機(jī)用臺虎鉗的工作原理

《機(jī)用臺虎鉗的工作原理》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)用臺虎鉗的工作原理（20頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、- 20 -目 錄前 言 4第一部分 加工方案41.1 課題介紹31.2 機(jī)用臺虎鉗工作原理41.3 對臺虎鉗各個零件的設(shè)計(jì)6第二部分 加工工藝與技術(shù)難點(diǎn)102.1 臺虎鉗結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求102.2 材料毛坯的選擇與加工方案15第三部分 臺虎鉗鉗口結(jié)構(gòu)改進(jìn)193.1 臺虎鉗的分析改進(jìn)18第四部分 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)21參考文獻(xiàn)22前 言機(jī)械是人類生產(chǎn)勞動的重要工具。幾十年來，在數(shù)控機(jī)床向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，相應(yīng)的夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件之一。常用的幾種夾具主要有：可調(diào)夾具；組合夾具；數(shù)控機(jī)床夾具等。而虎鉗

2、是最常用最經(jīng)濟(jì)最普及的一種夾具，其結(jié)構(gòu)簡單裝夾迅速，定位準(zhǔn)確，加工時省時省力，提高了加工效率和加工精度。提高了產(chǎn)品質(zhì)量。機(jī)械加工中，臺虎鉗是較為常見的裝夾工具，它分機(jī)用和手用兩種，都是利用兩鉗口作定位基準(zhǔn)，靠絲杠，螺母傳送機(jī)械力的原理進(jìn)行工作的。臺虎鉗結(jié)構(gòu)簡單裝夾迅速，加工時省時省力，提高了加工效率和加工精度。提高了產(chǎn)品質(zhì)量。但是臺虎鉗也有其不足之處。如不能較好的裝夾外形較為復(fù)雜的工件。主要原因是臺虎鉗鉗口是平直的，不適于裝夾圓柱形工件，機(jī)加工時工件易位移，有時工件還會飛出機(jī)床臺面。為此，特對臺虎鉗的鉗口進(jìn)行結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)。以滿足更多使用功能的要求，使其更加的實(shí)用化。關(guān)鍵詞：夾具 孔系加工 自

3、動加工 第一部分 加工方案1.1 課題介紹本次課題主要設(shè)計(jì)的是普通型臺虎鉗。但是因?yàn)槠胀ㄐ团_虎鉗的鉗口是平的，無法裝夾球型，特別是圓柱型工件。機(jī)加工時工件容易位移，甚至飛出工作臺面，為此，筆者對它的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)。以滿足了其使用要求，更實(shí)用化。根據(jù)學(xué)校在這次課題設(shè)計(jì)中所提供的材料、設(shè)備，我在選擇設(shè)計(jì)課題時緊扣兩點(diǎn)：一、最大限度的應(yīng)用所學(xué)知識二、在保證時間的前提下課題能完美的完成。最終選擇臺虎鉗為我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題。如下圖所示：圖1 臺虎鉗效果圖1.2 機(jī)用臺虎鉗的工作原理臺虎鉗由固定鉗座1，鉗口板2，活動鉗身4，螺桿8和方塊螺母9等零件組成。當(dāng)用扳手轉(zhuǎn)動螺桿8時，由于螺桿8的左邊用開口銷卡住

4、，使它只能在固定鉗座1的兩圓柱孔中轉(zhuǎn)動，而不能沿軸向移動，這時螺桿8就帶動方塊螺母9，使活動鉗身4沿固定鉗座1的內(nèi)腔作直線運(yùn)動。方塊螺母9與活動鉗身4用螺釘3連接整體，這樣使鉗口閉合或開放，便于夾緊和卸下零件。（圖2）。固定鉗座1在裝配件中起支承鉗口板2，活動鉗身4，螺桿8和方塊螺母9等零件的作用，螺桿8與固定鉗座1的左，右端分別以12H8/f7和18H8/f7配合，活動鉗身4與方塊螺母9以20H8/f7間隙配合。固定鉗座1的左、右兩端是由12H8和18H8水平的兩圓柱孔組成，它支承螺桿8在兩圓柱孔中轉(zhuǎn)動，其中間是空腔，使方塊螺母9帶動活動鉗身4沿固定鉗座1作直線運(yùn)動。圖2 普通臺虎鉗的裝配圖

5、1.3 對臺虎鉗各個零件的設(shè)計(jì)1.固定鉗座的設(shè)計(jì)該零件一般選用灰鑄鐵，常用的牌號為HT200。這是因?yàn)榛诣T鐵不僅成本低，而且具有較好的耐磨性、可鑄性、可切削性和阻尼特性。精度要求較高的鉗身可選用耐磨鑄鐵，或鑄鋼件。對單件生產(chǎn)或某些簡易的鉗座，為縮短身纏周期和降低生產(chǎn)成本，也采用鋼件焊接結(jié)構(gòu)。根據(jù)固定鉗座的零件圖，先畫出三維實(shí)體圖，選取材料為T200。圖3 固定鉗座的零件圖4 固定鉗身的三維實(shí)體圖2.活動鉗身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)活動鉗身的零件圖畫出三維實(shí)體圖，選取材料為HT200?；顒鱼Q身的零件圖：圖5 活動鉗身的零件圖圖6 活動鉗身的三維實(shí)體圖3.方塊螺母的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)方塊螺母的零件圖畫出三維實(shí)體圖

6、，選取材料為Q235方塊螺母的零件圖。圖7 方塊螺母零件圖圖8 方塊螺母三維實(shí)體圖4.鉗口板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)鉗口板的零件圖畫出三維實(shí)體圖，選取材料為45。鉗口板零件圖（圖9）圖9 鉗口板零件圖圖10 鉗口板三維實(shí)體圖第二部分 加工方案與技術(shù)難點(diǎn)2.1 臺虎鉗結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求一、孔徑精度 該螺桿支撐孔的尺寸誤差和幾何形狀誤差會使螺桿與其配合不良?？讖竭^大，配合過松，使螺桿回轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，并降低了支承剛度，易產(chǎn)生晃動；孔徑過小，配合過緊，螺桿將因外環(huán)變形而不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，縮短壽命。螺孔不圓，也使螺桿外環(huán)變形而引起徑向跳動。從上分析可知，對孔的精度要求較高，螺孔的尺寸精度為IT6級，孔的幾何形狀誤差控制在

7、尺寸公差范圍之內(nèi)。二、孔形位公差要求 同一軸線上各孔的同軸度誤差和孔端面對軸線的垂直度誤差，形位公差如果不能保證，會使螺桿裝配到鉗身上后產(chǎn)生歪斜，致使螺桿產(chǎn)生徑向圓跳動，和軸向竄動，加劇磨損?？紫抵g的平行度誤差會影響螺桿傳動質(zhì)量。一般同軸上各孔的同軸度約為最小孔尺寸公差之半。一般都要規(guī)定螺桿軸線對安裝基面的平行度公差。在垂直和水平面兩個方面上允許螺桿前端向上向前偏。. 保證同軸孔系同軸度的方法：1）利用已加工孔作支承導(dǎo)向 當(dāng)臺虎鉗前壁上的孔徑加工好后，在孔內(nèi)裝一導(dǎo)向套，通過導(dǎo)向套支承鏜桿加工后壁上的孔，以保證兩孔的同軸度要求。此法適用于加工前后壁相距較近的同軸線孔。2）采用調(diào)頭鏜 當(dāng)前后壁相

8、距較遠(yuǎn)時，可用“調(diào)頭鏜”。工件在一次裝夾下，鏜好一端的孔后，將工作臺回轉(zhuǎn)180，鏜另一端的孔。對同軸度要求不高的孔，可選擇普通鏜床鏜削；對同軸度要求較高的孔，可選擇臥式加工中心鏜削。對于我設(shè)計(jì)的虎鉗，由于鉗身尺寸相對較小，對同軸度要求的孔， 可采用銑平端面打中心孔鉆半精鏜孔口倒角精鏜或（絞）。鏜刀可采用加長減震鏜刀一次裝夾完成鏜孔。同時此法也可保證孔與端面的垂直度要求。必須要求工件在一次裝夾下完成。. 孔加工方法：孔的加工精度為IT7級，一般可采用鏜（擴(kuò)）粗鉸精鉸或粗鏜（擴(kuò)）半精鏜精鏜攻螺紋加工方案（若未鑄預(yù)孔則應(yīng)先鉆孔）。以上兩種方案均能使孔的加工精度達(dá)IT7級，表面粗糙度達(dá)Ra0.632.

9、5mm。當(dāng)空的精度高于IT6級、表面粗糙度值小于Ra0.63um時，還應(yīng)增加一道超精加工（常用精細(xì)鏜、衍磨等）工序作為終加工；單件小批生產(chǎn)時，也可采用浮動鉸孔。三、主要平面的精度 裝配基面的平面度誤差影響活動鉗身與固定鉗身連接時接觸剛度。若在加工過程中作為定位基準(zhǔn)時，還會影響孔的加工精度。因此規(guī)定底面和導(dǎo)向面必須平直和相互垂直。其平面度、垂直度公差等級為5級。頂面的平面度要求是為了保證活動鉗身的移動性，活動靈活。當(dāng)大批大量生產(chǎn)將其頂面用作定位基面加工孔時，對它的平面度要求還要提高。四、表面粗糙度 主要表面的表面粗糙度會影響連接面的配合性質(zhì)或接觸剛度。 裝配基準(zhǔn)面和定位基準(zhǔn)面為Ra0.632.5

10、um，其它平面為Ra2.510Um。平面的粗加工和半精加工，主要采用刨削和銑削。刨削的刀具結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)床調(diào)整方便，但在加工較大平面時，生產(chǎn)效率低，適用于單件小批生產(chǎn)。銑削的生產(chǎn)效率一般比刨削高，在成批和大量生產(chǎn)中，多采用銑削。當(dāng)生產(chǎn)批量較大時，為提高生產(chǎn)率，可采用專用的組合銑床對各平面進(jìn)行多刀、多面同時銑削。零件圖樣分析：虎鉗鉗身支撐平面平面度公差為0.01mm。上平面與固定鉗口面垂直度公差為0.02/300mm。兩螺孔的軸線對基準(zhǔn)面的圓跳動公差為0.03/300mm。兩螺孔德軸線對基準(zhǔn)面的平行度公差為0.03/300mm。兩螺孔表面對基準(zhǔn)面的同軸度公差為0.02mm。兩螺孔圓度公差均為0.0

11、05mm;每孔內(nèi)表面相對側(cè)母線的平行度公差為0.01mm。擬定機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則：加工方法的選擇原則：在保證加工表面精度和表面粗糙度要求的前提下，盡可能提高加工效率。工序的劃分：1按先面后孔的原則劃分工序；2按所用刀具劃分工序；3按粗、精加工劃分工序。加工余量的選擇：1工序間加工余量的選擇應(yīng)采用最小加工余量原則，以求縮短加工時間，降低零件加工費(fèi)用。但是各個工序應(yīng)有充分的加工余量，特別是最后的工序。2在選擇加工余量時，還應(yīng)考慮由于零件的大小不同，切削力、內(nèi)應(yīng)力引起的變形也會有差異，工件大，變形增加，加工余量相應(yīng)地應(yīng)大一些。加工方法、裝夾方式和工藝裝備的剛性可能引起的零件變形，過大的加工余量會

12、由于切削力增大引起零件的變化。確定加工余量的方法有查表法；經(jīng)驗(yàn)估算法；分析計(jì)算法。進(jìn)給路線的確定：盡可能加工路線最短，減少空行程時間和換刀次數(shù)，提高生產(chǎn)率。減少零件的變形。合理選擇銑削方式，以提高零件的加工質(zhì)量。夾具的選擇：盡量選擇通用夾具、組合夾具，能使零件一次裝夾中完成全部加工面的加工，并盡可能使零件的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，以減少定位誤差。夾具應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度，使零件在切削工程中切削平穩(wěn)，保證零件的加工精度。一般多采用平口虎鉗或壓板為多。其裝夾迅速方便、定位準(zhǔn)確。2.2 材料和毛坯的選擇與加工方案實(shí)際生產(chǎn)中，一般用灰鑄鐵，常用牌號為HT200。這是因?yàn)榛诣T鐵不僅成本低，而且具有較好

13、的耐磨性、可鑄性和阻尼特性。該虎鉗可選用耐磨鑄鐵，負(fù)荷大的主軸箱也可采用鑄鋼件。臺虎鉗固定鉗身機(jī)械加工工藝過程卡工序號工序名稱工序內(nèi)容工藝裝備1鑄造2清砂3熱處理人工時效處理4涂底漆涂紅色防銹底漆5劃線1按圖樣外形尺寸及螺孔位置劃出中心線2劃出各面加工線及找正線6粗銑以頂面定位基準(zhǔn)，饒平虎鉗底座加工中心7粗銑以左端側(cè)面定位安裝，找正中心線粗、精銑頂面加工中心8粗、精銑一次裝夾下，銑鉗身鍵槽加工中心9鉆銑平端面后，打中心孔加工中心10粗、精鏜鏜鉗身前壁孔，加工完成后，“掉頭鏜”后壁孔加工中心11粗、精銑用加工中心分別粗、精攻前后M8的螺紋加工中心12鉗修毛刺13檢驗(yàn)按圖紙要求檢查工件各部件尺寸及

14、精度14入庫涂油，入庫臺虎鉗活動鉗身加工工藝過程卡工序號工序名稱工序內(nèi)容工藝裝備1鑄造2清砂3熱處理人工時效處理4涂底漆涂紅色防銹底漆5粗銑以頂面定位基準(zhǔn)，饒平活動鉗身加工中心6粗銑以端面定位安裝，精銑頂面加工中心7鉆打中心鉆加工中心8粗、精銑按圖紙尺寸要求粗、精銑各孔加工中心9攻加工與螺桿相配合的螺紋孔加工中心10鉗 去毛刺11 檢驗(yàn)按圖紙要求檢查工件各部件尺寸及精度12 入庫涂油，入庫加工分析：一、鑄件必須進(jìn)行時效處理，以消除應(yīng)力。有條件時應(yīng)在露天存放一年以上再加工。二、為了保證加工精度應(yīng)使定位基準(zhǔn)統(tǒng)一，該零件主要定位基準(zhǔn)集中在側(cè)端面。鏜孔時，在可能的條件下盡量采用“支撐鏜削”法，以增加鏜

15、桿的剛性，提高加工精度。如果直徑小的孔，應(yīng)采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法。三、為保證在同一軸上各孔的同軸度，可采用在已加工孔上，安裝導(dǎo)向套再加工其他孔的方法。或使用加長減振鏜刀。四、為提高孔的加工精度，應(yīng)將粗鏜、半精鏜和精鏜分開進(jìn)行。五、孔的尺寸精度檢驗(yàn)，使用內(nèi)徑千分尺或內(nèi)徑百分表進(jìn)行測量。六、同一軸線上各孔的同軸度，可采用檢驗(yàn)心軸進(jìn)行檢驗(yàn)。七、各軸孔的軸線之間的平行度，以及軸孔的軸線與基準(zhǔn)面的平行度，均應(yīng)通過檢驗(yàn)心軸進(jìn)行測量。第三部分 臺虎鉗鉗口結(jié)構(gòu)改進(jìn)3.1 鉗口的分析改進(jìn)機(jī)械加工中，臺虎鉗是較為常見的裝夾工具，它分機(jī)用和手用兩種，都是利用兩鉗口作定位基準(zhǔn)，靠絲杠，螺母傳送機(jī)械力的原理，其結(jié)構(gòu)簡單

16、，裝夾迅速，但是臺虎鉗也有其不足之處，如裝夾外形較為復(fù)雜和不規(guī)則工件時，就力不從心了。主要原因是臺虎鉗鉗口是平直的，不適于裝夾球形，特別是圓柱形工件。機(jī)加工時工件易位移，有時工件還會飛出機(jī)床臺面。為此，本文對臺虎鉗鉗口部位進(jìn)行了改造，使之能裝夾各種工件。具體方法是，按原鉗口大小制一對對稱的V型鉗口，（如圖11）圖11 V型鉗口示意圖該V型鉗口需經(jīng)熱處理淬火及表面處理。使用時需將原鉗口卸下，裝上V型新鉗口，即可使用。若工件是單件或批量小，也可不卸原鉗口，直接將新鉗口裝上。另外，還可以使用一塊V型鉗口，這樣就形成了工件和鉗口之間呈三條線定位接觸加緊。根據(jù)工件與V型塊的接觸母線長度，V型塊可分為短V

17、型塊和長V型塊，前者限制工件兩個自由度，后者限制工件四個自由度。如圖12；圖12V型塊也是支承定位。圖20為常見V型塊結(jié)構(gòu)。圖1用于較短工件精基準(zhǔn)定位；圖2用于較長工件粗基準(zhǔn)定位；圖3用于工件兩端精基準(zhǔn)面相距較遠(yuǎn)的場合。如果定位基準(zhǔn)與長度較大，則V型塊不必做成整體鋼件，而采用鑄鐵底座鑲淬火鋼墊，如圖4所示。根據(jù)工件與V型塊的接觸母線長度，長V型塊限制工件四個自由度，短V型塊限制工件的兩個自由度。V型塊兩斜面的夾角有60、90和120三種，其中以90為最常用。V型塊定位的優(yōu)點(diǎn)：1）對中性好，即能使工件的定位基準(zhǔn)軸線對中在V型塊兩斜面的對稱平面上，在左右方向上不會發(fā)生偏移，且安裝方便；2）應(yīng)用范圍

18、較廣。不論定位基準(zhǔn)是否經(jīng)過加工，不論是完整的圓柱還是局部圓弧面，都可采用V型塊定位。第四部分 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)：通過機(jī)床工藝及家具設(shè)計(jì)，匯總所學(xué)專業(yè)知識與一體。如機(jī)械零件設(shè)計(jì)、金屬材料與熱處理、機(jī)械制造工藝、數(shù)控機(jī)床加工工藝等。讓我對所學(xué)的專業(yè)課程得以鞏固、復(fù)習(xí)及實(shí)用。在理論與實(shí)踐上有機(jī)結(jié)合；使我們對各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實(shí)際工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過對臺虎鉗夾具的設(shè)計(jì)，學(xué)會了工藝裝備設(shè)計(jì)的一般方法。通過親手設(shè)計(jì)加工的訓(xùn)練，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。課程設(shè)計(jì)過程也是理論聯(lián)系實(shí)際的過程，并學(xué)會使用手冊、查閱相關(guān)資料等，增強(qiáng)筆者解決工程實(shí)際問題的獨(dú)立工作能力。參考文獻(xiàn)與資料1廖念釗，莫雨松，李碩根，楊興駿等，互換性與技術(shù)測量（第五版），中國計(jì)量出版社 2朱張校。工程材料（第三版），清華大學(xué)出版社3楊巧絨，張克義等。AutoCAD工程制圖。中國林業(yè)出版社。北京大學(xué)出版社4陳立德等，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)，高等教育出版社5張春林，曲繼方，張美麟等。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社。6王蘭美，等，機(jī)械制圖，高等教育出版社7華茂盛發(fā)，唐健，數(shù)控機(jī)床加工工藝，機(jī)械工業(yè)出版社8中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) 機(jī)床家具零件及部件V型塊GB/2208-91中華人民共和國機(jī)械電子工業(yè)部機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化研究所