畢業(yè)論文臺虎鉗的設(shè)計和加工

1、畢業(yè)設(shè)計文件設(shè)計題目: 虎鉗設(shè)計與裝配2010級機械三班姓 名:指導(dǎo)教師：摘 要本設(shè)計主要研究的是臺虎鉗底的主要部件設(shè)計，研究的方法是運用 UG 的三維造型將模具造型出來；至于加工方面，先設(shè)計好加工工藝包括毛坯的選擇、刀具、切削用量、機床等等，然后通過編程軟件(UG、MASTERCAM)對模具進行程序的生成。通過對臺虎鉗的三維造型，可以提高自我的 UG 三維造型的能力，加深了對模具設(shè)計的理解，從本質(zhì)上提高了自我軟件應(yīng)用能力。運用軟件的編程功能，對典型零件的編程，可以提高自己對數(shù)控加工工藝的理解，包括機床的選擇、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用到 UG 的三維造型和編程

2、，而且讓我對零件設(shè)計和加工工藝認識提高了一個等級。關(guān)鍵詞：臺虎鉗設(shè)計 ；加工工藝； 編程前 言本設(shè)計主要研究的是臺虎鉗的設(shè)計和加工，研究的方法是運用 UG 的三維造型將各部件造型出來；至于加工方面，先設(shè)計好加工工藝包括毛坯的選擇、刀具、切削用量、機床等等，然后通過編程軟件(UG、AUTOCAD)對典型的零件（底座）進行程序的生成.通過對臺虎鉗底座各部件的三維造型，可以提高自我的 UG 三維造型的能力，加深了對零件設(shè)計的理解，從本質(zhì)上提高了自我軟件應(yīng)用能力。運用軟件的編程功能，對典型零件(底座)的編程，可以提高自己對數(shù)控加工工藝的理解，包括機床的選擇、刀具的選擇、切削用量的選擇等等。因此，本課題

3、的研究不僅運用到 UG 的三維造型和編程，而且讓我對零件的設(shè)計與加工工藝的認識提高了一個等級。設(shè)計的重點：1、零件各部件的設(shè)計2、零件的造型3、臺虎鉗的裝配4、典型部件（底座）加工工藝的編制設(shè)計的難點:1、臺虎鉗各部件的造型。部件造型既要滿足設(shè)計的簡單化，又要保證加工的精度與難度。2、零件數(shù)控加工工藝的安排。數(shù)控加工工藝的安排是加工的重點，只有合理的安排了加工的路線、刀具、機床、切削用量等我們才能編制出合理的工藝，這樣才能滿足生產(chǎn)，即能保證精度，又能滿足加工的效率。3、程序的編制。對于數(shù)控加工程序的編制也是比較重要的一個環(huán)節(jié)，只有正確合理的程序才能滿足加工精度和加工效率，否則之前所做的一切都是

4、白費的，縱使加工工藝再合 理，只要程序不合理也不可能完成加工。所以在編程方面，最主要的是設(shè)計好刀路，一個好的刀路是軟件編程主要的終極目標(biāo)。目 錄畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書I摘 要IIAbstractIII前 言IV目 錄V第 1 章零件的分析與介紹11.1 臺虎鉗的分析11.2 臺虎鉗的部件的介紹2第 2 章 零件的造型.32.1 底座的造型32.1.1 底座的三維造型32.1.2 底座的二維造型92.2 絲杠的造型102.2.1 絲杠的三維造型102.3 鉗口的造型112.3.1 鉗口的三維造型112.3.2 鉗口的二維造型122.4 圓螺絲釘?shù)脑煨?32.4.1 圓螺絲釘?shù)娜S造型132.4.

5、2 圓螺絲釘?shù)亩S造型172.5 動掌的造型172.5.1 動掌的三維造型172.5.2 動掌的二維造型212.6 滑塊的造型212.6.2 滑塊的二維造型24第 3 章臺虎鉗裝配圖25第 4 章 典型部件(底座)的工藝分析264.1 毛坯的選擇264.2 定位基準(zhǔn)的選擇264.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇選擇264.2.1 精基準(zhǔn)的選擇選擇264.3 加工順序的選擇264.4 刀具、機床、夾具、切削量的選擇274.4.1 機床的選擇274.4.2 刀具的選擇274.4.3 夾具的選擇28總 結(jié)30致謝31參考文獻32畢業(yè)設(shè)計（論文）評審表33第 1 章零件的分析與介紹1.1 臺虎鉗的分析臺虎鉗是用來

6、加持工件的通用夾具，主要是裝置在工作臺上，用以夾穩(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。因此臺虎鉗對于機械加工來說意義非凡。臺虎鉗設(shè)計的特點：1、 耐用鑄鐵鉗身，高強度夾持力。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。臺虎鉗裝夾的原理是從傳動上講是螺旋傳動原理，從受力上講是杠桿原理，更確切地講是輪軸原理。臺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，帶動活動鉗身相對固定鉗身移動，將絲杠的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榛顒鱼Q身的直線運動，把絲杠的運動

7、傳到活動鉗身上傳動作用，起傳動作用的螺紋是傳動螺紋。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)外螺紋往往成對出現(xiàn)。轉(zhuǎn)動臺虎鉗手柄，將鉗口打開，以后再反方向轉(zhuǎn)動手柄，開始反轉(zhuǎn)一點點時，鉗口并沒有動，這是為什么？是傳動的內(nèi)外螺紋間存在間隙，間隙有的大、有的小，是在加工時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，往往有一個尺寸范圍，在這一范圍內(nèi)的尺寸都是可以的.1.2 臺虎鉗的部件的介紹臺虎鉗各部件主要分為虎鉗底座、動掌、圓螺絲釘、鉗口、滑塊、絲杠以及一些標(biāo)準(zhǔn)件（螺母、墊圈）。第 2 章 零件的造型.2.1 底座的造型 底座的三維造型底座的三維造型設(shè)計是臺虎鉗的設(shè)計的一個重

8、要內(nèi)容，設(shè)計后的三維造型能清晰的反應(yīng)了底座的特點，具體見圖 具體的設(shè)計造型如下：圖 2.1.1（底座造型）具體設(shè)計造型如下：.1. 第一步創(chuàng)建長 194*110mm 的長方形如圖圖 .1（建立長方形）第二步拉伸長方形，設(shè)置度為 40mm 如圖 .2圖 .2（拉伸0第三步創(chuàng)建槽，具體做法是草圖下，在 .2 實體上創(chuàng)建槽的草圖，尺寸具體見下圖.并自建模里拉伸曲線并求差，如圖 圖 .3（創(chuàng)建槽）第四步創(chuàng)建右側(cè)突出部分，繼續(xù)在草圖里，在圖 圖 .4（建右側(cè)長方形）第五步在草圖里，選擇上圖 110*30*36mm 長方體為草圖平面，創(chuàng)建 110*8mm 的長方形，并返回建模，拉伸小長方形，高 26mm，

9、并求差，如圖 .5圖 .5（拉伸小長方形）第六步創(chuàng)建兩凸臺，在草圖里，選擇底面為草圖平面，繪出凸臺的草圖曲線，在建模里拉伸，高 22mm，然后選擇實例特征，并鏡像體，然后求和，之后是挖 R15mm、深 1.5mm的槽，并鉆 R6.5mm 通孔，最后利用面倒圓和邊倒圓對凸臺倒圓角，圓角大小為 R10mm，其他未注倒角 0.5mm。如圖 .6圖 .6圖 .6（建立側(cè)耳）第七步在建模里，選擇圓臺的操作，左側(cè)孔直徑是 25mm，右側(cè)為 32mm，造型；選擇孔的操作，左側(cè)孔直徑為 17mm，右側(cè)孔直徑 25mm，最后建立螺紋孔，最終造型如圖 .7圖.7（創(chuàng)建螺紋） 底座的二維造型圖.1（ 底座二維圖）2

10、.2 絲杠的造型 絲杠的三維造型第一步，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，具體見圖 .0圖（絲杠的二維造型）2.3 鉗口的造型 鉗口的三維造型第一步，在草圖里，建立長 110mm,寬 27 的長方形如圖 .1圖 .1（建立長方形）第二步，在建模里拉伸實體，高 8mm，如圖 .2圖 .2（拉伸實體）第三步，建立螺絲釘孔如圖 .3圖 .3（拉伸孔） 鉗口的二維造型2.4 圓螺絲釘?shù)脑煨?圓螺絲釘?shù)娜S造型第一步，在草圖里創(chuàng)建直徑 34mm 的圓，回到建模里，點擊拉伸命令，起始位 0，結(jié)束為 12，如圖 .1圖 .1（建立圓）然后生成實體如圖 .2圖 .2（拉

11、伸成圓柱）第二步，選擇圖 圖 .3（建立草圖）第三步，在建模里創(chuàng)建直徑 9.5mm 的圓，如圖 .4圖 .4（在草圖上畫圓）第四步，建模里點擊拉伸命令，拉伸后實體如圖 .5圖 .5（拉伸實體）然后建立螺紋，實體圖如圖 .6圖 .6（創(chuàng)建螺紋）最后建立兩底孔，具體是，先建立草圖，再在建模里點擊孔的命令，如圖 .7 圓螺絲釘?shù)亩S造型圖 .7（創(chuàng)建底孔）2.5 動掌的造型 動掌的三維造型第一步，在草圖里創(chuàng)建圖 .1 的草圖曲線，建模里，拉伸，高 18mm,如圖 .2圖 .1（創(chuàng)建草圖）圖 .2（拉伸實體）第二步，在草圖里創(chuàng)建如圖 .3 草圖曲線圖 .3（創(chuàng)建草圖曲線）第三步，在建模里拉伸草圖曲線，

12、高 8mm，然后求差，如圖 .4圖 .4（拉伸）第四步，在草圖里創(chuàng)建如圖 .5 草圖曲線圖 .5（創(chuàng)建草圖曲線）第五步，在建模里拉伸草圖曲線，高 18mm,如圖圖 .6圖 .6（拉伸實體）第六步，倒圓角，底部開槽，創(chuàng)建螺紋孔，如圖 .7圖 .7（倒圓，底部開槽，創(chuàng)建螺紋孔） 動掌的二維造型2.6 滑塊的造型 滑塊的三維造型第一步，在草圖里創(chuàng)建如圖 .1圖 .1（創(chuàng)建草圖）第二步，在建模里拉伸第三步，在草圖里創(chuàng)建 40*50mm 的正方形，如圖 .2圖 .2（拉伸實體）第四步，在建模里拉伸，高 22mm，如圖 .3圖 .3（拉伸實體）第五步，創(chuàng)建圓柱，以及螺紋孔，如圖 .4圖 .4（創(chuàng)建圓柱，螺

13、紋） 滑塊的二維造型圖.1（滑塊的二維造型UG-CAD）第 3 章臺虎鉗裝配圖3.1臺虎鉗的裝配根據(jù)圖紙上的裝配關(guān)系，通過裝配約束，將各個零件裝配到一起，裝配明細白表如下： 圖.1（零件裝配明細表）臺虎鉗的裝配完整圖如下：圖3.1.2.1（零件裝配圖）臺虎鉗的裝配動畫圖如下：圖.1（爆炸畫圖）第 4 章 典型部件(底座)的工藝分析圖.1底座設(shè)計造型4.1 毛坯的選擇臺虎鉗底座毛坯主要是鑄件，特點是在冷卻過程中會產(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)點是：鑄造材料廣泛，價格低廉；設(shè)備簡單，投

14、資少；鑄件形狀與零件比較接近。減少切削量。其缺點是：鑄造組織疏松，晶粒粗大，力學(xué)性能較差，鑄造工序多。在本設(shè)計中選擇毛坯為鑄件，毛坯大小比零件大 3-5mm。并且毛坯上小于30-50 的孔，不在鑄造時鑄出，直接在切削加工時鉆出。4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇選擇以底座的底面為粗基準(zhǔn)，該底面是平面，鑄造時有一定的精度，可以作為粗基準(zhǔn)。依據(jù)選擇的粗基準(zhǔn)，對側(cè)面和表面進行粗精加工，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。 精基準(zhǔn)的選擇選擇以加工后的上表面為精基準(zhǔn)，對孔、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。4.3 加工順序的選擇底座加工時

15、，應(yīng)先加工面后加工孔，以加工好的面來定位，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)，同時還可以使孔的加工余量較為均勻。由于底座的孔分布在箱上表面上，先加工好平面，鉆孔時，鉆頭不易引偏，擴孔或絞孔時，刀具也不易崩刃。加工階段粗、精分開，粗、精分開也可及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，避免更大的浪費；同時還能根據(jù)粗、精加工的不同要求來合理選擇設(shè)備，有利于提高生產(chǎn)率。4.4 刀具、機床、夾具、切削量的選擇 機床的選擇根據(jù)底座特點選擇 PL700 立式加工中心 刀具的選擇底座的加工主要是平面和孔的加工，需要粗精分開，粗加工時要保證一定的加工效力而精加工要保證精度，主要是保證一定的經(jīng)濟效益

16、。具體刀具見表 .1序號加工方法刀具名稱類型規(guī)格刀具號1平面銑削端銑刀機夾可轉(zhuǎn)位Ø75Z7T012內(nèi)腔銑削（精）立銑刀整體硬質(zhì)合金25*9T023內(nèi)腔銑削（粗）立銑刀機夾可轉(zhuǎn)位20*40T03序號加工方法刀具名稱類型規(guī)格刀具號4鉆孔鉆頭機夾可轉(zhuǎn)位Ø10T045鏜孔鏜刀機夾可轉(zhuǎn)位Ø8T05表 .1 夾具的選擇1.夾具要滿足零件的各部分需求，而且要適用于所選機床。2.在整個加工過程中外輪廓選用平口鉗，加工內(nèi)輪廓以及孔的加工選用專用夾具。 切削量的選擇3 鉆孔 粗加工42  4銑槽和腔Ra1.6um精銑0.80.1  4 銑槽和腔

17、Ra1.6um 半精銑10.4  4 銑槽和腔Ra1.6um 半精銑前42  5鏜孔精鏜0.40.2  5 鏜孔 半精鏜1.00.6  5 鏜孔 半精鏜前1.52  4.5 加工 NC 文件程序生成總 結(jié)本次畢業(yè)設(shè)計意義重大，使我達到了理論與實際相結(jié)合的目的.同時也具有了設(shè)計機床的方案論證能力,和結(jié)構(gòu)設(shè)計合理性能力。另外,我在這一次畢業(yè)設(shè)計過程中，利用了AutoCAD軟件,基本達到了可單獨熟練操作的標(biāo)準(zhǔn),另外對軟件也有了一定的了解。畢業(yè)設(shè)計是我們第一次認真辛苦完成的一項比較成型的成果，是我們以后

18、從事機械設(shè)計之路的開始，它不僅是對我們四年大學(xué)知識進行的一個反饋和復(fù)習(xí)，也是讓我們把理論和實際進行了一次真正的結(jié)合。對我們來說，是一次實實在在的考核，更是挑戰(zhàn)。通過這次設(shè)計培養(yǎng)了我們運用知識的能力，并進一步鞏固了所學(xué)專業(yè)知識，擴大了知識面，提高了我們參與實際工作的能力和信心。同時，也看到了我們知識匱乏的一面，認識到了自己的不足，這更加驅(qū)使我有了掌握更多知識的信念。致謝畢業(yè)設(shè)計是機械專業(yè)本科段學(xué)習(xí)的一個重要的、總結(jié)性的理論和實踐相結(jié)合的教學(xué)環(huán)節(jié)，是綜合運用所學(xué)知識和技能的具體實踐過程。通過本次畢業(yè)設(shè)計，我對所學(xué)的專業(yè)知識有了更深刻的理解和認識。此畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容源于生產(chǎn)實踐，使得畢業(yè)設(shè)計和實踐得到了

19、充分的結(jié)合，有利于培養(yǎng)解決工程實際問題的能力。在設(shè)計過程中，通過把自己幾年來所學(xué)到的專業(yè)知識和實踐相結(jié)合，并運用到設(shè)計中，我順利完成了畢業(yè)設(shè)計的各項任務(wù)。但在設(shè)計過程中，我對一些理論問題掌握的不夠充分，經(jīng)過多次向指導(dǎo)老師請教才得以解決。在今后學(xué)習(xí)和工作中，我會更多的吸取相關(guān)方面的知識，不斷提高自己的專業(yè)水平能力。通過本次畢業(yè)設(shè)計，我了解和掌握了機械控制等方面的諸多知識，鍛煉了自己分析問題和解決問題的能力，并積累了一定的實踐經(jīng)驗，為今后的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。但由于時間緊、任務(wù)重，再加上本人的知識水平和能力有限，以及經(jīng)驗不足，設(shè)計中難免存在一些缺點和錯誤，歡迎各位老師給予批評指正。本文在資料收集整理、論文撰寫、結(jié)構(gòu)設(shè)計以及修改過程中得到了徐慧老師的指導(dǎo)和幫助，特在此表示