毕业设计（论文）-台虎钳的设计及加工.doc

金 华 职 业 技 术 学 院JINHUA COLLEGE OF PROFESSION AND TECHNOLOGY毕业综合项目成果 （2012届）题 目 台虎钳的设计及加工 学 院 机电工程学院 专 业 数控技术 班 级 数控091 学 号 200934020290130 姓 名 潘松伟 指导教师 王瑞敏、李银海 2011年 12月 20日金华职业技术学院毕业教学成果目 录摘要1引言 11台虎钳的设计及加工2 1.1钳座本体的设计及加工2 1.2 固定钳口的设计及加工3 1.3 安装定位块的设计及加工4 1.4 滑动钳口的设计及加工6 1.5 丝母的设计及加工8 1.6 丝杆的设计及加工9 1.7 定位滑板的设计及加工10 1.8 挡圈的设计及加工12 1.9 V形钳口的设计及加工13 1.10 手柄的设计及加工15 1.11 标准件的选择162台虎钳的装配及工作原理17 3.1台虎钳的工作原理17 3.2台虎钳的装配示意图18 3.2.1没装上V形钳口的台虎钳效果示意图18 3.2.2装上V形钳口的台虎钳效果示意图19 3.3台虎钳的爆炸视图20结论 20谢辞 21参考文献 22台虎钳的设计及加工 机电工程学院 数控技术专业 潘松伟摘要：台虎钳在机械加工、修理等行业应用十分广泛，是一种不可缺少的加工工具，文章主要介绍了台虎钳设计及加工。本人利用半年的时间来设计和去车间加工实物，根据多种相关参考资料结合实际，使用UG软件进行设计，内容主要介绍了，根据资料用UG NX软件对台虎钳各个零件进行三维实体造型、装配、爆炸及三维转AutoCAD二维图，还有经过去车间的努力加工的成品台虎钳，由此提高了本人对此软件的应用技术能力和实际的操作能力。关键词：台虎钳 造型 设计 装配 爆炸 二维图 加工引言机械加工中，台虎钳是较为常见的装夹工具，它分机用和手用两种，本次设计的台虎钳打破了传统台虎钳的结构，从利于加工的角度进行设计，对台虎钳的每个部件都进行了改进设计，但工作原理还是利用两钳口作定位基准，靠丝杆、丝母传送机械力的原理进行工作的。台虎钳结构简单，装夹迅速。加工时省时省力，提高了加工效率、加工精度、产品质量。但是台虎钳也有其不足之处，如不能较好的装夹外形较为复杂和不规则工件。主要原因是台虎钳钳口是平直的， 不适于装夹球形，特别是圆柱形工件。机加工时工件易位移，有时工件还会飞出机床台面。为此，特别增加台虎钳的钳口进行的改进设计，以满足其使用功能的要求，使其更加的实用化。本次课题设计使用的软件是UG NX6.0。此软件可对许多二维及三维空间上的不同应用环境进行利用处理，是应用较广，实用性大，多功能软件。加工使用的机床是车床，铣床，钻床。这些机床可以满足对台虎钳的加工要求。本人在接受本课题后，对具体资料数据进行分析处理，且将扮演一名设计者的角色，学习培养运用UG软件基本知识，熟练掌握UG软件基本功能，完成台虎钳的三维造型，装配及三维转AutoCAD二维图。并通过对台虎钳的三维转AutoCAD二维图，自学有关三维转AutoCAD二维的基本知识，还要扮演一名加工者的角色，运用了车床，铣床，钻床进行加工。经过反复的装配与使用，发现也存在许多的问题，也弥补了以前未能解决的问题。从设计到加工一条龙的服务。培养发现问题、分析问题、处理问题和自学的能力，形成应职应岗能力。1 台虎钳的设计1.1 钳座本体的设计及加工在钳座本体的设计过程中，要考虑到在其上有滑块的运动，因此需要有导向的作用，也要考虑到加工的顺利进行，还有在其上的各孔的位置的精确计算和确定，这关系到装配的时候能否符合实际要求情况。（1）钳座本体的三维实体图（图1、图2）所示。定位孔螺纹孔图1 钳座本体 （正面） 图2 钳座本体（底面）（2）钳座本体的二维工程图（图3）所示。图3 钳座本体（3）钳座本体的加工加工钳座本体选择毛坯80X142X30。选择刀具D12R8的牛鼻刀，D10的立铣刀，D63R6的牛鼻刀，D6的铰刀。选择钻头D3.2，D5.8的钻头进行铣床加工。铣床加工：因为毛呸各个面的垂直度，平行度不一样，会影响到工件的使用，所以此处的毛呸需要先进行打表铣面处理，每个面留0.2余量。用D12R8的牛鼻刀对钳座本体进行粗加工，D10的立铣刀进行精加工。用D3.2钻头对M4螺纹孔进行打孔，M4丝锥攻螺纹。用5.8钻头对D6的定位销孔进行打孔，D6的铰刀进行铰孔。加工后成品如（图4、图5）所示。图4 钳座本体 （正面） 图5 钳座本体（反面）1.2 固定钳口的设计及加工固定钳口的设计过程中，既要考虑到加工的顺利进行，也要考虑到与钳座本体连接处的位置尺寸，这关系到装配的时候能否符合实际要求情况。因此在设计的时候采用以钳座本体的尺寸为主的画法，整体确定位置和具体尺寸，所以尺寸的确定过程中就需要校核相应的关系，这样就能更好的实现其功能。螺纹孔（1）固定钳口的三维实体图（图6、图7）所示。沉头孔定位孔图6 固定钳口（正面） 图7 固定钳口（反面）（2）固定钳口的二维工程图（图8）所示。图8固定钳口（3）固定钳口的加工成品图（图9、图10）所示。图9 固定钳口（正面） 图10 固定钳口（反面）1.3 安装定位块的设计及加工安装定位块设计过程中，既要考虑到加工的顺利进行，也要考虑到与钳座本体连接处的位置尺寸，还要考虑一个导向孔的确定位置和具体尺寸，这关系到装配的时候能否符合实际要求情况。因此在设计的时候采用以钳座本体的尺寸为主的画法，整体确定位置和具体尺寸，所以尺寸的确定过程中就需要校核相应的关系，这样就能更好的实现其功能。需要有导向的作用。（1）安装定位块的三维实体图（图11、图12）所示。导向孔沉头孔定位孔图11 安装定位块（正面） 图12 安装定位块（反面）（2）安装定位块的二维工程图（图13）所示。图13安装定位块（3）安装定位块的加工成品图（图14、图15）所示。定位销螺钉图14 安装定位块（正面） 图15 安装定位块（反面）1.4 滑动钳口的设计及加工滑动钳口的设计过程中需要和钳座本体相配，因此在尺寸的计算过程中需要参考钳座本体的相关尺寸，再根据配合要求以确定实际尺寸，在计算的过程中，需要考虑安装定位块的导向孔与滑动钳口的丝母孔的确定位置和具体尺寸。（1）滑动钳口三维实体图（图16、图17）所示。丝母孔螺纹孔螺纹孔图16 滑动钳口 （正面） 图17 滑动钳口（底面）（2）滑动钳口的二维工程图（图18）所示。图18滑动钳口（3）滑动钳口的加工成品图（图19）所示。图19滑动钳口1.5 丝母的设计及加工丝母的设计过程中需要和滑动钳口相配，因此在尺寸的计算过程中需要参考滑动钳口的相关尺寸，再根据配合要求以确定实际尺寸，在计算的过程中，需要考虑丝母的内螺纹的确定位置和具体尺寸，这关系到装配的时候能否符合实际要求情况。沉头孔螺纹孔（1）丝母三维实体图（图20、图21）所示。图20 丝母 （正面） 图21 丝母（反面）（2）丝母的二维工程图（图22）所示。图22丝母（3）丝母的加工成品图（图23）所示。图23丝母1.6 丝杆的设计及加工丝杆的设计过程中需要和丝母与安装定位块相配，因此在尺寸的计算过程中需要参考丝母与安装定位块的相关尺寸，再根据配合要求以确定实际尺寸，在计算的过程中，需要考虑丝杆的定位孔的确定位置和具体尺寸，这关系到装配的时候能否符合实际要求情况。（1）丝杆三维实体图（图24）所示。定位孔螺纹孔图24丝杆（2）丝杆的二维工程图（图25）所示。图25丝杆（3）丝杆的加工成品图（图26）所示。图26丝杆1.7 定位滑板的设计及加工定位滑板的设计过程中需要和滑动钳口与钳座本体相配，因此在尺寸的计算过程中需要参考滑动钳口与钳座本体的相关尺寸，再根据配合要求以确定实际尺寸，这关系到装配的时候能否符合实际要求情况。（1）定位滑板三维实体图（图27图28）所示。 图27定位滑板（正面） 图28 定位滑板（反面）（2）定位滑板二维工程图（图29）所示。图29定位滑板（3）定位滑板的加工成品图（图30）所示。图30定位滑板1.8 挡圈的设计及加工挡圈的设计过程中需要和丝杆相配，因此在尺寸的计算过程中需要参考滑丝杆的相关尺寸，再根据配合要求以确定实际尺寸，这关系到装配的时候能否符合实际要求情况。（1）挡圈三维实体图（图31）所示。定位孔图31挡圈（2）挡圈二维工程图（图32）所示。图32挡圈（3）挡圈的加工成品图（图33）所示。图33挡圈1.9 V形钳口的设计及加工V形钳口的设计过程中需要和固定钳口和钳座本体相配，因此在尺寸的计算过程中需要参考固定钳口和钳座本体相关尺寸，再根据配合要求以确定实际尺寸，这关系到装配的时候能否符合实际要求情况。（1）V形钳口三维实体图（图33图34）所示。沉头孔图33V形钳口（正面） 图34V形钳口（侧面）（2）V形钳口的二维工程图（图35）所示。图35V形钳口（3）V形钳口的加工成品图（图36）所示。图36V形钳口1.10 手柄的设计及加工手柄的设计过程中需要和丝杆相配，因此在尺寸的计算过程中需要参考滑丝杆的相关尺寸，再根据配合要求以确定实际尺寸，这关系到装配的时候能否符合实际要求情况。（1）手柄三维实体图（图37图38）所示。 沉头孔图37 手柄（正面） 图38 手柄（反面）（2）手柄二维工程图（图39）所示。图39手柄（3）手柄的加工成品图（图40）所示。图40手柄1.11 标准件的设计（1）根据设计需求和台虎钳的使用性能要求，本设计中选取标准件圆柱销GB/T 199.12000。查取设计手册可得相关尺寸，根据查得的相关尺寸设计得销的三维实体图（图41）。图41用于定位的圆柱销（2） 根据设计需求和台虎钳的使用性能要求，本设计中选取标准件内六角圆柱螺钉GB/T 70.12000。查取设计手册可得相关尺寸，根据查得的相关尺寸设计得内六角圆柱螺钉的三维实体图（图42）。图42用于固定的内六角圆柱螺钉(3) 根据设计需求和台虎钳的使用性能要求，本设计中选取标准件开槽圆柱螺钉GB/T 652000。查取设计手册可得相关尺寸，根据查得的相关尺寸设计得开槽圆柱螺钉的三维实体图（图43）。图43用于固定定位滑块和滑动钳口的开槽圆柱螺钉3. 台虎钳的装配及工作原理3.1 台虎钳的工作原理本次毕业设计的台虎钳（图44）由钳座本体、固定钳口、安装定位块、滑动钳口和丝母等零件组成。当手柄转动丝杆时，由丝杆的左边用固定销卡住，使它只能在安装定位块的导向孔中转动，而不能沿轴向移动，这时丝杆就带丝母，使滑动钳口沿钳座本体的内腔作直线运动。丝母与滑动钳口用螺钉连成整体，这样使钳口闭合或开放，便于夹紧和卸下零件（图44）。安装定位块钳座本体定位滑块固定销手柄挡环丝杆丝母滑动钳口固定钳口图44没装上V形钳口的台虎钳3.2 台虎钳的装配示意图（1）台虎钳的装配的约束和各部件如（图45图46）。图45约束 图46各部件3.2.1 没装上V形钳口的台虎钳效果示意图（1）在UG中没装上V形钳口的台虎钳效果示意（图47）。图47没装上V形钳口的台虎钳（2）在加工成品中没装上V形钳口的台虎钳效果示意（图48图49）。图48台虎钳极限张开的状态 图49台虎钳极限闭合的状态3.2.2 装上V形钳口的台虎钳效果示意图（1）在UG中装上V形钳口的台虎钳效果示意（图50）。图50装上V形钳口的台虎钳效果示意（2）在加工成品中装上V形钳口的台虎钳效果示意（图51图52）。 图51台虎钳极限张开的状态 图52台虎钳极限闭合的状态3.3 台虎钳的爆炸示意图运用UG软件对台虎钳的装配进行的爆炸，获得如图 53所示效果。图54台虎钳的爆炸视图4 结论通过本次毕业设计让我的角色从一名设计者到一名加工者，让我不单单只会纸上谈兵，而是实实在在的把我设计的产品通过机床把它加工出来，给它赋予生命 ，让它在真实的环境下运动起来。首先通过努力我对Unigraphics NX软件的实体造型、装配等功能有一定了解，并能熟练运用实体造型中的有关属性命令，如：拉伸、扫描、旋转、拔摸、倒圆角等其它命令。特别是UG三维转AutoCAD二维图，完全是通过自己的自学，独立完成的一块，对我有着非常深刻的意义。我深刻的了解到自学的重要性，也了解到Unigraphics NX软件的功能之强大、技术之先进，为造型设计、机械设计、模具设计、加工制造等同领域提高了完整的解决方案，只有通过自学，才能在以后UG这个领域上得到更多的收获，毕竟，我们在学校里的时间是有限的。毕业设计培养了我对零件的三维造型能力。另外还利用自己的努力利用课余时间去车间完成了自己设计的台虎钳，我重点运用了车床，铣床，钻床进行加工。经过反复的装配与使用，发现也存在许多的问题，也弥补了以前未能解决的问题，让我受益不少。从设计到加工应用所学的Unigraphics NX6.0软件，AutoCAD软件，车床，铣床，钻床。通过台虎钳的造型设计、装配，UG三维转AutoCAD二维图及加工过程，培养了自己的学习能力、创新能力、思维能力。在由发现问题到解决问题的过程中，使我对设计方面也奠定了一定的基础。我相信通过此次的学习我会更加努力的学习，当我完成一个