台虎钳加工毕业设计.docx

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1、台虎钳加工毕业设计XXXXXXXXXXXXX学院 毕业课题机用虎钳三维造型与工艺制作 系 别 专 业 班 级 学生姓名 指导教师 年 月 日摘 要 机械加工中，台虎钳是较为常见的装夹工具，它分机用和手用两种，都是利用两钳口作定位基准，靠丝杠，螺母传送机械力的原理进行工作的。台虎钳结构简单装夹迅速，加工时省时省力，提高了加工效率和加工精度，提高了产品质量。 本课题主要研究的是台虎钳底的主要零部件的设计、造型及实体装配，同时对主要部件编写加工工艺。研究的方法是运用 UG 的三维造型将模具造型出来； 至于加工方面， 先设计好加工工艺包括毛坯的选择、刀具、切削用量、机床等等。 通过对台虎钳的三维造型，

2、可以提高自我的 UG 三维造型的能力，加深了对模具设计的理解，从本质上提高了自我软件应用能力。运用软件的编程功能，对典型零件的编程，可以提高自己对数控加工工艺的理解，包括机床的选择、刀具的选择、切削用量的选择等等。因此，本课题的研究不仅运用到 UG 的三维造型，而且让我对零件设计和加工工艺认识提高了一个等级。 关键词：台虎钳设计，UG造型，加工工艺 II 目 录 1零件的分析与介绍 . 1 1.1 台虎钳的分析 . 1 1.2 台虎钳的部件的介绍 . 1 2零件的造型. . 3 2.1 底座的造型 . 3 2.2 丝杠的造型 . 6 2.3 户口板的造型 . 8 2.4 圆螺钉的造型 . 9

3、2.5 活动钳口的造型 . 12 2.6 大螺母的造型 . 15 3台虎钳装配图 . 17 3.1台虎钳的装配 . 17 4典型部件(活动钳口)的工艺分析 . 19 4.1 毛坯的选择 . 19 4.2 定位基准的选择 . 19 4.3 加工顺序的选择 . 20 4.4 刀具、机床、夹具、切削量的选择 . 20 总结 . 24 致谢 . 25 参考文献 . 26 II 1零件的分析与介绍 1.1 台虎钳的分析 台虎钳是用来加持工件的通用夹具，主要是装置在工作台上，用以夹稳加工工件，为钳工车间必备工具。转盘式的钳体可旋转，使工件旋转到合适的工作位置。因此台虎钳对于机械加工来说意义非凡。 台虎钳设

4、计的特点： 1、 耐用铸铁钳身，高强度夹持力。 2、 旋转底座，功能多样。 3、 旋转螺纹固定，保证使用顺滑。 4、 底部螺栓直接固定，夹持稳定。 5、 镀铬涂层，有效防蚀。 台虎钳装夹的原理是从传动上讲是螺旋传动原理，从受力上讲是杠杆原理，更确切地讲是轮轴原理。 台虎钳中有两种作用的螺纹：螺钉将钳口固定在钳身上、夹紧螺钉旋紧将固定钳身紧固连接作用；旋转丝杠，带动活动钳身相对固定钳身移动，将丝杠的转动转变为活动钳身的直线运动，把丝杠的运动传到活动钳身上传动作用，起传动作用的螺纹是传动螺纹。圆柱外表面的螺纹是外螺纹，圆孔内表面的螺纹是内螺纹，内外螺纹往往成对出现。转动台虎钳手柄，将钳口打开，以后

5、再反方向转动手柄，开始反转一点点时，钳口并没有动，这是为什么？是传动的内外螺纹间存在间隙，间隙有的大、有的小，是在加工时螺纹尺寸有一定的偏差造成的。加工零件的尺寸不可能很准确，往往有一个尺寸范围，在这一范围内的尺寸都是可以的。 1.2 台虎钳的部件的介绍 台虎钳各部件主要分为虎钳底座、活动钳口、圆螺丝钉、户口板、大螺母、丝杠以及一些标准件。1 XXXXXXXXX毕业设计 台虎钳设计与装配 2零件的造型 2.1 底座的造型 2.1.1 底座的三维造型 底座的三维造型设计是台虎钳的设计的一个重要内容，设计后的三维造型能清晰的反应了底座的特点，具体见图 2.1.1 具体的设计造型如下： 图 2.1.

6、1 具体设计造型如下： 1. 第一步创建草图完成后进行拉伸操作如图 图 2.1.1.1 2.第二步完成草图进行拉伸操作，对称值为40如图 2.1.1.2 3 XXXXXXXXX毕业设计 台虎钳设计与装配 图 2.1.1.2 3.第三步选择低面为草绘平面，具体做法如下图，在 2.1.1.2 实体上创建草图，尺寸具体见下图.并完成草图后进行拉伸操作，拉伸高度为14，最后求和操作，并对拉伸的特征进行倒圆角操作，倒圆角半径为10。如图 2.1.1.3 图 2. 1.1.3 4.第四步选择俯视面为草绘平面，绘制草图，完成后进行拉伸求差操作，如图 2.1.1.4 图 2.1.1.4 图 2.1.1.4(b

7、)4 XXXXXXXXX毕业设计 台虎钳设计与装配 5.第五步选择特征下的打孔命令，孔的中心位置(位于前端的孔)如图 2.1.1.5，孔的直径为12mm,深度为20mm尖角118deg。 图 2.1.1.5 6.第六步 继续孔的操作孔的定位中心与前端孔的平面位置相同。沉头孔的尺寸分别为直径30mm,孔深度2mm，直径18mm，深度限制为值，深度50mm，尖角118deg，如图 2.1.1.6。 如图 2.1.1.6继续孔的操作，选择当前为螺纹孔尺寸、如图 2.1.1.7，螺纹孔，螺纹深度为12mm，尺寸深度14mm尖角118deg。最后打两侧打沉头孔尺寸为沉头孔直径25mm，沉头孔深度2mm，

8、孔径11mm，孔深度贯通体。完成如图 图2.1.1.7 (a) 图2.1.1.7 3 XXXXXXXXX毕业设计 台虎钳设计与装配 7.第七步选择特征操作下的边倒圆操作选中底座四个角，进行边倒圆角度为10mm，在以地面为草绘平面，如图2.1.1.8所示完成草图的绘制。并拉伸求差操作。 最后以前端面为草绘平面，完成草图绘制吗，进行拉伸求差操作。完成后并保存操作。如图2.1.1.9。 图2.1.1.8 图2.1.1.8 图2.1.1.9 图2.1.1.9 2.1.2 底座的二维造型 5 XXXXXXXXX毕业设计 台虎钳设计与装配 图2.1.2.1 2.2 丝杠的造型 2.2.1 丝杠的三维造型

9、1.第一步，在草图下，建立草图曲线，然后在建模里回转操作，然后倒圆角，最后建立外螺纹，螺距为8mm.具体见图 2.2.1 6 XXXXXXXXX毕业设计 台虎钳设计与装配 图2.2.1 2.2.2丝杠的二维造型 图2.2.2 2.3 护口板的造型 2.3.1 护口板的三维造型 1.第一步，在草图里，创建长为80mm宽为22， 的长方形如图 2.3.1.1 图 2.3.1.1 8 XXXXXXXXX毕业设计 台虎钳设计与装配 2.第二步，在建模里拉伸实体，高,9mm，如图 2.3.1.2 图 2.3.1.2 3.第三步，创建埋头孔，埋头孔直径17mm埋头孔角度90deg直径9mm，贯通体， 如图

10、 2.3.1.3图 2.3.1.3 2.3.2 护口板的二维造型 图 2.3.2 护口板二维造型 图2.3.2 护口板二维平面图 9 XXXXXXXXX毕业设计 台虎钳设计与装配 2.4 圆螺钉的造型 2.4.1 圆螺钉的三维造型 1.第一步，创建一个圆柱体，直径26mm高度8mm，如图 2.4.1.1。 然后在原始圆柱体上在创建一个圆柱体，直径8mm高度2mm，如图 2.4.1.2。 图 2.4.1.1 图 2.4. 1.2 2.第二步，继续创建圆柱体，直径10mm高度12mm，最后在3个圆柱体求和如图2.4.1.3。 图 2.4.1.3 3.第三步，创建螺纹并倒角，距离为1mm。如图2.4

11、.1.4。 图 2.4.1.4 图 2.4.1.4 10 XXXXXXXXX毕业设计 台虎钳设计与装配 4.第四步，创建孔操作如图 2.4.1.5，然后打孔，孔直径4mm深度4mm，如图 2.4.1.6 图 2.4.1.5 图 2.4.1.62.4.2 圆螺钉的二维造型 图 2.4.2 圆螺钉二维造型 2.5 活动钳口的造型 2.5.1活动钳口的三维造型 1.第一步，以XY为草绘平面，绘制如图2.5.1.1所示进行拉伸操作，高度为18mm。 图 2.5.1.1 图 2.5.1.2 12 XXXXXXXXX毕业设计 台虎钳设计与装配 2.第二步，以拉伸后的体的上面为草绘平面绘制草图并拉伸求和操作

12、。拉伸高度为10，如图 2.5.1.3。 图 2.5.1.3 3.第三步，以YZ为草绘平面，绘制草图拉伸长度24，如图 2.5.1.4 图 2.5.1.4 图 2.5.1.4 4.第四步，以零件的上顶面为草绘平面，拉伸求差，拉伸长度为20。如图 2.5.1.5 图 2.5.1.5 图 2.5.1.5 12 XXXXXXXXX毕业设计 台虎钳设计与装配 5.第五步，打沉头孔沉头孔直径28mm，沉头孔深度8mm，直径20mm并倒角，半径为3，如图2.5.1.6 图 2.5.1.6 6.第六步，打螺纹孔螺纹深度12mm，深度16mm如图 2.5.1.7。 图 2.5.1.7 2.5.2活动钳口的二维

13、造型 图 2.5.2 活动钳口二维造型13 XXXXXXXXX毕业设计 台虎钳设计与装配 2.6 大螺母的造型 2.6.1 大螺母的三维造型 1.第一步，启用螺旋线圈数40/8，螺距8mm如图 2.6.1.1 图 2.6.1.1 2.第二步，以xz平面为草绘平面，并进行扫掠。定位方法强制方向为z轴。如图2.6.1.2 图2.6.1.2 图2.6.1.2 3.第三步，以yx面为草绘平面，拉伸操作。拉伸距离38mm如图 2.6.1.3 图 2.6.1.3 图 2.6.1.3 15 XXXXXXXXX毕业设计 台虎钳设计与装配 4.第四步，以创建好体的顶面为草绘平面，绘制草图，拉伸操作，距离21，求

14、和如图 2.6.1.4 图 2.6.1.4 图 2.6.1.4 5.第五步，创建螺纹孔，螺纹孔尺寸M10*1.5螺纹深度18mm，尺寸深度20mm如图 2.6.1.5 图 2.6.1.5 2.6.2 大螺母的二维造型 图2.6.2.116 XXXXXXX毕业设计 台虎钳设计与装配 3机用虎钳装配图 3.1机用虎钳的装配 3.1.1 机用虎钳二维平面图 根据图纸上的装配关系，通过装配约束，将各个零件装配到一起，装配明细白表如下： 图3.1.1机用虎钳零件装配明细表 3.1.2机用虎钳的三维造型装配图 17 XXXXXXX毕业设计 台虎钳设计与装配 图3.1.2 3.1.3机用虎钳的三维爆炸图 图

15、3.1.3 18 XXXXXXX毕业设计 台虎钳设计与装配 4活动钳口的工艺分析 4.1活动钳口三维造型图 图4.1 活动钳口三维图 4.2毛坯的选择 机用虎钳活动钳口毛坯主要是铸件，特点是在冷却过程中会产生铸造内应力，导致铸件在加工过程中产生变形，需要去应力退火，并且需要表面淬火处理。材料一般选择在 HT150 以上，主要成型方法有铸造，其优点是：铸造材料广泛，价格低廉；设备简单，投资少；铸件形状与零件比较接近。减少切削量。其缺点是：铸造组织疏松，晶粒粗大，力学性能较差，铸造工序多。 4.3定位基准的选择 4.3.1 粗基准的选择 以活动钳口的底面为粗基准，该底面是平面，铸造时有一定的精度，

16、可以作为粗基准。依据选择的粗基准，对侧面和表面进行粗精加工，以及孔的粗加工，这样有利于保证加工精度和尺寸的要求，符合基准统一和基准重合的原则。 4.3.2 精基准的选择 以加工后的上表面为精基准，对孔、内腔以及底面加工可保证一定的尺寸精度和相互位置精度。 19 XXXXXXX毕业设计 台虎钳设计与装配 4.4加工顺序的选择 活动钳口加工时，应先加工面后加工孔，以加工好的面来定位，加工孔，以平面为精基准加工孔，这样不仅为孔的加工提供了稳定可靠的精基准，同时还可以使孔的加工余量较为均匀。由于活动钳口的孔在表面上，先加工好平面，钻孔时，钻头不易引偏，扩孔或绞孔时，刀具也不易崩刃。加工阶段粗、精分开，

17、粗、精分开也可及时发现毛坯缺陷，避免更大的浪费；同时还能根据粗、精加工的不同要求来合理选择设备，有利于提高生产率。 4.5刀具、机床、夹具、切削量的选择 4.5.1 机床的选择 根据活动钳口特点选择VDF850加工中心来进行加工制造。 图4.2 数控加工中心 4.5.2活动钳口的加工工艺 通过对活动钳口毛坯的选择后，对工件进行定位和加紧，确定好加工顺序后，制定该活动钳口的加工工艺如下： 20 XXXXXXX毕业设计 台虎钳设计与装配 图4.1活动钳口加工工艺 表4.1 活动钳口加工工艺表 工序号 程序编号 10 1 夹具名称 三爪自定心卡盘 刀具号 T10 T1 T1 夹具编号 XK-3J1

18、使用设备 VDF850加工中心 主轴转速 r/min 550 3300 3300 背吃刀量 mm 0.2 1 1 游标卡尺 游标卡尺 游标卡尺 游标卡尺 量具 车 间 数控加工车间 工步号 工 步 内 容 刀具规格 mm 盘刀 20飞刀 20飞刀 进给量 mm/min 125 800 800 1 2 3 4 夹持工件100x50 将工件毛坯端面见光 粗加工R40的轮廓 粗加工R24的轮廓 粗加工长为90宽为7高为20的台阶 精加工R40的轮廓 5 T1 20飞刀 3300 800 1 6 T5 10合金刀 2800 400 4 7 精加工R24的轮廓 T5 10合金刀 2800 400 4 2

19、1 XXXXXXX毕业设计 台虎钳设计与装配 8 9 10 11 精加工长为90宽为7高为20的台阶 打定心孔 在工件中心打20通孔 粗铣削中心孔28x8沉头孔 精铣削中心孔28x8沉头孔 T5 T6 T3 T4 10合金刀 定心钻 20钻头 20飞刀 2800 3000 450 3300 400 800 40 800 4 1 游标卡尺 游标卡尺 游标卡尺 12 T5 10合金刀 2800 400 4 工序号 程序编号 夹具名称 三爪自定心卡盘 刀具号 夹具编号 使用设备 车 间 数控加工车间 20 2 XK-3J1 刀具规格 mm VDF850加工中心 主轴转速 r/min 背吃刀量 mm

20、工步号 工 步 内 容 进给量mm/min 量具 1 夹持已完成工件 铣削工件表面至厚度尺寸为36 粗铣R40轮廓，留余量 深度游标卡尺 游标卡尺 2 T10 盘刀 20飞刀 20飞刀 10550 125 1.5 3 T1 3300 800 1 4 粗铣R24轮廓，留余量 T1 3300 800 1 游标卡尺 5 精铣R40轮廓 T5 合金刀 102800 400 4 游标卡尺 6 精铣R24轮廓 T5 合金刀 2800 400 4 游标卡尺 22 XXXXXXX毕业设计 台虎钳设计与装配 工序号 程序编号 夹具名称 液压虎钳 夹具编号 使用设备 VDF850加工中心 主轴转速 r/min 车

21、 间 数控加工车间 进给量 mm/min 20 3 XK-J1 背吃刀量 mm 工步号 工 步 内 刀具号 容 刀具规格 mm 量具 1 2 夹持已完成工件 打定心孔 定位基准，两点距 T6 定心钻 3000 800 3 离40，到工件中心距离20 在工件两点上打4 两个7.8x14螺纹底孔 T7 7.8钻头 450 40 5 攻M8螺纹 23 XXXXXXX毕业设计 台虎钳设计与装配 总 结 本次毕业课题意义重大，使我达到了理论与实际相结合的目的。同时也具有了设计机床的方案论证能力，和结构设计合理性能力。另外，我在这一次毕业设计过程中，利用了UGNX6.0软件，基本达到了可单独熟练操作的标准

22、，另外对CAD软件也有了一定的了解。 毕业设计是我们第一次认真辛苦完成的一项比较成型的成果，是我们以后从事机械设计之路的开始，它不仅是对我们大学知识进行的一个反馈和复习，也是让我们把理论和实际进行了一次真正的结合。对我们来说，是一次实实在在的考核，更是挑战。通过这次设计培养了我们运用知识的能力，并进一步巩固了所学专业知识，扩大了知识面，提高了我们参与实际工作的能力和信心。同时，也看到了我们知识匮乏的一面，认识到了自己的不足，这更加驱使我有了掌握更多知识的信念。 24 XXXXXXX毕业设计 台虎钳设计与装配 致谢 本次课题是机械专业学生一个重要的、总结性的理论和实践相结合的教学环节，是综合运用

23、所学知识和技能的具体实践过程。通过本次课题设计使我对所学的专业知识有了更深刻的理解和认识。此课题内容源于生产实践，使我在理论知识和实践技能方面得到了充分的结合，有利于培养解决工程实际问题的能力。 在该课题的研究过程中，通过把自己几年来所学到的专业知识和实践相结合，我顺利完成了指导老师布置的各项任务。但在设计过程中，我对一些理论问题掌握的不够充分，经过多次向指导老师请教才得以解决。在今后学习和工作中，我会更多的吸取相关方面的知识，不断提高自己的专业水平能力。 通过本次毕业设计，我了解和掌握了机械控制等方面的诸多知识，锻炼了自己分析问题和解决问题的能力，并积累了一定的实践经验，为今后的工作打下了坚实的基础。但由于时间紧、任务重，再加上本人的知识水平和能力有限，以及经验不足，设计中难免存在一些缺点和错误，欢迎各位老师给予批评指正。 本文在资料收集整理、论文撰写、结构设计以及修改过程中得到了XXX老师的指导和帮助，特在此表示由衷的感谢。25 XXXXXXXXX毕业设计 台虎钳设计与装配 参考文献 1 王幼龙 主编.机械制图.高等教育出版社. 2 陈远华 主编.机械设计基础大连理工大学出版社. 3 郭朝勇主编.AutoCAD机械制图 电子工业出版社. 4.徐灏. 主编.机械设计手册第五卷 机械工业出版社. 5 李桂云.主编.数控编程及加工技术大连理工大学出版社. 26