机用虎钳三维造型与工艺制作设计说明

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，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 (2)2零件的造型. (2)2.1 底座的造型 (2)2.2 丝杠的造型 (7)2.3 户口板的造型 (8)2.4 圆螺钉的造型 (10)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 (18)3.1台虎钳的装配 (18)4典型部件(活动钳口)的工艺分析 (20)4.1 毛坯的选择 (21)4.2 定位基准的选择 (21)4.3 加工顺序的选择 (21)4.4 刀具、机床、夹具、切削量的选择 (22)总结 (26)致谢 (27)参考文献 (28)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：①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；②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（螺母、垫圈）。

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2.1.1（底座造型）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（创建草图）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图2.1.1.2（拉伸）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（拉伸求和）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（a）图2.1.1.4(b)（拉伸求差）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（打孔）6.第六步继续（后端）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（沉头孔）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，孔径11mm，孔深度贯通体。

完成如图图2.1.1.7 (a)（螺纹孔）图2.1.1.7 （b）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（a）图2.1.1.8（b）图2.1.1.9 图2.1.1.9（完成图）2.1.2 底座的二维造型图2.1.2.1（底座二维图）2.2 丝杠的造型2.2.1 丝杠的三维造型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图2.2.1 （丝杠的三维造型）2.2.2丝杠的二维造型图2.2.2 （丝杠的二维造型）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（建立长方形）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（拉伸实体）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2.3.1.3图2.3.1.3 （打孔）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（建圆柱1）图2.4.1.2（建圆柱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（建圆柱3）3.第三步，创建螺纹并倒角，距离为1mm。

如图2.4.1.4。

图2.4.1.4（螺纹）图2.4.1.4（倒角）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（建孔）图2.4.1.6（打孔）2.4.2 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（创建草图）图2.5.1.2（拉伸实体）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。

拉伸高度为10，如图2.5.1.3。

图2.5.1.3（创建草图拉伸）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（草图）图2.5.1.4（拉伸）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（草图）图2.5.1.5（拉伸）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（打孔并倒角）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（螺纹孔）2.5.2活动钳口的二维造型图2.5.2 活动钳口二维造型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（创建螺旋线）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（扫掠a）图2.6.1.2（扫掠b）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（a）图2.6.1.3（b）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，求和如图2.6.1.4图2.6.1.4（a）图2.6.1.4（b）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（创建螺纹）2.6.2 大螺母的二维造型图2.6.2.1（大螺母的二维造型）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图3.1.2（零件装配图）3.1.3机用虎钳的三维爆炸图图3.1.3（爆炸画图）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，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。

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，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。