數(shù)控091潘松偉臺(tái)虎鉗的設(shè)計(jì)及加工

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

2、及加工10 1.8 擋圈的設(shè)計(jì)及加工12 1.9 V形鉗口的設(shè)計(jì)及加工13 1.10 手柄的設(shè)計(jì)及加工15 1.11 標(biāo)準(zhǔn)件的選擇162臺(tái)虎鉗的裝配及工作原理17 3.1臺(tái)虎鉗的工作原理17 3.2臺(tái)虎鉗的裝配示意圖18 3.2.1沒(méi)裝上V形鉗口的臺(tái)虎鉗效果示意圖18 3.2.2裝上V形鉗口的臺(tái)虎鉗效果示意圖19 3.3臺(tái)虎鉗的爆炸視圖20結(jié)論 20謝辭 21參考文獻(xiàn) 22臺(tái)虎鉗的設(shè)計(jì)及加工 機(jī)電工程學(xué)院 數(shù)控技術(shù)專業(yè) 潘松偉摘要：臺(tái)虎鉗在機(jī)械加工、修理等行業(yè)應(yīng)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(tái)虎鉗設(shè)計(jì)及加工。本人利用半年的時(shí)間來(lái)設(shè)計(jì)和去車間加工實(shí)物，根據(jù)多種相關(guān)參考資料結(jié)

3、合實(shí)際，使用UG軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，內(nèi)容主要介紹了，根據(jù)資料用UG NX軟件對(duì)臺(tái)虎鉗各個(gè)零件進(jìn)行三維實(shí)體造型、裝配、爆炸及三維轉(zhuǎn)AutoCAD二維圖，還有經(jīng)過(guò)去車間的努力加工的成品臺(tái)虎鉗，由此提高了本人對(duì)此軟件的應(yīng)用技術(shù)能力和實(shí)際的操作能力。關(guān)鍵詞：臺(tái)虎鉗 造型 設(shè)計(jì) 裝配 爆炸 二維圖 加工引言機(jī)械加工中，臺(tái)虎鉗是較為常見(jiàn)的裝夾工具，它分機(jī)用和手用兩種，本次設(shè)計(jì)的臺(tái)虎鉗打破了傳統(tǒng)臺(tái)虎鉗的結(jié)構(gòu)，從利于加工的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)臺(tái)虎鉗的每個(gè)部件都進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，但工作原理還是利用兩鉗口作定位基準(zhǔn)，靠絲桿、絲母?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、加工精度、產(chǎn)

4、品質(zhì)量。但是臺(tái)虎鉗也有其不足之處，如不能較好的裝夾外形較為復(fù)雜和不規(guī)則工件。主要原因是臺(tái)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(shí)工件易位移，有時(shí)工件還會(huì)飛出機(jī)床臺(tái)面。為此，特別增加臺(tái)虎鉗的鉗口進(jìn)行的改進(jìn)設(shè)計(jì)，以滿足其使用功能的要求，使其更加的實(shí)用化。本次課題設(shè)計(jì)使用的軟件是UG NX6.0。此軟件可對(duì)許多二維及三維空間上的不同應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行利用處理，是應(yīng)用較廣，實(shí)用性大，多功能軟件。加工使用的機(jī)床是車床，銑床，鉆床。這些機(jī)床可以滿足對(duì)臺(tái)虎鉗的加工要求。本人在接受本課題后，對(duì)具體資料數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，且將扮演一名設(shè)計(jì)者的角色，學(xué)習(xí)培養(yǎng)運(yùn)用UG軟件基本知識(shí)，熟練掌握UG軟件基本

5、功能，完成臺(tái)虎鉗的三維造型，裝配及三維轉(zhuǎn)AutoCAD二維圖。并通過(guò)對(duì)臺(tái)虎鉗的三維轉(zhuǎn)AutoCAD二維圖，自學(xué)有關(guān)三維轉(zhuǎn)AutoCAD二維的基本知識(shí)，還要扮演一名加工者的角色，運(yùn)用了車床，銑床，鉆床進(jìn)行加工。經(jīng)過(guò)反復(fù)的裝配與使用，發(fā)現(xiàn)也存在許多的問(wèn)題，也彌補(bǔ)了以前未能解決的問(wèn)題。從設(shè)計(jì)到加工一條龍的服務(wù)。培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、處理問(wèn)題和自學(xué)的能力，形成應(yīng)職應(yīng)崗能力。1 臺(tái)虎鉗的設(shè)計(jì)1.1 鉗座本體的設(shè)計(jì)及加工在鉗座本體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，要考慮到在其上有滑塊的運(yùn)動(dòng)，因此需要有導(dǎo)向的作用，也要考慮到加工的順利進(jìn)行，還有在其上的各孔的位置的精確計(jì)算和確定，這關(guān)系到裝配的時(shí)候能否符合實(shí)際要求情況。（1）

6、鉗座本體的三維實(shí)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(jìn)行銑床加工。銑床加工：因?yàn)槊薷鱾€(gè)面的垂直度，平行度不一樣，會(huì)影響到工件的使用，所以此處的毛呸需要先進(jìn)行打表銑面處理，每個(gè)面留0.2余量。用D12R8的牛鼻刀對(duì)鉗座本體進(jìn)行粗加工，D10的立銑刀進(jìn)行精加工。用D3.2鉆頭對(duì)M4螺紋孔進(jìn)行打孔，M4絲錐攻螺紋。用5.8鉆頭對(duì)D6

7、的定位銷孔進(jìn)行打孔，D6的鉸刀進(jìn)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(shè)計(jì)及加工固定鉗口的設(shè)計(jì)過(guò)程中，既要考慮到加工的順利進(jìn)行，也要考慮到與鉗座本體連接處的位置尺寸，這關(guān)系到裝配的時(shí)候能否符合實(shí)際要求情況。因此在設(shè)計(jì)的時(shí)候采用以鉗座本體的尺寸為主的畫(huà)法，整體確定位置和具體尺寸，所以尺寸的確定過(guò)程中就需要校核相應(yīng)的關(guān)系，這樣就能更好的實(shí)現(xiàn)其功能。螺紋孔（1）固定鉗口的三維實(shí)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(shè)計(jì)及加工安裝定位塊設(shè)計(jì)過(guò)程中，既要考慮到加工的順利進(jìn)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(gè)導(dǎo)向孔的確定位置和具體尺寸，這關(guān)系到裝配的時(shí)候能否符合實(shí)際要求情況。因此在設(shè)計(jì)的時(shí)候采用以鉗座本體的尺寸為主的畫(huà)法，整體確定位置和具體尺寸，所以尺寸的確定過(guò)程中就需要校核相應(yīng)的關(guān)系，這樣就能更好的實(shí)現(xiàn)其功能。需要有導(dǎo)向的作用。（1）安裝定位塊的三維實(shí)體圖（圖11、圖12）所示。導(dǎo)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(dòng)鉗口的設(shè)計(jì)及加工滑動(dòng)鉗口的設(shè)計(jì)過(guò)程中需要和鉗座本體相配，因此在尺寸的計(jì)算過(guò)程中需要參考鉗座本體的相關(guān)尺寸，再根據(jù)配合要求以確定實(shí)際尺寸，在計(jì)算的過(guò)程中，需要考慮安裝定位塊的導(dǎo)向孔與滑動(dòng)鉗口的絲母孔的確定位置和具體尺寸。（1）滑動(dòng)鉗口三維實(shí)體圖（圖16、圖17）所示。絲母孔螺紋孔螺紋孔圖16 滑動(dòng)鉗口 （正面） 圖17 滑動(dòng)鉗口（底面）（2）滑動(dòng)鉗口的二維工程圖（圖18）所示。圖18滑動(dòng)鉗口（3）滑動(dòng)鉗口的加工成品圖（圖19）所示。圖19滑動(dòng)鉗口1.5 絲母的

10、設(shè)計(jì)及加工絲母的設(shè)計(jì)過(guò)程中需要和滑動(dòng)鉗口相配，因此在尺寸的計(jì)算過(guò)程中需要參考滑動(dòng)鉗口的相關(guān)尺寸，再根據(jù)配合要求以確定實(shí)際尺寸，在計(jì)算的過(guò)程中，需要考慮絲母的內(nèi)螺紋的確定位置和具體尺寸，這關(guān)系到裝配的時(shí)候能否符合實(shí)際要求情況。沉頭孔螺紋孔（1）絲母三維實(shí)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(shè)計(jì)及加工絲桿的設(shè)計(jì)過(guò)程中需要和絲母與安裝定位塊相配，因此在尺寸的計(jì)算過(guò)程中需要參考絲母與安裝定位塊的相關(guān)尺寸，再根據(jù)配合要求以確定實(shí)際尺寸，在計(jì)算的過(guò)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(guān)系到裝配的時(shí)候能否符合實(shí)際要求情況。（1）絲桿三維實(shí)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(shè)計(jì)及加工定位滑板的設(shè)計(jì)過(guò)程中需要和滑動(dòng)鉗口與鉗座本體相配，因此在尺寸的計(jì)算過(guò)程中需要參考滑動(dòng)鉗口與鉗座本體的相關(guān)尺寸，再根據(jù)配合要求以確定實(shí)際尺寸，這關(guān)系到裝配的時(shí)候能否符合實(shí)際要求情況。（1）定位滑板三維實(shí)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(shè)計(jì)及加工擋圈的設(shè)計(jì)過(guò)程中需要和絲桿相配，因此在尺寸的計(jì)算過(guò)程中需要參考滑絲桿的相關(guān)尺寸，再根據(jù)配合要求以確定實(shí)際尺寸，這關(guān)系到裝配的時(shí)候能否符合實(shí)際要求情況。（1）擋圈三維實(shí)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(shè)計(jì)及加工V形鉗口的設(shè)計(jì)過(guò)程中需要和固定鉗口和鉗座本體相配，因此在尺寸的計(jì)算過(guò)程中需要參考固定鉗口和鉗座本體相關(guān)尺寸，再根據(jù)配合要求以確定實(shí)際尺寸，這關(guān)系到裝配的時(shí)候能否符合實(shí)際要求情況。（1）V形鉗口三維實(shí)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(cè)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(shè)計(jì)及加工手柄的設(shè)計(jì)過(guò)程中需要和絲桿相配，因此在尺寸的計(jì)算過(guò)程中需要參考滑絲桿的相關(guān)尺寸，再根據(jù)配合要求以確定實(shí)際尺寸，這關(guān)系到裝配的時(shí)候能否符合實(shí)際要求情況。（1）手柄三維實(shí)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(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)（1）根據(jù)設(shè)計(jì)需求和臺(tái)虎鉗的使用性能要

14、求，本設(shè)計(jì)中選取標(biāo)準(zhǔn)件圓柱銷GB/T 199.12000。查取設(shè)計(jì)手冊(cè)可得相關(guān)尺寸，根據(jù)查得的相關(guān)尺寸設(shè)計(jì)得銷的三維實(shí)體圖（圖41）。圖41用于定位的圓柱銷（2） 根據(jù)設(shè)計(jì)需求和臺(tái)虎鉗的使用性能要求，本設(shè)計(jì)中選取標(biāo)準(zhǔn)件內(nèi)六角圓柱螺釘GB/T 70.12000。查取設(shè)計(jì)手冊(cè)可得相關(guān)尺寸，根據(jù)查得的相關(guān)尺寸設(shè)計(jì)得內(nèi)六角圓柱螺釘?shù)娜S實(shí)體圖（圖42）。圖42用于固定的內(nèi)六角圓柱螺釘(3) 根據(jù)設(shè)計(jì)需求和臺(tái)虎鉗的使用性能要求，本設(shè)計(jì)中選取標(biāo)準(zhǔn)件開(kāi)槽圓柱螺釘GB/T 652000。查取設(shè)計(jì)手冊(cè)可得相關(guān)尺寸，根據(jù)查得的相關(guān)尺寸設(shè)計(jì)得開(kāi)槽圓柱螺釘?shù)娜S實(shí)體圖（圖43）。圖43用于固定定位滑塊和滑動(dòng)鉗口的開(kāi)槽

15、圓柱螺釘3. 臺(tái)虎鉗的裝配及工作原理3.1 臺(tái)虎鉗的工作原理本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的臺(tái)虎鉗（圖44）由鉗座本體、固定鉗口、安裝定位塊、滑動(dòng)鉗口和絲母等零件組成。當(dāng)手柄轉(zhuǎn)動(dòng)絲桿時(shí)，由絲桿的左邊用固定銷卡住，使它只能在安裝定位塊的導(dǎo)向孔中轉(zhuǎn)動(dòng)，而不能沿軸向移動(dòng)，這時(shí)絲桿就帶絲母，使滑動(dòng)鉗口沿鉗座本體的內(nèi)腔作直線運(yùn)動(dòng)。絲母與滑動(dòng)鉗口用螺釘連成整體，這樣使鉗口閉合或開(kāi)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(dòng)鉗口固定鉗口圖44沒(méi)裝上V形鉗口的臺(tái)虎鉗3.2 臺(tái)虎鉗的裝配示意圖（1）臺(tái)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(méi)裝上V

16、形鉗口的臺(tái)虎鉗效果示意圖（1）在UG中沒(méi)裝上V形鉗口的臺(tái)虎鉗效果示意（圖47）。圖47沒(méi)裝上V形鉗口的臺(tái)虎鉗（2）在加工成品中沒(méi)裝上V形鉗口的臺(tái)虎鉗效果示意（圖48圖49）。圖48臺(tái)虎鉗極限張開(kāi)的狀態(tài) 圖49臺(tái)虎鉗極限閉合的狀態(tài)3.2.2 裝上V形鉗口的臺(tái)虎鉗效果示意圖（1）在UG中裝上V形鉗口的臺(tái)虎鉗效果示意（圖50）。圖50裝上V形鉗口的臺(tái)虎鉗效果示意（2）在加工成品中裝上V形鉗口的臺(tái)虎鉗效果示意（圖51圖52）。 圖51臺(tái)虎鉗極限張開(kāi)的狀態(tài) 圖52臺(tái)虎鉗極限閉合的狀態(tài)3.3 臺(tái)虎鉗的爆炸示意圖運(yùn)用UG軟件對(duì)臺(tái)虎鉗的裝配進(jìn)行的爆炸，獲得如圖 53所示效果。圖54臺(tái)虎鉗的爆炸視圖4 結(jié)論通過(guò)

17、本次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我的角色從一名設(shè)計(jì)者到一名加工者，讓我不單單只會(huì)紙上談兵，而是實(shí)實(shí)在在的把我設(shè)計(jì)的產(chǎn)品通過(guò)機(jī)床把它加工出來(lái)，給它賦予生命 ，讓它在真實(shí)的環(huán)境下運(yùn)動(dòng)起來(lái)。首先通過(guò)努力我對(duì)Unigraphics NX軟件的實(shí)體造型、裝配等功能有一定了解，并能熟練運(yùn)用實(shí)體造型中的有關(guān)屬性命令，如：拉伸、掃描、旋轉(zhuǎn)、拔摸、倒圓角等其它命令。特別是UG三維轉(zhuǎn)AutoCAD二維圖，完全是通過(guò)自己的自學(xué)，獨(dú)立完成的一塊，對(duì)我有著非常深刻的意義。我深刻的了解到自學(xué)的重要性，也了解到Unigraphics NX軟件的功能之強(qiáng)大、技術(shù)之先進(jìn)，為造型設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、加工制造等同領(lǐng)域提高了完整的解決方案，只有

18、通過(guò)自學(xué)，才能在以后UG這個(gè)領(lǐng)域上得到更多的收獲，畢竟，我們?cè)趯W(xué)校里的時(shí)間是有限的。畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我對(duì)零件的三維造型能力。另外還利用自己的努力利用課余時(shí)間去車間完成了自己設(shè)計(jì)的臺(tái)虎鉗，我重點(diǎn)運(yùn)用了車床，銑床，鉆床進(jìn)行加工。經(jīng)過(guò)反復(fù)的裝配與使用，發(fā)現(xiàn)也存在許多的問(wèn)題，也彌補(bǔ)了以前未能解決的問(wèn)題，讓我受益不少。從設(shè)計(jì)到加工應(yīng)用所學(xué)的Unigraphics NX6.0軟件，AutoCAD軟件，車床，銑床，鉆床。通過(guò)臺(tái)虎鉗的造型設(shè)計(jì)、裝配，UG三維轉(zhuǎn)AutoCAD二維圖及加工過(guò)程，培養(yǎng)了自己的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、思維能力。在由發(fā)現(xiàn)問(wèn)題到解決問(wèn)題的過(guò)程中，使我對(duì)設(shè)計(jì)方面也奠定了一定的基礎(chǔ)。我相信通過(guò)此次的學(xué)習(xí)我會(huì)更加