數(shù)控091潘松偉臺虎鉗的設計及加工

1、金 華 職 業(yè) 技 術 學 院JINHUA COLLEGE OF PROFESSION AND TECHNOLOGY畢業(yè)綜合項目成果 （2012屆）題 目 臺虎鉗的設計及加工 學 院 機電工程學院 專 業(yè) 數(shù)控技術 班 級 數(shù)控091 學 號 0130 姓 名 潘松偉 指導教師 王瑞敏、李銀海 2011年 12月 20日金華職業(yè)技術學院畢業(yè)教學成果目 錄摘要1引言 11臺虎鉗的設計及加工2 1.1鉗座本體的設計及加工2 1.2 固定鉗口的設計及加工3 1.3 安裝定位塊的設計及加工4 1.4 滑動鉗口的設計及加工6 1.5 絲母的設計及加工8 1.6 絲桿的設計及加工9 1.7 定位滑板的設計

2、及加工10 1.8 擋圈的設計及加工12 1.9 V形鉗口的設計及加工13 1.10 手柄的設計及加工15 1.11 標準件的選擇162臺虎鉗的裝配及工作原理17 3.1臺虎鉗的工作原理17 3.2臺虎鉗的裝配示意圖18 3.2.1沒裝上V形鉗口的臺虎鉗效果示意圖18 3.2.2裝上V形鉗口的臺虎鉗效果示意圖19 3.3臺虎鉗的爆炸視圖20結論 20謝辭 21參考文獻 22臺虎鉗的設計及加工 機電工程學院 數(shù)控技術專業(yè) 潘松偉摘要：臺虎鉗在機械加工、修理等行業(yè)應用十分廣泛，是一種不可缺少的加工工具，文章主要介紹了臺虎鉗設計及加工。本人利用半年的時間來設計和去車間加工實物，根據(jù)多種相關參考資料結

3、合實際，使用UG軟件進行設計，內容主要介紹了，根據(jù)資料用UG NX軟件對臺虎鉗各個零件進行三維實體造型、裝配、爆炸及三維轉AutoCAD二維圖，還有經(jīng)過去車間的努力加工的成品臺虎鉗，由此提高了本人對此軟件的應用技術能力和實際的操作能力。關鍵詞：臺虎鉗 造型 設計 裝配 爆炸 二維圖 加工引言機械加工中，臺虎鉗是較為常見的裝夾工具，它分機用和手用兩種，本次設計的臺虎鉗打破了傳統(tǒng)臺虎鉗的結構，從利于加工的角度進行設計，對臺虎鉗的每個部件都進行了改進設計，但工作原理還是利用兩鉗口作定位基準，靠絲桿、絲母傳送機械力的原理進行工作的。臺虎鉗結構簡單，裝夾迅速。加工時省時省力，提高了加工效率、加工精度、產(chǎn)

4、品質量。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雜和不規(guī)則工件。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。機加工時工件易位移，有時工件還會飛出機床臺面。為此，特別增加臺虎鉗的鉗口進行的改進設計，以滿足其使用功能的要求，使其更加的實用化。本次課題設計使用的軟件是UG NX6.0。此軟件可對許多二維及三維空間上的不同應用環(huán)境進行利用處理，是應用較廣，實用性大，多功能軟件。加工使用的機床是車床，銑床，鉆床。這些機床可以滿足對臺虎鉗的加工要求。本人在接受本課題后，對具體資料數(shù)據(jù)進行分析處理，且將扮演一名設計者的角色，學習培養(yǎng)運用UG軟件基本知識，熟練掌握UG軟件基本

5、功能，完成臺虎鉗的三維造型，裝配及三維轉AutoCAD二維圖。并通過對臺虎鉗的三維轉AutoCAD二維圖，自學有關三維轉AutoCAD二維的基本知識，還要扮演一名加工者的角色，運用了車床，銑床，鉆床進行加工。經(jīng)過反復的裝配與使用，發(fā)現(xiàn)也存在許多的問題，也彌補了以前未能解決的問題。從設計到加工一條龍的服務。培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、處理問題和自學的能力，形成應職應崗能力。1 臺虎鉗的設計1.1 鉗座本體的設計及加工在鉗座本體的設計過程中，要考慮到在其上有滑塊的運動，因此需要有導向的作用，也要考慮到加工的順利進行，還有在其上的各孔的位置的精確計算和確定，這關系到裝配的時候能否符合實際要求情況。（1）

6、鉗座本體的三維實體圖（圖1、圖2）所示。定位孔螺紋孔圖1 鉗座本體 （正面） 圖2 鉗座本體（底面）（2）鉗座本體的二維工程圖（圖3）所示。圖3 鉗座本體（3）鉗座本體的加工加工鉗座本體選擇毛坯80X142X30。選擇刀具D12R8的牛鼻刀，D10的立銑刀，D63R6的牛鼻刀，D6的鉸刀。選擇鉆頭D3.2，D5.8的鉆頭進行銑床加工。銑床加工：因為毛呸各個面的垂直度，平行度不一樣，會影響到工件的使用，所以此處的毛呸需要先進行打表銑面處理，每個面留0.2余量。用D12R8的牛鼻刀對鉗座本體進行粗加工，D10的立銑刀進行精加工。用D3.2鉆頭對M4螺紋孔進行打孔，M4絲錐攻螺紋。用5.8鉆頭對D6

7、的定位銷孔進行打孔，D6的鉸刀進行鉸孔。加工后成品如（圖4、圖5）所示。圖4 鉗座本體 （正面） 圖5 鉗座本體（反面）1.2 固定鉗口的設計及加工固定鉗口的設計過程中，既要考慮到加工的順利進行，也要考慮到與鉗座本體連接處的位置尺寸，這關系到裝配的時候能否符合實際要求情況。因此在設計的時候采用以鉗座本體的尺寸為主的畫法，整體確定位置和具體尺寸，所以尺寸的確定過程中就需要校核相應的關系，這樣就能更好的實現(xiàn)其功能。螺紋孔（1）固定鉗口的三維實體圖（圖6、圖7）所示。沉頭孔定位孔圖6 固定鉗口（正面） 圖7 固定鉗口（反面）（2）固定鉗口的二維工程圖（圖8）所示。圖8固定鉗口（3）固定鉗口的加工成品

8、圖（圖9、圖10）所示。圖9 固定鉗口（正面） 圖10 固定鉗口（反面）1.3 安裝定位塊的設計及加工安裝定位塊設計過程中，既要考慮到加工的順利進行，也要考慮到與鉗座本體連接處的位置尺寸，還要考慮一個導向孔的確定位置和具體尺寸，這關系到裝配的時候能否符合實際要求情況。因此在設計的時候采用以鉗座本體的尺寸為主的畫法，整體確定位置和具體尺寸，所以尺寸的確定過程中就需要校核相應的關系，這樣就能更好的實現(xiàn)其功能。需要有導向的作用。（1）安裝定位塊的三維實體圖（圖11、圖12）所示。導向孔沉頭孔定位孔圖11 安裝定位塊（正面） 圖12 安裝定位塊（反面）（2）安裝定位塊的二維工程圖（圖13）所示。圖13

9、安裝定位塊（3）安裝定位塊的加工成品圖（圖14、圖15）所示。定位銷螺釘圖14 安裝定位塊（正面） 圖15 安裝定位塊（反面）1.4 滑動鉗口的設計及加工滑動鉗口的設計過程中需要和鉗座本體相配，因此在尺寸的計算過程中需要參考鉗座本體的相關尺寸，再根據(jù)配合要求以確定實際尺寸，在計算的過程中，需要考慮安裝定位塊的導向孔與滑動鉗口的絲母孔的確定位置和具體尺寸。（1）滑動鉗口三維實體圖（圖16、圖17）所示。絲母孔螺紋孔螺紋孔圖16 滑動鉗口 （正面） 圖17 滑動鉗口（底面）（2）滑動鉗口的二維工程圖（圖18）所示。圖18滑動鉗口（3）滑動鉗口的加工成品圖（圖19）所示。圖19滑動鉗口1.5 絲母的

10、設計及加工絲母的設計過程中需要和滑動鉗口相配，因此在尺寸的計算過程中需要參考滑動鉗口的相關尺寸，再根據(jù)配合要求以確定實際尺寸，在計算的過程中，需要考慮絲母的內螺紋的確定位置和具體尺寸，這關系到裝配的時候能否符合實際要求情況。沉頭孔螺紋孔（1）絲母三維實體圖（圖20、圖21）所示。圖20 絲母 （正面） 圖21 絲母（反面）（2）絲母的二維工程圖（圖22）所示。圖22絲母（3）絲母的加工成品圖（圖23）所示。圖23絲母1.6 絲桿的設計及加工絲桿的設計過程中需要和絲母與安裝定位塊相配，因此在尺寸的計算過程中需要參考絲母與安裝定位塊的相關尺寸，再根據(jù)配合要求以確定實際尺寸，在計算的過程中，需要考慮

11、絲桿的定位孔的確定位置和具體尺寸，這關系到裝配的時候能否符合實際要求情況。（1）絲桿三維實體圖（圖24）所示。定位孔螺紋孔圖24絲桿（2）絲桿的二維工程圖（圖25）所示。圖25絲桿（3）絲桿的加工成品圖（圖26）所示。圖26絲桿1.7 定位滑板的設計及加工定位滑板的設計過程中需要和滑動鉗口與鉗座本體相配，因此在尺寸的計算過程中需要參考滑動鉗口與鉗座本體的相關尺寸，再根據(jù)配合要求以確定實際尺寸，這關系到裝配的時候能否符合實際要求情況。（1）定位滑板三維實體圖（圖27圖28）所示。 圖27定位滑板（正面） 圖28 定位滑板（反面）（2）定位滑板二維工程圖（圖29）所示。圖29定位滑板（3）定位滑板

12、的加工成品圖（圖30）所示。圖30定位滑板1.8 擋圈的設計及加工擋圈的設計過程中需要和絲桿相配，因此在尺寸的計算過程中需要參考滑絲桿的相關尺寸，再根據(jù)配合要求以確定實際尺寸，這關系到裝配的時候能否符合實際要求情況。（1）擋圈三維實體圖（圖31）所示。定位孔圖31擋圈（2）擋圈二維工程圖（圖32）所示。圖32擋圈（3）擋圈的加工成品圖（圖33）所示。圖33擋圈1.9 V形鉗口的設計及加工V形鉗口的設計過程中需要和固定鉗口和鉗座本體相配，因此在尺寸的計算過程中需要參考固定鉗口和鉗座本體相關尺寸，再根據(jù)配合要求以確定實際尺寸，這關系到裝配的時候能否符合實際要求情況。（1）V形鉗口三維實體圖（圖33

13、圖34）所示。沉頭孔圖33V形鉗口（正面） 圖34V形鉗口（側面）（2）V形鉗口的二維工程圖（圖35）所示。圖35V形鉗口（3）V形鉗口的加工成品圖（圖36）所示。圖36V形鉗口1.10 手柄的設計及加工手柄的設計過程中需要和絲桿相配，因此在尺寸的計算過程中需要參考滑絲桿的相關尺寸，再根據(jù)配合要求以確定實際尺寸，這關系到裝配的時候能否符合實際要求情況。（1）手柄三維實體圖（圖37圖38）所示。 沉頭孔圖37 手柄（正面） 圖38 手柄（反面）（2）手柄二維工程圖（圖39）所示。圖39手柄（3）手柄的加工成品圖（圖40）所示。圖40手柄1.11 標準件的設計（1）根據(jù)設計需求和臺虎鉗的使用性能要

14、求，本設計中選取標準件圓柱銷GB/T 199.12000。查取設計手冊可得相關尺寸，根據(jù)查得的相關尺寸設計得銷的三維實體圖（圖41）。圖41用于定位的圓柱銷（2） 根據(jù)設計需求和臺虎鉗的使用性能要求，本設計中選取標準件內六角圓柱螺釘GB/T 70.12000。查取設計手冊可得相關尺寸，根據(jù)查得的相關尺寸設計得內六角圓柱螺釘?shù)娜S實體圖（圖42）。圖42用于固定的內六角圓柱螺釘(3) 根據(jù)設計需求和臺虎鉗的使用性能要求，本設計中選取標準件開槽圓柱螺釘GB/T 652000。查取設計手冊可得相關尺寸，根據(jù)查得的相關尺寸設計得開槽圓柱螺釘?shù)娜S實體圖（圖43）。圖43用于固定定位滑塊和滑動鉗口的開槽

15、圓柱螺釘3. 臺虎鉗的裝配及工作原理3.1 臺虎鉗的工作原理本次畢業(yè)設計的臺虎鉗（圖44）由鉗座本體、固定鉗口、安裝定位塊、滑動鉗口和絲母等零件組成。當手柄轉動絲桿時，由絲桿的左邊用固定銷卡住，使它只能在安裝定位塊的導向孔中轉動，而不能沿軸向移動，這時絲桿就帶絲母，使滑動鉗口沿鉗座本體的內腔作直線運動。絲母與滑動鉗口用螺釘連成整體，這樣使鉗口閉合或開放，便于夾緊和卸下零件（圖44）。安裝定位塊鉗座本體定位滑塊固定銷手柄擋環(huán)絲桿絲母滑動鉗口固定鉗口圖44沒裝上V形鉗口的臺虎鉗3.2 臺虎鉗的裝配示意圖（1）臺虎鉗的裝配的約束和各部件如（圖45圖46）。圖45約束 圖46各部件3.2.1 沒裝上V

16、形鉗口的臺虎鉗效果示意圖（1）在UG中沒裝上V形鉗口的臺虎鉗效果示意（圖47）。圖47沒裝上V形鉗口的臺虎鉗（2）在加工成品中沒裝上V形鉗口的臺虎鉗效果示意（圖48圖49）。圖48臺虎鉗極限張開的狀態(tài) 圖49臺虎鉗極限閉合的狀態(tài)3.2.2 裝上V形鉗口的臺虎鉗效果示意圖（1）在UG中裝上V形鉗口的臺虎鉗效果示意（圖50）。圖50裝上V形鉗口的臺虎鉗效果示意（2）在加工成品中裝上V形鉗口的臺虎鉗效果示意（圖51圖52）。 圖51臺虎鉗極限張開的狀態(tài) 圖52臺虎鉗極限閉合的狀態(tài)3.3 臺虎鉗的爆炸示意圖運用UG軟件對臺虎鉗的裝配進行的爆炸，獲得如圖 53所示效果。圖54臺虎鉗的爆炸視圖4 結論通過

17、本次畢業(yè)設計讓我的角色從一名設計者到一名加工者，讓我不單單只會紙上談兵，而是實實在在的把我設計的產(chǎn)品通過機床把它加工出來，給它賦予生命 ，讓它在真實的環(huán)境下運動起來。首先通過努力我對Unigraphics NX軟件的實體造型、裝配等功能有一定了解，并能熟練運用實體造型中的有關屬性命令，如：拉伸、掃描、旋轉、拔摸、倒圓角等其它命令。特別是UG三維轉AutoCAD二維圖，完全是通過自己的自學，獨立完成的一塊，對我有著非常深刻的意義。我深刻的了解到自學的重要性，也了解到Unigraphics NX軟件的功能之強大、技術之先進，為造型設計、機械設計、模具設計、加工制造等同領域提高了完整的解決方案，只有

18、通過自學，才能在以后UG這個領域上得到更多的收獲，畢竟，我們在學校里的時間是有限的。畢業(yè)設計培養(yǎng)了我對零件的三維造型能力。另外還利用自己的努力利用課余時間去車間完成了自己設計的臺虎鉗，我重點運用了車床，銑床，鉆床進行加工。經(jīng)過反復的裝配與使用，發(fā)現(xiàn)也存在許多的問題，也彌補了以前未能解決的問題，讓我受益不少。從設計到加工應用所學的Unigraphics NX6.0軟件，AutoCAD軟件，車床，銑床，鉆床。通過臺虎鉗的造型設計、裝配，UG三維轉AutoCAD二維圖及加工過程，培養(yǎng)了自己的學習能力、創(chuàng)新能力、思維能力。在由發(fā)現(xiàn)問題到解決問題的過程中，使我對設計方面也奠定了一定的基礎。我相信通過此次的學習我會更加