臺(tái)虎鉗加工畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、XXXXXXXXXXXXX學(xué)院畢業(yè)課題機(jī)用虎鉗三維造型與工藝制作系 別 專 業(yè) 班 級(jí) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 年 月 日摘 要機(jī)械加工中，臺(tái)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?jìng)魉蜋C(jī)械力的原理進(jìn)行工作的。臺(tái)虎鉗結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單裝夾迅速，加工時(shí)省時(shí)省力，提高了加工效率和加工精度，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。本課題主要研究的是臺(tái)虎鉗底的主要零部件的設(shè)計(jì)、造型及實(shí)體裝配，同時(shí)對(duì)主要部件編寫加工工藝。研究的方法是運(yùn)用 UG 的三維造型將模具造型出來(lái)； 至于加工方面， 先設(shè)計(jì)好加工工藝包括毛坯的選擇、刀具、切削用量、機(jī)床等等。通過對(duì)臺(tái)虎鉗的三維造型，可以提高自我的 UG 三維造

2、型的能力，加深了對(duì)模具設(shè)計(jì)的理解，從本質(zhì)上提高了自我軟件應(yīng)用能力。運(yùn)用軟件的編程功能，對(duì)典型零件的編程，可以提高自己對(duì)數(shù)控加工工藝的理解，包括機(jī)床的選擇、刀具的選擇、切削用量的選擇等等。因此，本課題的研究不僅運(yùn)用到 UG 的三維造型，而且讓我對(duì)零件設(shè)計(jì)和加工工藝認(rèn)識(shí)提高了一個(gè)等級(jí)。關(guān)鍵詞：臺(tái)虎鉗設(shè)計(jì)，UG造型，加工工藝 目 錄1零件的分析與介紹11.1 臺(tái)虎鉗的分析11.2 臺(tái)虎鉗的部件的介紹12零件的造型.32.1 底座的造型32.2 絲杠的造型72.3 戶口板的造型82.4 圓螺釘?shù)脑煨?2.5 活動(dòng)鉗口的造型122.6 大螺母的造型153臺(tái)虎鉗裝配圖183.1臺(tái)虎鉗的裝配184典型部件(

3、活動(dòng)鉗口)的工藝分析194.1 毛坯的選擇204.2 定位基準(zhǔn)的選擇204.3 加工順序的選擇204.4 刀具、機(jī)床、夾具、切削量的選擇20總結(jié)23致謝24參考文獻(xiàn)25II1零件的分析與介紹1.1 臺(tái)虎鉗的分析臺(tái)虎鉗是用來(lái)加持工件的通用夾具，主要是裝置在工作臺(tái)上，用以?shī)A穩(wěn)加工工件，為鉗工車間必備工具。轉(zhuǎn)盤式的鉗體可旋轉(zhuǎn)，使工件旋轉(zhuǎn)到合適的工作位置。因此臺(tái)虎鉗對(duì)于機(jī)械加工來(lái)說(shuō)意義非凡。臺(tái)虎鉗設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：1、 耐用鑄鐵鉗身，高強(qiáng)度夾持力。2、 旋轉(zhuǎn)底座，功能多樣。3、 旋轉(zhuǎn)螺紋固定，保證使用順滑。4、 底部螺栓直接固定，夾持穩(wěn)定。5、 鍍鉻涂層，有效防蝕。臺(tái)虎鉗裝夾的原理是從傳動(dòng)上講是螺旋傳動(dòng)原理

4、，從受力上講是杠桿原理，更確切地講是輪軸原理。臺(tái)虎鉗中有兩種作用的螺紋：螺釘將鉗口固定在鉗身上、夾緊螺釘旋緊將固定鉗身緊固連接作用；旋轉(zhuǎn)絲杠，帶動(dòng)活動(dòng)鉗身相對(duì)固定鉗身移動(dòng)，將絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛顒?dòng)鉗身的直線運(yùn)動(dòng)，把絲杠的運(yùn)動(dòng)傳到活動(dòng)鉗身上傳動(dòng)作用，起傳動(dòng)作用的螺紋是傳動(dòng)螺紋。圓柱外表面的螺紋是外螺紋，圓孔內(nèi)表面的螺紋是內(nèi)螺紋，內(nèi)外螺紋往往成對(duì)出現(xiàn)。轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)虎鉗手柄，將鉗口打開，以后再反方向轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，開始反轉(zhuǎn)一點(diǎn)點(diǎn)時(shí)，鉗口并沒有動(dòng)，這是為什么？是傳動(dòng)的內(nèi)外螺紋間存在間隙，間隙有的大、有的小，是在加工時(shí)螺紋尺寸有一定的偏差造成的。加工零件的尺寸不可能很準(zhǔn)確，往往有一個(gè)尺寸范圍，在這一范圍內(nèi)的尺寸都是可

5、以的。1.2 臺(tái)虎鉗的部件的介紹臺(tái)虎鉗各部件主要分為虎鉗底座、活動(dòng)鉗口、圓螺絲釘、戶口板、大螺母、絲杠以及一些標(biāo)準(zhǔn)件（螺母、墊圈）。1XXXXXXXXX畢業(yè)設(shè)計(jì) 臺(tái)虎鉗設(shè)計(jì)與裝配 2零件的造型2.1 底座的造型2.1.1 底座的三維造型底座的三維造型設(shè)計(jì)是臺(tái)虎鉗的設(shè)計(jì)的一個(gè)重要內(nèi)容，設(shè)計(jì)后的三維造型能清晰的反應(yīng)了底座的特點(diǎn)，具體見圖 2.1.1具體的設(shè)計(jì)造型如下：圖 2.1.1（底座造型）具體設(shè)計(jì)造型如下：1. 第一步創(chuàng)建草圖完成后進(jìn)行拉伸操作如圖 3圖 2.1.1.1（創(chuàng)建草圖）2.第二步完成草圖進(jìn)行拉伸操作，對(duì)稱值為40如圖 2.1.1.2 圖 2.1.1.2（拉伸）3.第三步選擇低面為草

6、繪平面，具體做法如下圖，在 2.1.1.2 實(shí)體上創(chuàng)建草圖，尺寸具體見下圖.并完成草圖后進(jìn)行拉伸操作，拉伸高度為14，最后求和操作，并對(duì)拉伸的特征進(jìn)行倒圓角操作，倒圓角半徑為10。如圖 2.1.1.3 圖 2. 1.1.3（拉伸求和）4.第四步選擇俯視面為草繪平面，繪制草圖，完成后進(jìn)行拉伸求差操作，如圖 2.1.1.417 圖 2.1.1.4（a） 圖 2.1.1.4(b)（拉伸求差）5.第五步選擇特征下的打孔命令，孔的中心位置(位于前端的孔)如圖 2.1.1.5，孔的直徑為12mm,深度為20mm尖角118deg。 圖 2.1.1.5（打孔）6.第六步 繼續(xù)（后端）孔的操作孔的定位中心與前端

7、孔的平面位置相同。沉頭孔的尺寸分別為直徑30mm,孔深度2mm，直徑18mm，深度限制為值，深度50mm，尖角118deg，如圖 2.1.1.6。如圖 2.1.1.6（沉頭孔）繼續(xù)孔的操作，選擇當(dāng)前為螺紋孔尺寸、如圖 2.1.1.7，螺紋孔，螺紋深度為12mm，尺寸深度14mm尖角118deg。最后打兩側(cè)打沉頭孔尺寸為沉頭孔直徑25mm，沉頭孔深度2mm，孔徑11mm，孔深度貫通體。完成如圖圖2.1.1.7 (a)（螺紋孔） 圖2.1.1.7 （b）7.第七步選擇特征操作下的邊倒圓操作選中底座四個(gè)角，進(jìn)行邊倒圓角度為10mm，在以地面為草繪平面，如圖2.1.1.8所示完成草圖的繪制。并拉伸求差

8、操作。最后以前端面為草繪平面，完成草圖繪制嗎，進(jìn)行拉伸求差操作。完成后并保存操作。如圖2.1.1.9。圖2.1.1.8（a） 圖2.1.1.8（b）圖2.1.1.9 圖2.1.1.9（完成圖）2.1.2 底座的二維造型 圖2.1.2.1（ 底座二維圖）2.2 絲杠的造型2.2.1 絲杠的三維造型1.第一步，在草圖下，建立草圖曲線，然后在建模里回轉(zhuǎn)操作，然后倒圓角，最后建立外螺紋，螺距為8mm.具體見圖 2.2.1圖2.2.1 （絲杠的三維造型）2.2.2絲杠的二維造型圖2.2.2 （絲杠的二維造型）2.3 護(hù)口板的造型2.3.1 護(hù)口板的三維造型1.第一步，在草圖里，創(chuàng)建長(zhǎng)為80mm寬為22，

9、 的長(zhǎng)方形如圖 2.3.1.1 圖 2.3.1.1（建立長(zhǎng)方形）2.第二步，在建模里拉伸實(shí)體，高,9mm，如圖 2.3.1.2圖 2.3.1.2（拉伸實(shí)體）3.第三步，創(chuàng)建埋頭孔，埋頭孔直徑17mm埋頭孔角度90deg直徑9mm，貫通體， 如圖 2.3.1.3圖 2.3.1.3 （打孔）2.3.2 護(hù)口板的二維造型 圖 2.3.2 護(hù)口板二維造型圖2.3.2 護(hù)口板二維平面圖2.4 圓螺釘?shù)脑煨?.4.1 圓螺釘?shù)娜S造型1.第一步，創(chuàng)建一個(gè)圓柱體，直徑26mm高度8mm，如圖 2.4.1.1。然后在原始圓柱體上在創(chuàng)建一個(gè)圓柱體，直徑8mm高度2mm，如圖 2.4.1.2。圖 2.4.1.1（

10、建圓柱1） 圖 2.4. 1.2（建圓柱2）2.第二步，繼續(xù)創(chuàng)建圓柱體，直徑10mm高度12mm，最后在3個(gè)圓柱體求和如圖2.4.1.3。圖 2.4.1.3（建圓柱3）3.第三步，創(chuàng)建螺紋并倒角，距離為1mm。如圖2.4.1.4。 圖 2.4.1.4（螺紋） 圖 2.4.1.4（倒角） 4.第四步，創(chuàng)建孔操作如圖 2.4.1.5，然后打孔，孔直徑4mm深度4mm，如圖 2.4.1.6 圖 2.4.1.5（建孔） 圖 2.4.1.6（打孔）2.4.2 圓螺釘?shù)亩S造型圖 2.4.2 圓螺釘二維造型2.5 活動(dòng)鉗口的造型2.5.1活動(dòng)鉗口的三維造型1.第一步，以XY為草繪平面，繪制如圖2.5.1.

11、1所示進(jìn)行拉伸操作，高度為18mm。 圖 2.5.1.1（創(chuàng)建草圖） 圖 2.5.1.2（拉伸實(shí)體）2.第二步，以拉伸后的體的上面為草繪平面繪制草圖并拉伸求和操作。拉伸高度為10，如圖 2.5.1.3。圖 2.5.1.3（創(chuàng)建草圖拉伸）3.第三步，以YZ為草繪平面，繪制草圖拉伸長(zhǎng)度24，如圖 2.5.1.4 圖 2.5.1.4（草圖） 圖 2.5.1.4（拉伸）4.第四步，以零件的上頂面為草繪平面，拉伸求差，拉伸長(zhǎng)度為20。如圖 2.5.1.5 圖 2.5.1.5（草圖） 圖 2.5.1.5（拉伸）5.第五步，打沉頭孔沉頭孔直徑28mm，沉頭孔深度8mm，直徑20mm并倒角，半徑為3，如圖2.

12、5.1.6圖 2.5.1.6（打孔并倒角）6.第六步，打螺紋孔螺紋深度12mm，深度16mm如圖 2.5.1.7。圖 2.5.1.7（螺紋孔）2.5.2活動(dòng)鉗口的二維造型圖 2.5.2 活動(dòng)鉗口二維造型2.6 大螺母的造型2.6.1 大螺母的三維造型1.第一步，啟用螺旋線圈數(shù)40/8，螺距8mm如圖 2.6.1.1 圖 2.6.1.1（創(chuàng)建螺旋線）2.第二步，以xz平面為草繪平面，并進(jìn)行掃掠。定位方法強(qiáng)制方向?yàn)閦軸。如圖2.6.1.2 圖2.6.1.2（掃掠a） 圖2.6.1.2（掃掠b） 3.第三步，以yx面為草繪平面，拉伸操作。拉伸距離38mm如圖 2.6.1.3 圖 2.6.1.3（a）

13、 圖 2.6.1.3（b）4.第四步，以創(chuàng)建好體的頂面為草繪平面，繪制草圖，拉伸操作，距離21，求和如圖 2.6.1.4圖 2.6.1.4（a） 圖 2.6.1.4（b）5.第五步，創(chuàng)建螺紋孔，螺紋孔尺寸M10*1.5螺紋深度18mm，尺寸深度20mm如圖 2.6.1.5 圖 2.6.1.5（創(chuàng)建螺紋）2.6.2 大螺母的二維造型 圖2.6.2.1（大螺母的二維造型）XXXXXXX畢業(yè)設(shè)計(jì) 臺(tái)虎鉗設(shè)計(jì)與裝配3機(jī)用虎鉗裝配圖3.1機(jī)用虎鉗的裝配3.1.1 機(jī)用虎鉗二維平面圖根據(jù)圖紙上的裝配關(guān)系，通過裝配約束，將各個(gè)零件裝配到一起，裝配明細(xì)白表如下：圖3.1.1機(jī)用虎鉗零件裝配明細(xì)表3.1.2機(jī)用

14、虎鉗的三維造型裝配圖圖3.1.2（零件裝配圖）3.1.3機(jī)用虎鉗的三維爆炸圖圖3.1.3（爆炸畫圖）4活動(dòng)鉗口的工藝分析4.1活動(dòng)鉗口三維造型圖圖4.1 活動(dòng)鉗口三維圖4.2毛坯的選擇機(jī)用虎鉗活動(dòng)鉗口毛坯主要是鑄件，特點(diǎn)是在冷卻過程中會(huì)產(chǎn)生鑄造內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致鑄件在加工過程中產(chǎn)生變形，需要去應(yīng)力退火，并且需要表面淬火處理。材料一般選擇在 HT150 以上，主要成型方法有鑄造，其優(yōu)點(diǎn)是：鑄造材料廣泛，價(jià)格低廉；設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少；鑄件形狀與零件比較接近。減少切削量。其缺點(diǎn)是：鑄造組織疏松，晶粒粗大，力學(xué)性能較差，鑄造工序多。4.3定位基準(zhǔn)的選擇4.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇以活動(dòng)鉗口的底面為粗基準(zhǔn)，該底面是

15、平面，鑄造時(shí)有一定的精度，可以作為粗基準(zhǔn)。依據(jù)選擇的粗基準(zhǔn)，對(duì)側(cè)面和表面進(jìn)行粗精加工，以及孔的粗加工，這樣有利于保證加工精度和尺寸的要求，符合基準(zhǔn)統(tǒng)一和基準(zhǔn)重合的原則。4.3.2 精基準(zhǔn)的選擇以加工后的上表面為精基準(zhǔn)，對(duì)孔、內(nèi)腔以及底面加工可保證一定的尺寸精度和相互位置精度。4.4加工順序的選擇活動(dòng)鉗口加工時(shí)，應(yīng)先加工面后加工孔，以加工好的面來(lái)定位，加工孔，以平面為精基準(zhǔn)加工孔，這樣不僅為孔的加工提供了穩(wěn)定可靠的精基準(zhǔn)，同時(shí)還可以使孔的加工余量較為均勻。由于活動(dòng)鉗口的孔在表面上，先加工好平面，鉆孔時(shí)，鉆頭不易引偏，擴(kuò)孔或絞孔時(shí)，刀具也不易崩刃。加工階段粗、精分開，粗、精分開也可及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷

16、，避免更大的浪費(fèi)；同時(shí)還能根據(jù)粗、精加工的不同要求來(lái)合理選擇設(shè)備，有利于提高生產(chǎn)率。4.5刀具、機(jī)床、夾具、切削量的選擇4.5.1 機(jī)床的選擇根據(jù)活動(dòng)鉗口特點(diǎn)選擇VDF850加工中心來(lái)進(jìn)行加工制造。圖4.2 數(shù)控加工中心4.5.2活動(dòng)鉗口的加工工藝 通過對(duì)活動(dòng)鉗口毛坯的選擇后，對(duì)工件進(jìn)行定位和加緊，確定好加工順序后，制定該活動(dòng)鉗口的加工工藝如下：圖4.1活動(dòng)鉗口加工工藝表4.1 活動(dòng)鉗口加工工藝表工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱夾具編號(hào)使用設(shè)備車 間101三爪自定心卡盤XK-3J1VDF850加工中心數(shù)控加工車間工步號(hào)工 步 內(nèi) 容刀具號(hào)刀具規(guī)格mm主軸轉(zhuǎn)速r/min進(jìn)給量mm/min背吃刀量mm量具1

17、夾持工件100x502將工件毛坯端面見光T10盤刀5501250.23粗加工R40的輪廓T120飛刀330080014粗加工R24的輪廓T120飛刀33008001游標(biāo)卡尺5粗加工長(zhǎng)為90寬為7高為20的臺(tái)階T120飛刀33008001游標(biāo)卡尺6精加工R40的輪廓T510合金刀28004004游標(biāo)卡尺7精加工R24的輪廓T510合金刀28004004游標(biāo)卡尺8精加工長(zhǎng)為90寬為7高為20的臺(tái)階T510合金刀28004004游標(biāo)卡尺9打定心孔T6定心鉆300080010在工件中心打20通孔T320鉆頭4504011粗銑削中心孔28x8沉頭孔T420飛刀33008001游標(biāo)卡尺12精銑削中心孔28

18、x8沉頭孔T510合金刀28004004游標(biāo)卡尺工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱夾具編號(hào)使用設(shè)備車 間202三爪自定心卡盤XK-3J1VDF850加工中心數(shù)控加工車間工步號(hào)工 步 內(nèi) 容刀具號(hào)刀具規(guī)格mm主軸轉(zhuǎn)速r/min進(jìn)給量mm/min背吃刀量mm量具1夾持已完成工件2銑削工件表面至厚度尺寸為36T10盤刀5501251.5深度游標(biāo)卡尺3粗銑R40輪廓，留余量T120飛刀33008001游標(biāo)卡尺4粗銑R24輪廓，留余量T120飛刀33008001游標(biāo)卡尺5精銑R40輪廓T510合金刀28004004游標(biāo)卡尺6精銑R24輪廓T510合金刀28004004游標(biāo)卡尺工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱夾具編號(hào)使用設(shè)備車

19、 間203液壓虎鉗XK-J1VDF850加工中心數(shù)控加工車間工步號(hào)工 步 內(nèi) 容刀具號(hào)刀具規(guī)格mm主軸轉(zhuǎn)速r/min進(jìn)給量mm/min背吃刀量mm量具1夾持已完成工件2打定心孔T6定心鉆30008003定位基準(zhǔn)，兩點(diǎn)距離40，到工件中心距離204在工件兩點(diǎn)上打兩個(gè)7.8x14螺紋底孔T77.8鉆頭450405攻M8螺紋 25XXXXXXX畢業(yè)設(shè)計(jì) 臺(tái)虎鉗設(shè)計(jì)與裝配總 結(jié)本次畢業(yè)課題意義重大，使我達(dá)到了理論與實(shí)際相結(jié)合的目的。同時(shí)也具有了設(shè)計(jì)機(jī)床的方案論證能力，和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性能力。另外，我在這一次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，利用了UGNX6.0軟件，基本達(dá)到了可單獨(dú)熟練操作的標(biāo)準(zhǔn)，另外對(duì)CAD軟件也有了一定的了解。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們第一次認(rèn)真辛苦完成的一項(xiàng)比較成型的成果，是我們以后從事機(jī)械設(shè)計(jì)之路的開始，它不僅是對(duì)我們大學(xué)知識(shí)進(jìn)行的一個(gè)反饋和復(fù)習(xí)，也是讓我們把理論和實(shí)際進(jìn)行了一次真正的結(jié)合。對(duì)我們來(lái)說(shuō)，是一次實(shí)實(shí)在在的考核，更是挑戰(zhàn)。通過這次設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我們運(yùn)用知識(shí)的能力，并進(jìn)一步鞏固了所學(xué)專業(yè)知識(shí)，擴(kuò)大了知識(shí)面，提高了我們參與實(shí)際工作的能力和信心。同時(shí)，也看到了我們知識(shí)