基于ProE的台虎钳结构的改造及其功能的拓展

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主视图基本上反映了台虎钳的工作原理:旋转长轴带动活动钳身作水平方向左右移动,夹紧工件进行切削加工。
主视图反映了主要零件的装配关系:长柄螺母将导向座与长柄连接,螺杆窜过套筒通过螺杆螺母与活动钳身连接,长柄螺母将固定钳身和长柄连接,螺钉将两块钳口板分别与固定钳身和活动钳身连接。
机用虎钳,如图2-1所示,由固定钳座1、钳口板2、活动钳身4、螺杆8和方块螺母9等零件组成。当用扳手转动螺杆8时,由于螺杆8的左边用开口销卡住,使它只能在固定钳座1的两圆柱孔中转动,而不能沿轴向移动,这时螺杆8就带动方块螺母9,使活动钳身4沿固定钳座1的内腔作直线运动。方块螺母9与活动钳身4用螺钉3连成整体,这样使钳口闭合或开放,便于夹紧和卸下零件。
二.2.11
为了使螺杆在固定钳身里能够较好的定位,特配备两个垫圈,一个用于和M10螺母的配合使用,另一个用在螺杆的把手方位与固定钳身的配合使用。
和M10螺母配合使用的弹簧垫圈(图20)选用标准件,按GB 93—87,相关尺寸为:d=10.2,s=b=2.6,0<m<=1.3材料为65 Mn、表面对台虎钳各个零件的设计
二.2.1
根据固定钳座的零件图画出三维实体图,选取材料为T200[2]。
图2-2固定钳身
固定钳身的三维实体图,如图2-3所示:
图2-3固定钳身三维实体图
二.2.2
根据活动钳身的零件图画出三维实体图,选取材料为T200[2]。
活动钳身的零件图,如图2-4所示:
具体方法是,按原钳口大小制一对对称的V型钳口。
该V形钳口需经热处理淬火及表面处理。使用时需将原钳口卸下,装上V形新钳口,即可使用。若工件是单件或批量小,也可不卸原钳口,直接将新钳口装上。另外,还可以使用一块V形钳口,这样就形成了工件和钳口之间呈三条线定位接触加紧;如果使用两块V形钳口则是四条线接触夹紧。在此基础上,我们进一步设计制作了一系列钳口。
普通台虎钳的主要功能是夹紧工件,以使加工方便、快捷。本论文利用普通台虎钳的特性,对其使用功能进行了拓展,如充当划线平台、绕制弹簧、校正小钢材等。使台虎钳的功能更加全面化。
根据使用条件的不同,加工环境的不同,人们还会对台虎钳进行进一步的改进创新和功能的拓展,会有越来越多不同的结构使台虎钳的使用功能多样化、全面化。
固定钳座1在装配件中起支承钳口板2、活动钳身4、螺杆8和方块螺母9等零件的作用,螺杆8与固定钳座1的左、右端分别以Φ12H8/f7和Φ18H8/f7间隙配合。活动钳身4与方块螺母9以Φ20H8/f7间隙配合[1]。
机用虎钳是安装在机床工作台上,用于夹紧工件,以便进行切削加工的一种通用工具。规定钳身可安装在机床的工作台上,起机座作用,用扳手转动零件8螺杆,能带动零件9螺母作左右移动,因为螺旋线有两个运动:转动和轴向移动,螺杆被轴向固定所以只能转动,轴向移动传递给了螺母,螺母带着件3螺钉(自制螺钉)、件4固定钳身、件2钳口板作左右移动起夹紧或松开工件的作用,这就是该装配体的工作原理。
根据工件与V形块的接触母线长度, V形块可以分为短V形块和长V形块,前者限制工件两个自由度,后者限制工件四个自由度
三.2V形钳口的分析
V形块定位的优点是:①对中性好,即能使工件的定位基准轴线对中在V形块两斜面的对称平面上,在左右方向上不会发生偏移,且安装方便;②应用范围较广。不论定位基准是否经过加工,不论是完整的圆柱面还是局部圆弧面,都可采用V形块定位。
为此,特对台虎钳的钳口进行结构的改进设计,以满足其使用功能的要求,使其更加的实用化。
普通台虎钳的主要功能是夹紧工件,以使加工方便、快捷。本论文利用普通台虎钳的特性,对其使用功能进行了拓展,如充当划线平台、绕制弹簧、校正小钢材等。使台虎钳的功能更加全面化,科学化。以有利于台虎钳与时俱进。根据使用条件的不同,加工环境的不同,还会对台虎钳进行进一步的改进创新和功能的拓展,会有越来越多不同的结构使台虎钳的使用功能多样化、全面化。
二.2.10
进行轴的强度校核计算时,应根据轴的具体受载及应力情况,采取相应的计算方法,并恰当地选取其许用应力。本设计中,螺杆主要是扭矩,则应该按扭转强度条件计算。
图2-15螺杆(丝杠)的零件图
图2-16螺杆(丝杠)
这种方法是只按轴所受的扭矩来计算轴的强度,轴的扭转强度条件为:
式中: ——扭转切应力,Mpa;T——轴所受的扭矩,N.mm;
——轴的抗扭截面系数,n——轴的转数,p——轴传递的功率,d——计算截面处轴的直径,mm; ——许用扭转切应力,Mpa。
根据国家标准,选取许用扭转切应力为25-45Mpa. T=15 kN.m。截面处轴的直径为18mm。代入数据可算得实际扭转切应力为12.86 Mpa,与理论相比可知符合设计使用性能的要求。所以,和螺母配合处轴的尺寸选择合理。
二.2.6
根据固定活动钳身用螺钉的零件图画出三维实体图,如2-11所示。
图2-11固定活动钳身用螺钉的零件图
固定活动钳身用螺钉的三维实体图,如2-12所示。
图2-12固定活动钳身用螺钉
二.2.7
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螺母——GB/T 6174—2000—M10[10],选取材料为35。查取设计手册可得相关尺寸,根据查得的相关尺寸设计得螺母M10的三维实体图,如图2-13所示。
V形块上两斜面间的夹角一般选用60°、90°和120°,其中以90°应用最多。其典型结构和尺寸均已标准化V形块的材料一般用20钢,渗碳深0.8~1.2 mm,淬火硬度为60~64 HRC。
图3-2V形口典型结构
表3-1V形口的国标尺寸
三.3V形钳口的选择设计
第一章台虎钳的简介.
一.1什么是台虎钳
台钳,又称虎钳,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。结构主要是是有活动钳身、固定钳身、底座。丝杆等部分。活动钳身安装在固定钳身上,活动钳身通过一根有梯形螺纹的丝杆来带动在固定钳身槽内移动,从而是能使钳口能够开合。固定钳身连接在底座上,底座通过螺栓固定在钳工台上。台钳在安装到钳工台上有固定钳身不能自由旋转和能自由旋转的两种类型,图片中为能自由旋转的类型。旋转钳口到合适的位置能通过锁紧手柄将台钳位置锁定。手柄通过带动丝杆带动钳身的运动,具有两个增力机构,一个为手柄的增力,一个梯形螺纹传动的增力,增力比非常大,所以钳口的夹紧力是非常大的,可以可靠的固定住工件,从而保证在钳工工作时作用在工件上大的作用力时工件不会发生任何移动。
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、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,特对台虎钳的钳口进行结构的改进设计,以满足其使用功能的要求,使其更加的实用化。
图2-13螺母M10三维实体图
二.2.8
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y圆锥销—GB/T 91—3x14,选取材料为Q235。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2-14圆锥销
二.2.9
根据螺杆的零件图画出三维实体图,选取材料为45。螺杆的零件图和三维实体图,如图2-15、如2-16所示。
机械制造工艺规程的制定需要选择机械加工余量,机械加工余量的大小,不仅影响机械零件的毛皮尺寸。而且也应系那个工艺装备的尺寸,设备的调整,材料的消耗,且学用两的选择,加工工时的多少。因此,正确的确定机械加工余量,对于节约金属材料,降低道具损耗,减少工时,从而降低生产成本,保证加工质量具有是非重要的意义。
关键词夹具台虎钳改进创新

毕业实践工作对于每一个即将毕业的毕业生来说都是非常重要的,它对我们以后走上工作岗位很有帮助。对于我们机械专业的学生来说,在以后的工作中经常要做关于家具的设计工作,在这里,我以两岸零件为例,对它的工艺过程和夹具进行设计。做毕业设计可以把以前学过的知识加以综合运用,起到巩固学到的知识的作用,从而提高分析和解决问题的能力。因此,认真的完成毕业设计是很有必要的。
一.2台虎钳的分类
虎钳,利用螺杆或其他机构使两钳口作相对移动而夹持工件的工具。一般由底座、钳身、固定钳口和活动钳口,以及使活动钳口移动的传动机构组成。按使用的场合不同,有钳工虎钳和机用虎钳等类型。钳工虎钳安装在钳工工作台上,供钳工夹持工件以便进行锯、锉等加工。钳工虎钳一般钳口较高,呈拱形,钳身可在底座上任意转动并紧固。机用虎钳是一种机床附件,又称平口钳,一般安装在铣床、钻床、牛头刨床和平面磨床等机床的工作台上使用。机用虎钳钳口宽而低,夹紧力大,精度要求高。
图3-1系列钳口设计
图3-1中图1所示钳口特别适用于小圆柱件的多件立式夹紧。装拆方便,夹紧力平衡,并能实现自动补偿。
图3-1中图2适用于装夹较大直径工件的立兜, 可形成三线和四线接触夹紧。
图3-1中图3所示钳口适用于不规则工件的立式夹紧。
上述三种钳口在使用时只需将其卡在原钳口上,并用紧固螺钉(图27)紧固即可。
图2-8钳口板的零件图
钳口板的三维实体图,如2-9所示。
图2-9钳口板
二.2.5
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螺钉——GB/T 68—M8X20,选取材料为Q235。查取设计手册可得相关尺寸,根据查得的相关尺寸设计得钳口板用螺钉的三维实体图,如图2-10所示。
图2-10固定钳口板用螺钉
图2-4活动钳身
活动钳身的三维实体图,如图2-5所示。
图2-5活动钳身三维实体图
二.2.3
根据方块螺母的零件图画出三维实体图,选取材料为Q235,如图2-6所示。
图2-6方块螺母的零件图
方块螺母的三维实体图,如2-7所示。
图2-7方块螺母
二.2.4
根据钳口板的零件图画出三维实体图,选取材料为45。钳口板的零件图,如2-8所示。
图2-17垫圈
螺杆的把手方位与固定钳身的配合使用的垫圈选用标准件,按GB 93—87,相关尺寸为:d=18.3,s=b=4.5,0<m<=2.25材料选取为Q235。
第三章对台虎钳的部件(钳口)的结构改进
三.1钳口的分析设想
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。其结构简单,装夹迅速,所以被人们称道。但是台虎钳也有其不足之处,如装夹外形较为复杂和不规则工件时,就力不从心了。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,我们对台虎钳的钳口部位进行了改造,使之能装夹各种工件。
第二章普通机用台虎钳的结构设计
二.1机用台虎钳的工作原理
机用虎钳是一种在机床工作台上用来夹持工件、以便于对工件进行加工的夹具。机用台虎钳装配图采用了俯视图、主视图、三维立体图和一个表示单独零件的爆炸视图来表达。主视图采用了全剖视图,反映台虎钳的工作原理和零件间的装配关系。俯视图反映了固定钳身的结构形状。
一.3台虎钳的不足
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。也是因为夹紧力太大,可能会夹伤工件表面,所以在夹紧需要保护工件表面不被损坏的时候需要在工件和台钳钳口之间垫上比工件要软的东西以保护工件,比如纸或者软金属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。
机用虎钳有多种类型,按精度可分为普通型和精密型。精密型用于平面磨床、镗床等精加工机床。机用虎钳按结构还可分为带底座的回转式、不带底座的固定式和可倾斜式等。机用虎钳的活动钳口也有采用气动、液压或偏心凸轮来驱动快速夹紧的。类型:1、双向可倾式虎钳2、角固式虎钳3、平面油压虎钳4、双向油压虎钳5、倍力虎钳6、精密虎钳7、直角虎钳8、光面直角虎钳9、超级倍力增压虎钳10、空压虎钳11、快速虎钳。
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