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虎钳创新设１１河北联合大学迁安学院机械创新设计说明书项目名称：台式虎钳创新设计项目主持人：项目参与人：部门（班级）：联系电话：迁安学院机电系制虎钳创新设２２摘要面对现在钳工在使用虎钳时夹紧球体、圆柱体、多棱柱时所遇到的困难，（难以固定或容易蹦出）。为此，设计一种虎钳在遇到上述问题时，能够很好的固定球体、圆柱体、多棱柱并且防止工件蹦出伤到人。该虎钳采用多功能模块化设计，结构是由钳体、底座、导螺母、丝杠、钳口体等组成。活动钳身通过导轨与固定钳身的导轨作滑动配合。丝杠装在活动钳身上，可以旋转，但不能轴向移动，并与安装在固定钳身内的丝杠螺母配合。当摇动手柄使丝杠旋转，就可以带动活动钳身相对于固定钳身作轴向移动，起夹紧或放松的作用。弹簧借助挡圈和开口销固定在丝杠上，其作用是当放松丝杠时，可使活动钳身及时地退出。在固定钳身和活动钳身上，各装有钢制钳口，并用螺钉固定。钳口的工作面上制有交叉的网纹，还有四个开合弧形模块，使平面、球形、多棱柱、圆柱体工件夹紧后不易产生滑动、转动、翻转。钳口经过热处理淬硬，具有较好的耐磨性；四个开合模块有强度较大且耐磨的金属材料组成。固定钳身装在转座上，并能绕转座轴心线转动，当转到要求的方向时，扳动夹紧手柄使夹紧螺钉旋紧，便可在夹紧盘的作用下把钳身固紧。转座上有三个螺栓孔，用以与钳台固定。关键词：钳工台式虎钳钳口弧形模块自动开合虎钳创新设３３目录1引言2项目研究背景2.1探索台式虎钳现状分析-5-2.2台式虎钳发展方向-5-3台式虎钳结构设计3.1基本设计方案-5-3.2结构设计-5-3.21一般常用虎钳结构3.22现用虎钳实物图-6-3.23现用虎钳钳口实物图及花纹图-7-3.24CAD装配图-8-3.25改装完成后的钳口图-8-3.3多功能虎钳改装完成后的钳口护板图-9-3.31CAD图-10-3.4现用虎钳缺点和改装完成后的优点-11-3.5虎钳设计完成后结构说明-12-4.台式虎钳使用方法-12-5.使用时的注意事项-13-6.展望-13-7.致谢-14-引言４1引言台虎钳为钳工必备工具，也是钳工的名称来源原因，因为钳工的大部分工作都是在台钳上完成的，比如锯，锉，錾，以及零件的装配和拆卸。安装在钳工台上，以钳口的宽度为标定规格。常见规格从75mm到300mm。台虎钳的用途：装置在工作台上，用以夹稳加工工件，为钳工车间必备工具。随着虎钳使用，现在虎钳反映出种种问题，随着科学技术的进步，逐渐用液压代替螺纹，这样在加紧工件时不仅省力并且夹合力也显著提高，但时仍然显现出一些问题，压力增大虽然会增大夹紧力和摩擦力但是会夹坏工件，并且对于四棱柱、球体、圆柱体却显的无能为力。对于这些问题，改变虎钳钳口结构，多功能虎钳设计开发，是一个重要的难题。也是虎钳发展的一个重要方向。研究背景５５2项目研究背景2.1探索台式虎钳现状分析现在钳工用的虎钳钳口一般为平面结构或交错形花纹，用于工件的防滑，起增大摩擦的作用，但对于解决夹紧球体、圆柱体、多棱住仍是没有合理的结构。2.2虎钳发展方向现在虎钳发展方向一般为通过不同方式增大及压力，并且使钳工更加省力。3.虎钳结构设计3.1基本设计方案项目旨在研究一种能更好地夹紧球体、圆柱体、多棱柱等非纯平面立体的多功能台式虎钳。3.2虎钳结构3.21原虎钳结构现在常用虎钳结构：研究背景６６组成部分为：夹紧盘、夹紧手柄、转盘座、丝杠、螺母、活动钳口、固定钳口。3.22现在虎钳的实物图:研究背景７７3.23现用虎钳钳口实物图及钳口花纹图钳口实物图为：花纹图：研究背景８８CAD图：3.24CAD装配图：研究背景９９3.25改装完成后的装配图3.3多功能虎钳改装完成后的钳口护板图：研究背景１０１０50mm30mm70mm3.31CAD图：3.31立体效果图I.保留常用护板样式II.两个弧形模块，用于夹紧球体或立式圆柱体或多棱柱III.两个弧形模块，用于夹紧球体或横向圆柱体或多棱柱研究背景１１１１3.4现用虎钳缺点和改装完成后的优点I部分保留原样，即这部分护板仍做成交错型花纹，这一部分用于夹紧平面立体，保持虎钳最重要的功能。II、III部分把原本来的交错形花纹变为两个弧形模块，并且这两个弧形模块可以在导轨上移动，这样可以适应不同直径的圆柱体球体和多棱柱。现用虎钳在夹紧圆柱体时一般夹住圆柱体的两条母线，这样容易在对工件进行锯断、锉平时发生旋转、滑移甚至蹦出伤及钳工身体，由此可见交错形花纹对于圆柱体球体的无能为力。设计完成后是原来两线接触变为四线接触，这样的结构增大了摩擦力是圆柱体根本不会发生旋转、滑移更不会蹦出伤人。3.5虎钳设计完成后的结构说明II为两个可移动模块，移动方向为左右用于夹紧竖直轴向的圆柱体、多棱柱。III为两个可移动模块，移动方向为竖直方向，用于夹紧水平轴向的圆柱体、多棱柱。在活动模块下的导轨为：研究背景１２１２这种梯形导轨在机械中常用到，例如在机床上工作台的移动就是在梯形导轨上完成的，数控机床也是如此，导轨上表面非光滑平面，而是由梯形花纹组成的，在没有夹紧工件时弧形模块是和轨道有一定的间隙的，这样轨道中的弹簧可以推着模块在导轨上自由滑动，当夹紧工件时由于受到挤压，弧形模块和导轨接触，对工件施加的压力越大，模块对导轨的压力越大，这样更加增大了导轨和工件的摩擦力，防止了滑动。4虎钳使用方法台虎钳在钳台上安装时，必须使固定钳身的工作面处于钳台边缘台虎钳以外，以保证夹持长条形工件时，工件的下端不受钳台边缘的阻碍。在钳桌装上台虎钳后操作者工作时的高度比较合适，一般多以钳口高度恰好与肘齐平为宜，即肘放在台虎钳最高点半握拳，拳刚好抵下颚，钳桌的长度和宽度则随工作而定。5使用时的注意事项此处为波浪形花纹防滑研究背景１３１３（1）夹紧工件时要松紧适当，只能用手板紧手柄，不得借助其他工具加力。（2）强力作业时，应尽量使力朝向固定钳身。（3）不许在活动钳身和光滑平面上敲击作业。（4）对丝杠、螺母等活动表面应经常清洗、润滑，以防生锈。6展望（1）在刮削平面方面考虑欠佳，致使刮削出的平面角度单一（即仅为水平面），可在底座上固定一个转盘座，可以根据实际要求调整角度，即可在水平方向上刮削出不同角度的平面。（2）现用台虎钳过于笨重，可在材料方向上予以改进，选用材料较轻而强度足够的材料，使其变得轻巧，既能满足强度要求，又使拆卸变得方便省力。（3）改进手动驱动为液压驱动，用电动机带动其工作，这样可以节省体力，大大提高工作效率，便于向机器化方向发展。7致谢（1）本研究是在赵树忠老师和岳立喜老师的亲切关怀和悉心指导下完成的，从选题到项目最终完成，岳立喜老师始终给予精心指导。邱长明老师在讨论完成过程中给予我很大的帮助，在此谨向两位老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。（2）感谢各位老师的大力支持和关心，为我们提供了一个良好的学习讨论环境。（3）感谢学院给予我们这样一次锻炼机会，并在这个过程当中，给予我们各种帮助和支持，使我能够更多学习一些实践应用知识，增强了对理论知识的应用，提高了团队合作能力。再一次对我的学院表示感谢。（4）在论文完成程中，除了数周多来的学习和研究之外，也凝聚了很多人的心血。所以在这里，我们要对所有帮助过和关心我的人表示感谢。研究背景１４１４