; otherwise it will break  13. Do not use a file without handle.  14. Clean the vice after use.    1.8 MODELS FOR PRACTICE 

 Prepare the models, as per the dimensions and fits shown in below. 


 Figure 1.30: Dovetail Fitting        Figure 1.31: V‐fitting   

        Figure 1.32: Half‐round fitting                 Figure 1.33: Cross fitting   

  Figure 1.34: Drilling and Tapping


ME101 Workshop Practice I   Fitting 

Exercise 1  Square Filing 

Aim    To file the given two Mild Steel pieces in to a square shape of 48 mm side as shown in Figure F‐E1  Tools required   Bench vice, set of Files, Steel rule, Try‐square, Vernier caliper, Vernier height gauge, Ball‐peen hammer,  Scriber, Dot punch, Surface plate, Angle plate and Anvil.   Sequence of operations   1. The dimensions of the given piece are checked with the steel rule.   2. The job  is fixed rigidly  in a bench vice and the two adjacent sides are filed, using the rough flat file 

first and then the smooth flat file such that, the two sides are at right angle.   3. The right angle of the two adjacent sides is checked with the try‐square.   4. Chalk is then applied on the surface of the work piece.   5. The given dimensions are marked by scribing two lines, with reference to the above two datum sides 

by using Vernier height gauge, Angle plate and Surface plate.   6. Using the dot punch, dots are punched along the above scribed lines.   7. The two sides are then filed, by fitting the job in the bench vice; followed by checking the flatness of 

the surfaces.   As the material removal through filing is relatively less, filing is done instead of sawing.    Result   The square pieces of 48 mm side is thus obtained by filing, as discussed above.      


  a. Raw material        b. Finished job  

Figure F‐ E1: Square filing


ME101 Workshop Practice I  Fitting 

Exercise 2  V‐Fitting 

  Aim  To make V‐ fit from the given two MS plates  and drilling and Tapping as  shown in Figure F‐E2  Tools required  Bench vice, set of Files, Try‐square, Scriber, Steel rule, Ball‐peen hammer, Dot punch, Hacksaw,  Vernier  caliper, Surface plate, Angle plate, Vernier height gauge, 5mm drill bit, 3mm drill bit, M6  tap set with  wrench, Anvil and Drilling machine.    Sequence of operations   1. The burrs in the pieces are removed and the dimensions are checked with steel rule.  2. Make both pieces surface levels and right angles by fixing in the Vice, use Files for removing material 

to get level.  3. With the help of Try square check the right angles and surface levels.  4. Using Surface plate and Angle plate mark  the given two metal pieces as per drawing with Vernier 

height gauge.  5. Punch  the scribed  lines with dot punch and hammer keeping on  the Anvil. Punch  to punch give 5 

mm gap.  6. Cut excess material wherever necessary with Hacksaw frame with blade, Drill bits and Taps.  7. The  corners  and  flat  surfaces  are  filed  by  using  square/flat  and  triangular  file  to  get  the  sharp 

corners.  8. Dimensions  are  checked  by  vernier  caliper  and match  the  two  pieces.  Any  defect  noticed,  are 

rectified by filing with a smooth file.  9. Care  is  taken  to  see  that  the punched dots are not crossed, which  is  indicated by  the half of  the 

punch dots left on the pieces.       Result   The required V‐ fitting is thus obtained, by following the stages, as described above.  

                                                           Figure F‐ E2: V‐Fitting


Chapter 2  CARPENTRY 


2.1 INTRODUCTION  Carpentry may  be  defined  as  the  process  of making  wooden  components.  It  starts  from  a 

marketable form of wood and ends with finished products.  It6 deals with the building work, furniture,  cabinet making. Etc.  joinery,  i.e., preparation of  joints  is one of  the  important operations  in all wood‐ works. It deals with the specific work of carpenter like making different types of joints to form a finished  product.   2.2 TIMBER 

Timber is the name given to the wood obtained from well grown trees. The trees are cut, sawn  into various sizes to suit building purposes. 

The word,  ‘grain’, as applied to wood, refers to the appearance or pattern of the wood on the  cut surfaces. The grain of the wood is a fibrous structure and to make  it strong, the timber must be so  cut, that the grains run parallel to the length.  2.2.1 Timber sizes 

Timber sold in the market is in various sizes and shapes. The following are the common shapes  and sizes.  a. Log        ‐ The trunk of the tree which is free from branches.  b. Balk  ‐ The log, sawn to have roughly square cross section.  c. Post  ‐ A timber piece, round or square in cross section, having its diameter or side     

                 from 175 to 300mm.  d. Plank  ‐ A sawn timber piece, with more than 275 mm in width, 50 to 150 mm in   

                 thickness and 2.5 to 6.5 meters in length.  e. Board  ‐ A sawn timber piece, below 175 mm in width and 30 to 50 mm in thickness.                        f. Reapers      ‐ Sawn timber pieces of assorted and non‐standard sizes, which do not confirm  

          to the above shapes and sizes.   

2.2.2 Classification of Timber  Wood  suitable  for  construction  and  other  engineering  purposes  is  called  timber. Woods  in 

general are divided into two broad categories: Soft woods and Hard woods.  Soft woods are obtained from conifers, kair, deodar, chir, walnut and seemal. Woods obtained 

from  teak,  sal, oak,  shisham, beach,  ash mango, neem  and babul  are  known  as hard wood, but  it  is  highly durable. 

Another  classification of woods  is based on  the name of  the  trees  like  teak, babul,  shisham,  neem, kair, chir, etc. 

  2.2.3 Seasoning of Wood 

A newly felled tree contains considerable moisture content. If this is not removed, the timber is  likely  to wrap,  shrink,  crack  or decay.  Seasoning  is  the  art of  extracting  the moisture  content under  controlled conditions, at a uniform rate, from all the parts of the timber. Only seasoned wood should be  used for all carpentry works. Seasoning makes the wood resilient and lighter. Further, it ensures that the  wood will not distort after it is made into an object. 

  2.2.4 Characteristics of Good Timber                   The good timber must possess the following characteristics  a. It should have minimum moisture content, i.e., the timber should be well seasoned.  b. The grains of wood should be straight and long.  c. It must retain its straightness after seasoning.   d. It should produce near metallic sound on hammering.  e. It should be free from knots or cracks.  f. It should be of uniform color, throughout the part of the wood.  g. It should respond well to the finishing and polishing operations.  h. During driving the nails and screw, it should not split easily.


2.3 MARKING AND MEASURING TOOLS  Accurate marking  and measurement  is  very  essential  in  carpentry work,  to produce parts  to 

exact  size. To  transfer dimensions onto  the work;  the  following are  the marking and measuring  tools  that are required in a carpentry shop. 

  2.3.1 Steel rule and Steel tape 

Steel rule is a simple measuring instrument consisting of a long, thin metal strip with a marked  scale  of  unit  divisions.  It  is  an  important  tool  for  linear measurement.  Steel  tape  is  used  for  large  measurements, such as marking on boards and checking the overall dimensions of the work. 

Figure 2.1: Steel rule and Steel tape 

2.3.2 Marking gauge     It  is a  tool used  to mark  lines parallel  to  the edge of a wooden piece.  It  consists of a  square  wooden stem with a sliding wooden  stock  (head) on  it. On  the stem  is  fitted a marking pin, made of  steel. The stock is set at any desired distance from the marking point and fixed in position by a screw. It  must be ensured that the marking pin projects through the stem, about 3 mm and the end are sharp  enough to make a very fine line. A mortise gauge consists of two pins. In this, it is possible to adjust the  distance between the pins, to draw two parallel lines on the stock. 

a. Marking gauge              b. Mortise gauge              Figure 2.2: Marking gauges  2.3.3 Try‐square  

It is used for marking and testing the squareness and straightness of planed surfaces. It consists  of a steel blade, fitted in a cast iron stock. It is also used for checking the planed surfaces for flatness. Its  size varies from 150 to 300 mm, according to the length of the blade. It is less accurate when compared  to the try‐square used in the fitting shop.  


Figure 2.3: Try square 

  2.3.4 Compass and divider  

Compass and divider, are used for marking arcs and circles on the planed surfaces of the wood.


2.3.5 Scriber or marking knife   It  is used for marking on timber.  It  is made of steel having one end pointed and the other end 

formed into a sharp cutting edge.     2.3.6 Bevel  

It  is used  for  laying‐out and checking angles. The blade of the bevel  is adjustable and may be  held in place by a thumb screw. After it is set to the desired angle, it can be used in much the same way  as a try‐square. A good way to set  it to the required angle  is to mark the angle on a surface and then  adjust the blade to fit the angle.    

Figure 2.4: Compass and Divider    Figure 2.5: Scriber and Bevel    2.4 HOLDING TOOLS   2.4.1 Carpenter's vice  

Figure 2.6 shows the carpenter's bench vice, used as a work holding device in a carpenter shop.  Its one jaw is fixed to the side of the table while the other is movable by means of a screw and a handle.  The Carpenter's vice jaws are lined with hard wooden' faces.      

Figure 2.6: Carpenters vice        Figure 2.7: C‐clamp  2.4.2 C‐clamp  

Figure 2.7 shows a C‐clamp, which is used for holding small works.     2.4.3 Bar cramp  

Figure 2.8 shows a bar cramp.  It  is made of steel bar of T‐section, with malleable  iron  fittings  and a steel screw. It is used for holding wide works such as frames or tops.      

Figure 2.8: bar cramp


2.5 PLANING TOOLS   Planing is the operation used to produce flat surfaces on wood. A plane is a hand tool used for 

this purpose. The cutting blade used in a plane is very similar to a chisel. The blade of a plane is fitted in  a wooden or metallic block, at an angle. 

  2.5.1 Jack plane 

 It  is  the most commonly used general purpose plane.  It  is about 35 cm  long. The cutting  iron  (blade) should have a cutting edge of slight curvature. It is used for quick removal of material on rough  work and is also used in oblique planning.  

  2.5.2 Smoothing plane  

It is used for finishing work and hence, the blade should have a straight cutting edge. It is about  20 to 25 cm long. Being short, it can follow even the slight depressions in the stock, better than the jack  plane. It is used after using the jack plane.  

  2.5.3 Rebate plane  

It  is used for making a rebate. A rebate  is a recess along the edge of a piece of wood, which  is  generally used for positioning glass in frames and doors.  

  2.5.4 Plough plane 

 It  is used to cut grooves, which are used to fix panels  in a door. Figure 2.9 shows the various  types of planes mentioned above.    

Figure 2.9: Types of planes    2.6 CUTTING TOOLS   2.6.1 Saws  

A  saw  is  used  to  cut wood  into  pieces.  There  are  different  types  of  saws,  designed  to  suit  different purposes. A saw is specified by the length of its toothed edge. Cross‐cut or hand saw  

It  is used  to cut across  the grains of  the stock. The  teeth are so set  that  the saw kerf will be  wider than the blade thickness. This allows the blade to move freely in the cut, without sticking.

19 Rip saw   It  is used for cutting the stock along the grains. The cutting edge of this saw makes a steeper 

angle, i.e., about 60° whereas that of crosscut saw makes an angle of 45° with the surface of the stock. Tenon saw   It is used for cutting the stock either along or across the grains. It is used for cutting tenons and 

in fine cabinet work. However, it is used for small and thin cuts. The blade of this saw is very thin and so  it is stiffened with a thick back steel strip. Hence, this is sometimes called as back‐saw. In this, the teeth  are shaped like those of cross‐cut saw. Compass saw 

 It has a narrow, longer and stronger tapering blade, which is used for heavy works (Fig. 1.13). It  is mostly used in radius cutting. The blade of this saw is fitted with an open type wooden handle.  


Figure 2.10: Types of saws  2.6.2 Chisels 

Chisels are used  for  cutting and  shaping wood accurately. Wood  chisels are made  in  various  blade widths,  ranging  from 3  to 50 mm. They  are also made  in different blade  lengths. Most of  the  wood chisels are made into tang type, having a steel shank which fits inside the handle. These are made  of forged steel or tool steel blades. 



Figure 2.11: Parts of chisel

20 Firmer chisel     The word 'firmer' means 'stronger' and hence firmer chisel is stronger than other chisels. It is a  general purpose chisel and is used either by hand pressure or by a mallet. The blade of a firmer chisel is  flat, as shown in Figure 2.12 a. Dovetail chisel     It has a blade with a beveled back, as shown in Figure, due to which it can enter sharp comers  for finishing, as in dovetail joints. Mortise chisel   It  is used for cutting mortises and chipping  inside holes, etc. The cross‐section of the mortise chisel  is  proportioned  to withstand heavy blows during mortising. Further,  the cross‐section  is made  stronger  near the shank.  

a. Firmer                b. Dovetail                                 c. Mortise 

  Figure 2.12:  Types of chisels 

  2.7   DRILLING AND BORING TOOLS   2.7.1 Carpenter’s brace  

It  is used  for rotating auger bits, twist drills, etc.,  to produce holes  in wood.  In some designs,  braces  are made  with  ratchet  device. With  this,  holes may  be made  in  a  corner  where  complete  revolution of the handle cannot be made. The size of a brace is determined by its sweep.  

  2.7.2 Auger bit 

 It  is the most common tool used  for making holes  in wood. During drilling, the  lead screw of  the bit guides  into the wood, necessitating only moderate pressure on the brace. The helical flutes on  the surface carry the chips to the outer surface. 

   2.7.3 Hand drill 

 Carpenter's  brace  is  used  to make  relatively  large  size  holes; whereas  hand  drill  is  used  for  drilling small holes. A straight shank drill  is used with this  tool.  It  is small,  light  in weight and may be  conveniently used  than  the brace. The drill bit  is clamped  in  the chuck at  its end and  is  rotated by a  handle attached to gear and pinion arrangement.  

  2.7.4 Gimlet              It has cutting edges  like a twist drill.  It  is used  for drilling  large diameter holes with  the hand 



Figure 2.13:  Drilling tools 

2.8 MISCELLANEOUS TOOLS  2.8.1 Mallet  

It is used to drive the chisel, when considerable force is to be applied, which may be the case in  making deep rough cuts. Steel hammer should not be used for the purpose, as it may damage the chisel  handle. Further, for better control, it is better to apply a series of light taps with the mallet rather than a  heavy single blow.  

  2.8.2 Pincer   

It  is made of  two  forged steel arms with a hinged  joint and  is used  for pulling‐out small nails  from wood. The inner faces of the pincer jaws are beveled and the outer faces are plain. The end of one  arm has a ball and the other has a claw. The beveled  jaws and the claw are used for pulling out small  nails, pins and screws from the wood.  

  2.8.3 Claw hammer   

It has a striking  flat face at one end and the claw at the other, as shown  in  figure. The face  is  used to drive nails into wood and for other striking purposes and the claw for extracting relatively large  nails out of wood. It is made of cast steel and weighs from 0.25 kg to 0.75 kg.  

  2.8.4 Screw driver 

 It  is used for driving screws  into wood or unscrewing them. The screw driver of a carpenter  is  different from the other common types, as shown in figure.   The  length  of  a  screw  driver  is  determined  by  the  length  of  the  blade.  As  the  length  of  the  blade  increases, the width and thickness of the tip also increase.     2.8.5 Wood rasp file  

It  is a  finishing tool used to make the wood surface smooth, remove sharp edges,  finish  fillets  and other interior surfaces. Sharp cutting teeth are provided on its   surface for the purpose. This file is exclusively used in wood work.    2.8.6 Bradawl  

It is a hand operated tool, used to bore small holes for starting a screw or large nail.


                     a. Mallet                             b. Pincer      c. Claw hammer               d. Bradawl 

                e. Wood rasp file       f. Screw driver             

Figure 2.14:  Miscellaneous tools   

2.9 WOOD JOINTS  There are many kinds of  joints used  to connect wood stock. Each  joint has a definite use and 

requires  lay  in‐out, cutting  them  together. The strength of  the  joint depends upon amount of contact  area. If a particular joint does not have much contact area, then it must be reinforced with nails, screws  or dowels. The figure 2.15 shows some commonly used wood joints. 

           a. Butt       b. Dowell    c. Dado                               d. Rabbet     

e. Lap                      f. Mortise and tenon           g. Miter    

Figure 2.15:  Common wood joints   

2.9.1 Lap joints  In lap joints, an equal amount of wood is removed from each piece, as shown in figure 2.16. Lap 

joints are easy to  layout, using a try‐square and a marking gauge. Follow the procedure suggested  for  sawing and removing the waste stock. If the joint is found to be too tight, it is better to reduce the width  of  the mating piece,  instead of  trimming  the shoulder of  the  joint. This  type of  joint  is used  for small  boxes to large pieces of furniture.

Great compilation! Really useful material...
good book
1-5 of 9
This is only a preview
3 shown on 51 pages
Download the document