液压台虎钳设计及主要零件加工工艺设计（全套含CAD图纸）
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毕业设 计 （论文 ） 任务书 所在学院 专业 机械设计制造及其自动化 班级 手机 指导教师 题 目 液压台虎钳设计及主要零件加工工艺设计 一、 毕业设计（论文）工作内容与基本要求： 本课题是学完了专业课程，应用所学的基础理论、专业知识与技能去分析和解决生产实际问题的一个综合锻炼。通过这个毕业设计，巩固自己所学的理论知识与技能，提高自己的设计、计算、绘图、技术文件编写等各方面的能力。学会正确使用技术资料、标准、手册等工具书。并在完成毕业设计的过程中，培养自己理论联系实际、严肃认真的工作作风和独 立分析，独立思考的能力。为毕业之后，从事 技术 工作打下一个良好的基础。在此过程中需要完成的工作如下： 1、 毕业设计（论文）的原始数据： 传统的虎钳工作效率比较低，为此需要设计一种能快速夹紧与松开的液压虎钳。设计原始数据如下： （ 1）台虎钳夹紧力： 4000N （ 2）工件夹持范围： 100 3）缸体行程大于 25 2、 毕业设计（论文）的 工作 内容： （ 1） 阅读与课题相关的文献，撰写一篇文献综述，文献综述不少于 3000 字 ， 查阅文献资料不少于 12 篇，其中外文资料不少于 2 篇 ； （ 2） 翻译与课题相关的英文文献，文 献翻译不少于 2000 字； （ 3） 分析和研究课题内容，查阅文献资料， 完成 开题报告； （ 4） 台虎钳总体 方案 设计、并进行相关计算，绘制装配图、零件图及液压系统图 ； （ 5） 根据液压虎钳 主要 零件图进行零件图分析，然后进行工艺分析，绘制毛坯图； （ 6） 拟定工艺路线、并编制机械加工工艺过程卡，确定全部工序内容并填写机械 加工工序卡， 数控加工需手工或自动编制数控加工程序； （ 7）撰写 10000 字以上设计说明书 （含中英文摘要） 一份 ， 绘图量不少于三张纸 。 3、注意 事项 ： （ 1）在设计过程中不能照抄现有资料，应当经过自己的努力，理解和消化资料，提出自己的见解，认真分析和解决实践过程中遇到的问题。 （ 2）在规定时间内独立完成，符合规范的写作格式并同时达到一定的字数 。 （ 3） 收集资料、占有材料均要实事求是，摘录要符合作者原意，不能断章取义，资料要注明出处。 （ 4） 设计说明书 依据充 分，论证正确，有一定见解，文字通顺，条理清楚，数据准确 。 （ 5）图纸、图面布置合理、正确清晰符合制图标准及有关规定 。 4、主要参考文献： （ 1）机械加工工艺手册 （ 2）机床夹具设计手册 （ 3） 机械制造 技术基础 （ 4） 数控加工工艺与编程 （ 5） 机械设计手册 （ 6） 互换性与测量技术 （ 7） 国家机械制图标准 （ 8） 液压传动设计手册 （ 9） 液压元件手册 二、毕业论文进度计划 毕业设计（论文）时间 ： 2011 年 07 月 01 日至 2012 年 02 月 01 日 1、 第一阶段 ： 阅读毕业设计任务书，明确设计的要求和任务 ，收集并 阅 读 文 献资料，完成开题报告 ，文献综述 和 外文翻译 文献。 2、 第二阶段 ： 台虎钳总体 方案 设计、并进行相关计算，绘制装配图、零件图 ； 3、 第三 阶段 ： 完成 液压系统图 ； 4、 第四阶段 ： 分析 零件 图， 确定毛坯类型及 制造方法 ，完成毛坯图。 ； 5、 第五阶段 ： 进行选择基准，拟定机械加工工艺路线 ； 6、 第六阶段 ： 确定机械加工余量、工序尺寸及公差，选择机床及工艺设备；确 定 切削用量及基本工时，并填写工艺文件 ； 7、 第七阶段 ： 撰写毕业设计说明书。整理毕业设计资料 并上交，准备答辩。 计 划 答 辩 时 间： 2011 年 04 月 01 日 三、专业（教研室）审批意见： 审批人（ 签字）： 大红鹰学院 毕业设计（论文） 开 题 报 告 题 目： 液压台虎钳设计及主要零件加工工艺设计 院 （系）： 专 业： 学 生 姓 名 : 学号 : 指 导 教 师 : 职称 ： 2011 年 12 月 2 日毕业设计（论文） 开题报告 1、 本课题的研究意义，国内外研究现状、水平和发展趋势 液压台虎钳是对现有螺纹传动台虎钳的改进，主要用于成批生产。它能实现快速夹紧与快速松开，且能保证夹紧力大小。这样就可以避免过去要夹紧一个较薄的零件时，因夹紧力没有办法确定调式的时间，同时因能实现快速夹紧与快速松开，从而大大的提高生产效率。 为了实现快速夹紧与快速松开，将传统的螺纹改成液压传动，活动钳身的固定通过刹车手柄来带动钢带刹车块通过摩擦力来抱死活动钳身，从而实现活动钳身的快速移动，而夹紧力则由夹紧弹簧来保证 保证夹紧力的大小。 液压台虎钳与传统的螺纹台虎钳相比是有不足之处的。一是在成本上要比传统的台虎钳要贵，而且相对来说 ,制造复杂 ,操作也复杂一些 ;二是液压台虎钳的受力方 向受到限制，较大的力（如冲击力）只能朝固定钳身方向，给操作者带来不便。这些不足之处是还需改进的，以后要朝这个方向努力。 随着工业生产节奏的加快，传统的螺纹台虎钳已跟不上工业生产的需求，对比螺纹传动的局限性，液压传动具有结构紧凑 |、惯性小、反应快，工作平稳等特点，因此以液压为传动的台虎钳更适用当前工业生产的需要，在市场上需求量极大。 首先，根据 现在生产技术越来越高，生产精度越高，同时也是生产越来越精巧，夹紧力也要求越来越准确，不能过大过小。但传统的螺纹台虎钳所产生的夹紧力是根据师傅的经理来保证的，因此极有可能会产生以上的不足而使废品率提高，根据生产的需要，特此设计一套适合加工的液压台虎钳。其次，传统的台虎钳工作效率比较低，传统台虎钳是螺纹传动，无法实现快速夹紧与松开，使得生产效率比较低。而新设计的钳工用液压台虎钳，可以实现快速夹紧与松开，同时液压系统的动力源为手动，使用极为方便。 与传统螺纹台虎钳相比液压台虎钳具有种种优越性，为体现这一优越性，在 此设计一套液压台虎钳。 液压台虎钳设计及主要零件加工工艺设计 为本课题的研究内容，对此研究查阅的大量的资料，首先明白机械加工工艺过程就是用切削的方法改变毛坯的形状、尺寸和材料的物理机械性质成为具有所需要的一定精度、粗糙度等的零件。 为了能具体确切的说明过程，使工件能按照零件图的技术要求加工出来，就得制定复杂的机械加工工艺规程来作为生产的指导性技术文件，学习研究制定机械加工工艺规程的意义与作用就是本课题研究目的。 近年来，机械制造工艺有着飞速的发展。 比如， 应用人工智能选择零件的工艺规程 。因为 特种加工的微观物理过 程非常复杂，往往涉及电磁场、热力学、流体力学、电化学等诸多领域，其加工机理的理论研究极其困难 ,通常很难用简单的解析式来表达。 毕业设计（论文） 开题报告 2、本课题的基本内容，预计可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施 本课题的基本内容： 液压台虎钳设计及主要零件加工工艺设计 1、 液压台虎钳设计 液压台虎钳的工作原理就是将传统的螺纹夹紧换成液压系统，利用液压系统的系统压力可调节，通过计算可以调出钳口的夹紧力大小，这杨就不会出来夹紧力过大或者过小。过小夹不稳工件，使工件达不到精度要求；过大对工件易产生损害。 液压台虎钳 传动平稳、 能传递较大载荷、结构紧凑、操作简单、易于实现过载保护使用寿命较长。且液压元件实现了标准化、系列化、通用化，便于设计、制造和使用。但传动比不准确、效率低、故障维修困难。 液压台虎钳与传统的螺纹台虎钳相比是有不足之处的。一是在成本上要比传统的台虎钳要贵，而且相对来说 ,制造复杂 ,操作也复杂一些 ;二是液压台虎钳的受力方 向受到限制，较大的力（如冲击力）只能朝固定钳身方向，给操作者带来不便。这些不足之处是还需改进的，以后要朝这个方向努力。 2、 液压台虎钳主要零件加工工艺设计 1、 液压台虎钳主要零件加工工艺设计 ，关键是工序的划分和定位基准的选择。在设计开始的过程中，我们必须要认真分析零件图，了解其箱体零件的结构特点和相关的技术要求，对箱体零件的每一个细节，都应仔细的分析，如箱体加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特别是要注意箱体零件各孔系自身精度（同轴度、圆度、粗糙度等）和它们的相互位置精度（轴线之间的平行度、垂直度以及轴线与平面之间的平行度、垂直度等要求），箱体零件的尺寸是整个零件加工的关键，必须弄清箱体零件的每一个尺寸。绘制零件图是一个重点，同时因为箱体零件比较复杂 ,所以也是一个难点。我们采用 件 绘制零件图，一方面增加我们对零件的了解认识，另一方面增加我们对 件的熟悉。 3、 本课题拟采用 主要设计方法或技术路线 1、根据所掌握的专业基础理论知识，对所选设计课题进行分析处理，列出设计（论文）的纲要； 2、根据所做出的设计纲要，对所需要的理的论据通过图书馆及网络寻找相关资料并进行整理分析； 3、针对所搜寻的资料及设计任务书上所提供的设计要求进行全面合理分析，做出设计总体方案和准备措施； 4、对于做出的设计总体方案广泛征求同学或者专业老师的意见，做到方法合理，设计科学； 5、根据指导教老师的意见， 对设计（论文）进行全面整理、修改、完善。 报告人签名： 年 月 日 毕业设计（论文） 开题报告 4、进度计划 序号 日期 进度安排 1 月 号 第一阶段：阅读毕业设计任务书，明确设计的要求和任务，收集并阅读文献资料，完成开题报告，文献综述和外文翻译文献。 2 月 号 台虎钳总体方案设计、并进行相关计算，绘制装配图、零件图； 3 月 号 完成液压系统图 4 月 号 分析零件图，确定毛坯类型及制造方法，完成毛坯图。 5 月 号 进行选择基准，拟定机械加工工艺路线； 6 月 号 确定机械加工余量、工序尺寸及公差，选择机床及工艺设备；确定切削用量及基本工时，并填写工艺文件； 7 月 号 毕业设计 答辩 8 9 10 11 12 主要参考资料： 1朱成根。简明机械零件设计手册。机械工业出版社， 1999： 2成大先。机械设计手册。化学工业出版社， 2001： 3曹玉平，阎祥安。液压传动与控制 M。天津大学出版社， 2003： 4黄迷梅。液压气动密 封与泄漏防治 M。 北京：机械工业出版社， 2003： 5周士昌。液压气动系统设计运行禁忌 470倒 M北京：机械工业出版社， 2002： 6陈次昌，宋文武。流动机械基础 M。北京：机械工业出版社， 2002： 7胡宗武、徐履冰、石来德。非标准机械设备设计手册 M。 北京 机械工业出版社， 2003： 8濮良贵、纪名刚。机械设计（第七版） M。北京高等教育出版社， 2001： 9王昆，何小柏，汪信远。机械设计机械设计基础课程设计 M 北京高等教育出版社， 1995业设计（论文） 开题报告 10 工程力学 M。北京高等教育出版社， 2003、指导教师意见（ 对 本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计结果的预测） 指导教师： 2006 年 月 日 6、教研室主任意见 教研室负责人 ： 2006 年 月 日 说明： 1、开题报告应根据教师下发的毕业设计（论文）任务书，在教师的指导下由学生独立撰写，在毕业设计开始后两周内完成。 2、“课题的研究意义、现状、发展趋势” 应不少于 1200 字，“课题的基本内容及研究手段和可行性分析”应不少于 1000 字。 3、本页不够，请加 页 I 目 录 摘要 1 绪论 1 工用液压台虎钳的实际意义 1 工用液压台虎钳的工作原理 2 工用液压台虎钳的优缺点 3 2 钳工用液压台虎钳总体方案的设计 1 工用液压台虎钳几种设计方案及工作原理 2 计方案的选择 3 3 液压台虎钳各部分的设计 4 压泵的选择 4 虎钳身的设计 8 定钳身的设计 9 动钳口的设计 9 钳与工作台的联接设计 10 4 台钳的使用说明书 15 5 全文总结 36 参考文献 43 致谢 44 附录 要 传统的台虎钳工作效率比较低，传统台虎钳是螺纹 传动，无法实现快速夹紧与松开，使得生产效率比较低。现有的液压台虎钳基本上用在车床上，能实现快速夹紧与松开，但是要配有一个机动的动力源，如果用在钳工上就成本太高，所以不适用。新设计的钳工用液压台虎钳，不但可以实现快速夹紧与松开的同时，液压系统的动力源为手动，这样相对于机床用的台虎钳来说成本比较低，只比传统台虎钳的成本高不了多少。 针对现在社会生产越来越多的精巧和比较溥的零件而设计的。虽说现在的加工技术越来越好，精度越来越高，但是很多零件的精度还是通过钳工加工来保证。但是精巧的零件一般都比较小，在钳工时要求夹紧 力合适，由其是硬塑料零件的加工，夹紧力过大则变形或损坏而成为废品，这样就得不偿失。而现用的台虎钳都是用螺纹的，夹紧力的大小由加工师傅的经验来保证，所以这样就会是生产效率低成而使成本上涨。这与现在的市场经济规例不合，所以就要求对此设计一种新的台虎钳来保证，而钳工用液压台虎钳就满足上面的要求。 为了实现快速夹紧与快速松开，将传统的螺纹改成液压传动，活动钳身的固定通过刹车手柄来带动钢带刹车块通过摩擦力来抱死活动钳身， 从 而实现活动钳身的快速移动，而夹紧力则由夹紧弹簧来保证 大小。 液压台虎钳与传统的螺纹台虎钳相比是有不足之处的 。 一是在成本上要比传统的台虎钳要贵，而且 相对来说 ,制造复杂 ,操作也复杂一 ;二是液压台虎钳的受力方向受到限制，较大的力（如冲击力）只能朝固定钳身方向，给操作者带来不便。这些不足之处是还需改进的，以后要朝这个方向努力。 关键词 ：液压传动 ； 螺纹传动 ； 夹紧力 he is of of by It to of In it a in go to at so in a In to of on by of by We to of by of is on it is a in of is as be in of to be is in V of I 宁波大红鹰学院 毕业设计（论文） 文献综述 文献综述题目 ： 液压台虎钳主要零件 机械加工工艺设计的综述 所在学院： 班 级： 姓 名 ： 学 号 ： 指导教师 ： 合作导师 ： 日期： 年 月 日 录 第 1 章 前言 . 3 第 2 章 机械加工工艺设计的发展 . 错误 !未定义书签。 展历史 . 错误 !未定义书签。 展现状 . 3 展趋势 . 4 具的发展趋势 . 4 械加 工制造技术的发展趋势 . 错误 !未定义书签。 第 3 章 简单的评述 . 6 参考文献 . 错误 !未定义书签。 3 液压台虎钳主要零件 机械加工工艺设计的综述 第一章 前言 机械的加工工艺及夹具设计是 在 完 成了大学的全部课程之后，进行的一次理论联系实际的综合运用，使我对专业知识 、 技能有了进一步的提高 ，为以后从事专业技术 的工作打下基础。机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。 然而夹具又是 制造系统的重要组成部分 ， 不论是传统制造 ， 还是现代制造系统 ， 夹具都是十分重要的。 因此，好的夹具设计可以提高产品 劳动 生产率 ，保证和提高加工 精度 ， 降低 生产 成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。 当今激烈 的 市场竞争 和企业信息化的要求 ,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。 第二章 机械加工 工艺 设计的发展 2 1 发展历史 从 1949 年以来，我国机械工业有了很大的发展，已经成为工业中产品门类比较齐全、具有相当规模和一定技术基础的产业部门之一，其机械加工和夹具也有很大的发展，但是与工业发达国家相比，我们这方面的水平还存在着阶段性的差距，主要表现在机械产品质量和水平不够高，加工工艺过程不合理，夹具应用也比较少 ，使其加工工人劳动强度大，加工出来的产品也不理想。 2 2发展现状 现在，各工业化国家都把制造技术视为当代科技发展为活跃的领域和国际间科技竞争的主战场，制定了一系列振兴计划、建立世界级制造技术中心，纷纷把先进制造技术列为国家关键技术和优先发展领域。 机械加工工艺及夹具随着制造技术的发展也突飞猛进。机械加工工艺以各个工厂的具体情况不同，其加工的规程也有很大的不同。突破已往的死模式。使其随着情况的不同具有更加合理的工艺过程。也使产品的质量大大提高。制定加工工艺虽可按情况合理制定，但也要满足其基本 要求：在保证产品质量的前提下，尽可能提高劳动生产率和降低加工成本。并在充分利用本工厂现有生产条件的基础上，尽可能采用国内、外先进工艺技术和经验。还应保证操作者良好的劳动条件。但我国现阶段还是主要依赖工艺人员的经验来编制工艺，多半不规定工步和 4 切削用量，工时定额也凭经验来确定，十分粗略，缺乏科学依据，难以进行合理的经济核算。 机床 夹 具最早出现在 18 世纪后期。随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。 国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的 85左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔 3 4 年就要更新 50 80左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为 10 20左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（ 新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本； 2）能装夹一组具 有相似性特征的工件； 3）能适用于精密加工的高精度机床夹具； 4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具； 5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率； 6）提高机床夹具的标准化程度 。 2 3发展趋势 长期以来，加工工艺编制是由工艺人员凭经验进行的。如果由几位工艺员各自编制同一个零件的工艺规程，其方案一般各不相同，而且很可能都不是最佳方案。这是因为工艺设计涉及的因素多，因果关系错综复杂。 是机械加工工艺的发展趋势，它不仅提高了工艺设计的质量，而且使工艺人员从繁琐 重复的工作中摆脱出来，集中精力去考虑提高工艺水平和产品质量问题。 2 3 1夹具的发展趋势 现代机床夹具的发展 趋势 主要表现为标准化、高效化、精密化和柔性化等四个方面。 （ 1）标准化 机床夹具的目的就在于提高生产效率，这样也就必使其具有标准化和通用化，而 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准： 2148 91 以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产 5 准备周期，降低生产总成本。 （ 2）高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高 5 倍左右；在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为 9000r/条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的 效率。 （ 3）精密化 机床夹具的精度会直接影响到零件的加工精度，而 随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达 用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为 5 m。 这些精密化的夹具为以后零件加工的精度提供了保证。 （ 4）柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具 种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。 2 3 2机械加工制造技术 的发展趋势 （ 1）特种加工 它是指一些物理的、化学的加工方法，如电火花加工、电解加工、超声波加工、激光加工、离子束加工等。特种加工方法的主要对象是难加工材料的加工，如金刚石、陶瓷等超硬材料的加工，其加工精度可达分子级加工单位或原子级加工单位，所以它又常常是精密加 工和超精密加工的重要手段。特种加工与传统加工相结合的复合加工有较大的发展前途。 （ 2）快速成形 利用离散、堆积成形概念，可将一个三维实体分解为若干二维实体制造出来，再经堆积而构成三维实体。 （ 3）精密工程 它包括精密加工的超精密加工技术、微细加工和超微细加工技术、微型机械和纳米技术等方面。当前，以纳米技术为代表的超精密加工技术和以微细加工为手段的微型机械技术有重要意义，它们代表了这一时期精密工程的方向。 （ 4）传统加工工艺的改造和革新 这一方面的技术潜力很大，如高速切削、超高速切削、强力磨削、超硬材料 磨具的出现都对加工理论的发展、加工质量和 6 效率的提高有重要意义。另一方面，旧设备的改造和挖潜，如普通机床改造成数控机床等，对机械工业的发展和提高是不容忽视的。 第三章 简单的评述 综上，机械加工艺及夹具随着科技的发展都使计算机技术、数控技术、控制论及系统工程与制造技术的结合为制造系统，形成现代制造工程学。而物料流、能量流、信息流是组成制造系统的三个基本要素。现代加工都为集成化的系统加工，这虽减轻了工人的劳动强度，但同时对工人的知识水平要求较高。这需要我们全方位的认知现代科技知识。因此，在以后的学习中需要我们 全方位的学习其各个相关领域的知识，不能只注重一点，为将来的人才战略提出了新的要求。 在机械制造中 ， 为完成需要的加工工序 、 装配工序及检验工序等 ， 使用着大量的夹具。利用夹具 ， 可以提高劳动生产率 ， 提高加工精度 ， 减少废品 ， 可以扩大机床的工艺范围 ， 改善操作的劳动条件。因此 ， 夹具是机械制造中的一项重要的工艺装备。夹具设计的基础理论一个好的机床夹具 ， 首先要保证能加工出合格的产品。为此 ， 所设计的夹具首先应满足以下两项要求 ：第一， 在未受外力作用时 ， 加工件对刀具和机床应保持正确的位置 ， 即加工件应有正确的定 位 。第二，在加工过程中 ， 作用于加工件上的各种外力 ， 不应当破坏加工件原有的正确定位 ，即对加工件应有正确的夹紧。 7 参 考 文 献 1 孙丽媛，机械制造工艺及专用夹具设计指导，北京：冶金工业出版社， 2002。 2 东北重型机械学院等，机床夹具设计手册，上海：上海科学技术出版社， 1979。 3 刘守勇等 ， 机械制造工艺与机床夹具 . 北京 :机械工业出版社， 4 王启平 ， 机床夹具设计 M哈尔滨工业大学出版社， 1988. 5 林文焕 机床夹具设计 M国防工业出 版社， 1987. 6 徐发仁 ， 机床夹具设计 M重庆大学出版社， 7 王昆等 ， 机械设计课程设计 M 高等教育出版社， 1995 8 邱宣怀 ， 机械设计 M北京 :高等教育出版社， 1997 9 柯明扬 ， 机械制造工艺学 M. 北京 :北京航天航空大学出版社， 1995 10 孟少龙，机械加工工艺手册第 1 卷，北京：机械工业出版社， 1991。 11 金属机械加工工艺人员手册修订组，金属机械加工工艺人员手册，上海：上海科学技术出版社， 1979。 12 1973. 13 1984 . 14 G. o.,1980. 15 E. 982. 1 目 录 摘要 1 绪论 1 1 2 3 2 钳工用液压台虎钳总体方案的设计 1 2 3 3 液压台虎钳各部分的设计 4 4 虎 钳 身 的 设计 8 定钳身的设计 9 动 钳 口 的 设计 9 钳 与 工 作 台 的 联 接 设 2 计 10 4 台钳的使用说明书 15 5 全文总结 36 参考文献 43 致谢 44 附录 摘 要 传统的台虎钳工作效率比较低，传统台虎钳是螺纹 传动，无法实现快速夹紧与松开，使得生产效率比较低。现有的液压台虎钳基本上用在车床上，能实现快速夹紧与松开，但是要配有一个机动的动力源，如果用在钳工上就成本太高，所以不适用。新设计的钳工用液压台虎钳，不但可以实现快速夹紧与松开的同时，液压系统的动力源为手动，这样相对于机床用的台虎钳来说成本比较低，只比传统台虎钳的成本高不了多少。 针对现在社会生产越来越多的精巧和比较溥的零件而设计的。虽说现在的加工技术越来越好，精度越来越高，但是很多零件的精度还是通过钳工加工来保证。但是精巧的零件一般都比较小，在钳工时要求夹紧 力合适，由其是硬塑料零件的加工，夹紧力过大则变形或损坏而成为废品，这样就得不偿失。而现用的台虎钳都是用螺 3 纹的，夹紧力的大小由加工师傅的经验来保证，所以这样就会是生产效率低成而使成本上涨。这与现在的市场经济规例不合，所以就要求对此设计一种新的台虎钳来保证，而钳工用液压台虎钳就满足上面的要求。 为了实现快速夹紧与快速松开，将传统的螺纹改成液压传动，活动钳身的固定通过刹车手柄来带动钢带刹车块通过摩擦力来抱死活动钳身，从而实现活动钳身的快速移动，而夹紧力则由夹紧弹簧来保证 大小。 液压台虎钳与传统的螺纹台虎钳相比是有不足之处的。一是在成本上要比传统的台虎钳要贵，而且相对来说 ,制造复杂 ,操作也复杂一些 ;二是液压台虎钳的受力方向受到限制，较大的力（如冲击力）只能朝固定钳身方向，给操作者带来不便。这些不足之处是还需改进的，以后要朝这个方向努力。 关键词 ：液压传动；螺纹传动；夹紧力 4 he is of of by It to of In it a in go to at so in a In to of on by 5 of by We to of by of is on it is a in of is as be in of to be is in of 6 7 1 绪论 工用液压台虎钳设计的实际意义 钳工用液压台虎钳，是现在市场所没有的。一、根据现在生产核技术越来越高，生产精度越高，同时也是生产越来越精巧，夹紧力也要求越来越准确，不能过大过小。但传统的台虎钳所产生的夹紧力是根据师傅的经理来保证的，因此极有可能会产生以上的不足而使废品率提高，根据生产的需要，特此设计一套适合加工的钳工用液压台虎钳。二、传统的台虎钳工作效率比较低，传统台虎钳是螺纹传动，无法实现快速夹紧与松开，使得生产效率比较低。现有的液压台虎钳基本上用在车床上，能实现快速夹紧与松开 ，但是要配有一个机动的动力源，如果用在钳工上就成本太高，所以不适用。新设计的钳工用液压台虎钳，不但可以实现快速夹紧与松开的同时，液压系统的动力源为手动，这样相对于机床用的台虎钳来说成本比较低，只比传统台虎钳的成本高不了多少。 钳工用液压台虎钳有以上优点，新的台虎钳的问世是迟早的问题，是必然的趋势。 为了保证台虎钳的可用性，我用 4000N 的力来进行设计各部分的尺寸。液压台虎钳的设计共分为以下几个部分： 一、绪论； 二、设计方案的设计与选择； 三、台虎钳各部分的设计 四、完成装配图 8 五、写好使用说明书 工用液压台虎钳的工作原理 钳工用液压台虎钳的工作原来就是将传统的螺纹夹紧换成液压系统，利用液压系统的系统压力可调节的，通过计算可以调出钳口的夹紧力的大小，这样就不会出来夹紧力过小或过大对产品造成的损害。详解请看原理图： 1、调整螺母， 2、弹簧， 3、活动钳身固定杆， 4、液压油管联接螺母， 5、活动钳口， 6、柱塞缸， 7、柱塞泵， 8、底座， 9、固定钳口， 10、刹车手柄， 11、刹车， 12、带型刹车磨擦块， 13、挡圈螺母， 15、液压油管， 16、油泵手柄， 17、钳口，等组成。 图 工用液压台虎钳示意图 其工作原理具体为： 台虎钳的夹紧力是靠弹簧来保证的，液压系统在止的功用只是让活动钳口克服弹簧的张力向左移动一点距离。其工作步骤如下： 9 一、通过调整调整螺母 1，调整好弹簧在图示位置的张力，使张力等于要加工零件的夹紧力。 二、压油压手柄 16，通过油管 15 给 6 柱塞缸注入液压油，通过6 推动 5 活动钳口向左移动。并且将 16 卡入（图示位置，在 16 的下方方块）方块中。 三、用手推动活动钳身向左移动，并且给工件一个初始的夹紧力（预紧力），然后用手扳动手柄 10，通过带型刹车磨擦 块死死的抱死 3 活动钳身固定杆，使它不能再动。 四、完成以上工作以后，就放开油刹手柄 16，释放液压系统的压力，让弹簧的张力来实现夹紧工作。从而实现快速夹紧。 五、加工完以后，只需松开手柄 10，然后用手拖开活动钳身就可以实现快速松开。 工用液压台虎钳的优缺点 与传统的螺纹台虎钳相比，钳工用液压台虎钳有下列优点： 确的调出夹紧力的大小。 1 液压台虎钳可以实现快进与快退，可以在几秒钟内实现夹紧与松开，大大提高了工作效率，这是传统台钳所无法比拟的。 2 液压零件 现在已标准化了，可以便于设计和选用。 与传统的螺纹台虎钳相比，钳工用液压台虎钳有下列缺点： 1 钳工用液压台虎钳相对于传统的螺纹来说成本提高不少。 2 钳工用液压台虎钳相对于传统台钳来说，操作比较复杂一点。 10 2 钳工作液压台虎钳总体方案的设计 本设计中，充分考虑到台虎钳的功能需求和与液压系统的配合需求，在具体实现的过程中，以系统的可靠性与易用为准则，尽量把钳工用液压台虎钳设计成为一个功能齐全、可靠性高且易于使用的产品 工用液压台虎钳几种设计方案及工作原理 由于钳工用液压台虎钳，是市场现在没有的，根据现用台 虎钳为基础进行改进，有下面两种设计方案。 A 与 B 方案都能实现快速夹紧与松开。 1、活动钳身， 2、小活动钳口， 3、液压泵手柄， 4、弹簧， 5、柱塞泵， 6、刹车手柄， 7、挡块， 8 柱塞缸 图 压台虎钳设计方案 A 此种设计方案的工作原理是：先压液压手柄 3 给柱塞缸 8 注入 11 液压油使小活动钳口向右移动，然后放入工件再用手推动活动钳身1，给工件一个预紧力，之后就用手往下压刹车手柄 6，使活动钳身迅速固定不动，再后就是放松液压泵手柄 6，使液压系统压力为零，此时释放弹簧的张力，通过弹簧的张力来对工件进行夹紧。实现在快速夹 紧。只要把刹车手柄 6 往上拉，就要可以拖动活动钳口，成而实现快速松开。 1、调整螺母， 2、弹簧， 3、液压泵手柄， 4、柱塞泵， 5、柱塞缸，6、活动钳口， 7、固定钳身， 8、刹车手柄 图 压台虎钳设计方案 B 此种设计方案的工作原理和 A 种设计方案的差不多，不同之处就在于 B 方案压液压泵手柄 3 时，活动钳口向右移。在这里就不多说了。 计方案的选择 1、 A 种设计方案，虽说设计与加工比 B 种设计方案要简单，也可以 12 实现快进与快退，但是在加工（如锉削、凿削、锯削）时，主受力方为弹簧的那个方向，因为弹簧虽说可以保 证夹紧，但是在受到冲击力时会因力的突然增大，而使工件的松动。这对工件（如表面质量）也会造成一定的影响；如果冲击力是朝活动钳身这边，因力的突然增大会使得磨擦块产生的摩擦力无法抱死活动钳身这样会使以前的夹紧没效。会使以前的定位无效。 2 B 种设计方案，虽说设计与加工比 a 种设计方案稍要复杂，同时可以实现快进与快退，但是解决了 a 种设计方案在加工时的主要缺点。因为在受到冲击力的方向只要朝向固定钳身这边，所以不管受多大的力，都不会使工件产生松动。 比较这两种设计方案，两种方案都能实现快速夹与快速松开， 加工时没有冲击的场合，但是钳工用的台虎钳，不可能在加工时不会不遇到冲击力的，反而是经常会遇到这种情况，所以 A 种设计方案不可取。 B 种设计方案呢，则可以受到冲击力，只要保证受力方向朝固定钳口方向就没有问题了，在钳工加工是要保证受力方向是没有问题的。 由此可见 B 要比 A 优，所以我选择设计方案 B。 13 3 液压台虎钳各部分的设计 压缸的选择 将传统的螺纹传动改成液压，因此液压缸的设计，将是整个台虎钳里面最主要的动力元件，也是能否能降低成本的关键。所以选择液压缸根据如下几点： 1 推力为 4000N 的力，再 加上柱塞式液压缸市场上没要一定的标准，所以选用柱塞直径为 180柱塞式液压缸。（见图）在台虎钳工作时，钳中的开度与液压缸的伸长长度与无关，而加紧时所以液压缸的伸长长度与台虎钳的开度无关，因而要求结构紧凑。所以选择一个开度小的液压缸。 2 因为液压元件是标准件，所以尽量选择标准件。 3 为了使液压系统的泄露较小，所以要求系统压力为低压（保证系统压力 P25所以选择活塞横截面积大一点的。 根据选择的系统压力和夹紧力 A=F/P A：柱塞有效工作面积 F：柱塞推力 P：液体工作压力 平方毫米，这么小的横 截面积在市场上没有，更何况要柱塞柱去 14 图 塞式液压缸 压泵的选择 为了保证操作都轻松，所以要求液压泵的横截面积小于液压缸的横截面积。为了减低成本，再就是便于设计，所以选择柱塞直径为 8柱塞式液压缸。见图 15 图 塞式液压泵 所以止时液压系统的压力为 A= P=250/() =15：柱塞有效工作面积 d：柱塞直 但根据弹簧的张力等于 F= ：弹簧的张力 ：弹簧 的改变长度 所以当液压缸推动活动钳口移动时，越推会力越大，所以要求 以取 15以系统压力为 15时做用在柱塞式液压泵上的力应为 还经杠杆原理，所以操作者不需用到一百牛的力，操作起来就不会感到很吃力，所以选取的液压元件合理。 台虎钳身的设计 钳工用液压台虎钳的设计要求是整体高度不超过 250了使结构紧凑，所以对现用的台虎钳钳身必须进行修改方能适用。钳身的设计中遇到的强度等方面的考虑可以参照已有台虎进行设计，故可以免除强度计算。 动 钳身的设计 为了便于加工，将传统的整体活动钳身改为由几部分组成，活 16 动钳身主要由活动钳口、钳身杆、液压缸、液压泵组成。其结构如图所示： 图 动钳口示意图 为了设计和制造简单，降低成本。其液压系统没有油箱，这样就要求工作者定期加油，活动钳口这样设计的作用主要是便于快速夹紧与松开，只要固定钳身能快速抱紧与松开钳身杆，其余的事就全交给活动钳口了，为了满足这些要求将活动钳口用弹簧来推动来实现夹紧，其工作原理是： 一、工作者能过调整螺母 7 来调
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