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金华职业技术学院JINHUACOLLEGEOFPROFESSIONANDTECHNOLOGY毕业综合项目成果（2012届）题目台虎钳的设计及加工学院机电工程学院专业数控技术班级数控091学号200934020290130姓名潘松伟指导教师王瑞敏、李银海2011年12月20日金华职业技术学院毕业教学成果目录摘要…………………………………………………………………………………………1引言…………………………………………………………………………………11台虎钳的设计及加工……………………………………………………………21.1钳座本体的设计及加工……………………………………………21.2固定钳口的设计及加工…………………………………………………31.3安装定位块的设计及加工……………………………………………41.4滑动钳口的设计及加工…………………………………………………61.5丝母的设计及加工…………………………………………………81.6丝杆的设计及加工…………………………………………………91.7定位滑板的设计及加工………………………………………………101.8挡圈的设计及加工……………………………………………………121.9V形钳口的设计及加工………………………………………………131.10手柄的设计及加工……………………………………………………151.11标准件的选择………………………………………………………162台虎钳的装配及工作原理………………………………………………………………173.1台虎钳的工作原理…………………………………………………………………173.2台虎钳的装配示意图……………………………………………………………183.2.1没装上V形钳口的台虎钳效果示意图………………………………………183.2.2装上V形钳口的台虎钳效果示意图…………………………………………193.3台虎钳的爆炸视图……………………………………………………………20结论…………………………………………………………………………………20谢辞…………………………………………………………………………………21参考文献……………………………………………………………………………22-1-台虎钳的设计及加工机电工程学院数控技术专业潘松伟摘要：台虎钳在机械加工、修理等行业应用十分广泛，是一种不可缺少的加工工具，文章主要介绍了台虎钳设计及加工。本人利用半年的时间来设计和去车间加工实物，根据多种相关参考资料结合实际，使用UG软件进行设计，内容主要介绍了，根据资料用UGNX软件对台虎钳各个零件进行三维实体造型、装配、爆炸及三维转AutoCAD二维图，还有经过去车间的努力加工的成品台虎钳，由此提高了本人对此软件的应用技术能力和实际的操作能力。关键词：台虎钳造型设计装配爆炸二维图加工引言机械加工中，台虎钳是较为常见的装夹工具，它分机用和手用两种，本次设计的台虎钳打破了传统台虎钳的结构，从利于加工的角度进行设计，对台虎钳的每个部件都进行了改进设计，但工作原理还是利用两钳口作定位基准，靠丝杆、丝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、加工精度、产品质量。但是台虎钳也有其不足之处，如不能较好的装夹外形较为复杂和不规则工件。主要原因是台虎钳钳口是平直的，不适于装夹球形，特别是圆柱形工件。机加工时工件易位移，有时工件还会飞出机床台面。为此，特别增加台虎钳的钳口进行的改进设计，以满足其使用功能的要求，使其更加的实用化。本次课题设计使用的软件是UGNX6.0。此软件可对许多二维及三维空间上的不同应用环境进行利用处理，是应用较广，实用性大，多功能软件。加工使用的机床是车床，铣床，钻床。这些机床可以满足对台虎钳的加工要求。本人在接受本课题后，对具体资料数据进行分析处理，且将扮演一名设计者的角色，学习培养运用UG软件基本知识，熟练掌握UG软件基本功能，完成台虎钳的三维造型，装配及三维转AutoCAD二维图。并通过对台虎钳的三维转AutoCAD二维图，自学有关三维转AutoCAD二维的基本知识，还要扮演一名加工者的角色，运用了车床，铣床，钻床进行加工。经过反复的装配与使用，发现也存在许多的问题，也弥补了以前未能解决的问题。从设计到加工一条龙的服务。培养发现问题、分析问题、处理问题和自学的能力，形成应职应岗能力。-2-1台虎钳的设计1.1钳座本体的设计及加工在钳座本体的设计过程中，要考虑到在其上有滑块的运动，因此需要有导向的作用，也要考虑到加工的顺利进行，还有在其上的各孔的位置的精确计算和确定，这关系到装配的时候能否符合实际要求情况。（1）钳座本体的三维实体图（图1、图2）所示。图1钳座本体（正面）图2钳座本体（底面）（2）钳座本体的二维工程图（图3）所示。图3钳座本体螺纹孔定位孔-3-（3）钳座本体的加工加工钳座本体选择毛坯80X142X30。选择刀具D12R8的牛鼻刀，D10的立铣刀，D63R6的牛鼻刀，D6的铰刀。选择钻头D3.2，D5.8的钻头进行铣床加工。铣床加工：因为毛呸各个面的垂直度，平行度不一样，会影响到工件的使用，所以此处的毛呸需要先进行打表铣面处理，每个面留0.2余量。用D12R8的牛鼻刀对钳座本体进行粗加工，D10的立铣刀进行精加工。用D3.2钻头对M4螺纹孔进行打孔，M4丝锥攻螺纹。用5.8钻头对D6的定位销孔进行打孔，D6的铰刀进行铰孔。加工后成品如（图4、图5）所示。图4钳座本体（正面）图5钳座本体（反面）1.2固定钳口的设计及加工固定钳口的设计过程中，既要考虑到加工的顺利进行，也要考虑到与钳座本体连接处的位置尺寸，这关系到装配的时候能否符合实际要求情况。因此在设计的时候采用以钳座本体的尺寸为主的画法，整体确定位置和具体尺寸，所以尺寸的确定过程中就需要校核相应的关系，这样就能更好的实现其功能。（1）固定钳口的三维实体图（图6、图7）所示。图6固定钳口（正面）图7固定钳口（反面）螺纹孔定位孔沉头孔-4-（2）固定钳口的二维工程图（图8）所示。图8固定钳口（3）固定钳口的加工成品图（图9、图10）所示。图9固定钳口（正面）图10固定钳口（反面）1.3安装定位块的设计及加工安装定位块设计过程中，既要考虑到加工的顺利进行，也要考虑到与钳座本体连接处的位置尺寸，还要考虑一个导向孔的确定位置和具体尺寸，这关系到装配的时候能否符合实际要求情况。因此在设计的时候采用以钳座本体的尺寸为主的画法，整体确定位-5-置和具体尺寸，所以尺寸的确定过程中就需要校核相应的关系，这样就能更好的实现其功能。需要有导向的作用。（1）安装定位块的三维实体图（图11、图12）所示。图11安装定位块（正面）图12安装定位块（反面）（2）安装定位块的二维工程图（图13）所示。图13安装定位块定位孔沉头孔导向孔-6-（3）安装定位块的加工成品图（图14、图15）所示。图14安装定位块（正面）图15安装定位块（反面）1.4滑动钳口的设计及加工滑动钳口的设计过程中需要和钳座本体相配，因此在尺寸的计算过程中需要参考钳座本体的相关尺寸，再根据配合要求以确定实际尺寸，在计算的过程中，需要考虑安装定位块的导向孔与滑动钳口的丝母孔的确定位置和具体尺寸。（1）滑动钳口三维实体图（图16、图17）所示。图16滑动钳口（正面）图17滑动钳口（底面）螺纹孔螺纹孔丝母孔定位销螺钉-7-（2）滑动钳口的二维工程图（图18）所示。图18滑动钳口（3）滑动钳口的加工成品图（图19）所示。图19滑动钳口-8-1.5丝母的设计及加工丝母的设计过程中需要和滑动钳口相配，因此在尺寸的计算过程中需要参考滑动钳口的相关尺寸，再根据配合要求以确定实际尺寸，在计算的过程中，需要考虑丝母的内螺纹的确定位置和具体尺寸，这关系到装配的时候能否符合实际要求情况。（1）丝母三维实体图（图20、图21）所示。图20丝母（正面）图21丝母（反面）（2）丝母的二维工程图（图22）所示。图22丝母螺纹孔沉头孔-9-（3）丝母的加工成品图（图23）所示。图23丝母1.6丝杆的设计及加工丝杆的设计过程中需要和丝母与安装定位块相配，因此在尺寸的计算过程中需要参考丝母与安装定位块的相关尺寸，再根据配合要求以确定实际尺寸，在计算的过程中，需要考虑丝杆的定位孔的确定位置和具体尺寸，这关系到装配的时候能否符合实际要求情况。（1）丝杆三维实体图（图24）所示。图24丝杆螺纹孔定位孔-10-（2）丝杆的二维工程图（图25）所示。图25丝杆（3）丝杆的加工成品图（图26）所示。图26丝杆1.7定位滑板的设计及加工定位滑板的设计过程中需要和滑动钳口与钳座本体相配，因此在尺寸的计算过程中需要参考滑动钳口与钳座本体的相关尺寸，再根据配合要求以确定实际尺寸，这关系到装配的时候能否符合实际要求情况。-11-（1）定位滑板三维实体图（图27图28）所示。图27定位滑板（正面）图28定位滑板（反面）（2）定位滑板二维工程图（图29）所示。图29定位滑板-12-（3）定位滑板的加工成品图（图30）所示。图30定位滑板1.8挡圈的设计及加工挡圈的设计过程中需要和丝杆相配，因此在尺寸的计算过程中需要参考滑丝杆的相关尺寸，再根据配合要求以确定实际尺寸，这关系到装配的时候能否符合实际要求情况。（1）挡圈三维实体图（图31）所示。图31挡圈定位孔-13-（2）挡圈二维工程图（图32）所示。图32挡圈（3）挡圈的加工成品图（图33）所示。图33挡圈1.9V形钳口的设计及加工V形钳口的设计过程中需要和固定钳口和钳座本体相配，因此在尺寸的计算过程中需要参考固定钳口和钳座本体相关尺寸，再根据配合要求以确定实际尺寸，这关系到装配的时候能否符合实际要求情况。-14-（1）V形钳口三维实体图（图33图34）所示。图33V形钳口（正面）图34V形钳口（侧面）（2）V形钳口的二维工程图（图35）所示。图35V形钳口（3）V形钳口的加工成品图（图36）所示。图36V形钳口沉头孔-15-1.10手柄的设计及加工手柄的设计过程中需要和丝杆相配，因此在尺寸的计算过程中需要参考滑丝杆的相关尺寸，再根据配合要求以确定实际尺寸，这关系到装配的时候能否符合实际要求情况。（1）手柄三维实体图（图37图38）所示。图37手柄（正面）图38手柄（反面）（2）手柄二维工程图（图39）所示。图39手柄沉头孔-16-（3）手柄的加工成品图（图40）所示。图40手柄1.11标准件的设计（1）根据设计需求和台虎钳的使用性能要求，本设计中选取标准件圆柱销——GB/T199.1—2000。查取设计手册可得相关尺寸，根据查得的相关尺寸设计得销的三维实体图（图41）。图41用于定位的圆柱销（2）根据设计需求和台虎钳的使用性能要求，本设计中选取标准件内六角圆柱螺钉——GB/T70.1—2000。查取设计手册可得相关尺寸，根据查得的相关尺寸设计得内六角圆柱螺钉的三维实体图（图42）。-17-图42用于固定的内六角圆柱螺钉(3)根据设计需求和台虎钳的使用性能要求，本设计中选取标准件开槽圆柱螺钉——GB/T65—2000。查取设计手册可得相关尺寸，根据查得的相关尺寸设计得开槽圆柱螺钉的三维实体图（图43）。图43用于固定定位滑块和滑动钳口的开槽圆柱螺钉3.台虎钳的装配及工作原理3.1台虎钳的工作原理本次毕业设计的台虎钳（图44）由钳座本体、固定钳口、安装定位块、滑动钳口和丝母等零件组成。当手柄转动丝杆时，由丝杆的左边用固定销卡住，使它只能在安装定位块的导向孔中转动，而不能沿轴向移动，这时丝杆就带丝母，使滑动钳口沿钳座本体的内腔作直线运动。丝母与滑动钳口用螺钉连成整体，这样使钳口闭合或开放，便于夹紧和卸下零件（图44）。-18-图44没装上V形钳口的台虎钳3.2台虎钳的装配示意图（1）台虎钳的装配的约束和各部件如（图45图46）。图45约束图46各部件3.2.1没装上V形钳口的台虎钳效果示意图（1）在UG中没装上V形钳口的台虎钳效果示意（图47）。图47没装上V形钳口的台虎钳钳座本体固定钳口安装定位块滑动钳口丝母丝