液压台虎钳的设计.docx

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液压台虎钳的设计

任务书

设计题目

钳工用液压台虎钳设计

作者姓名

所属院、专业、年级

指导教师姓名、职称

预计字数

10000

开题日期

选题的目的和意义：

1.钳工用液压油台虎钳，是针对现在社会生产越来越多的精巧和比较溥的零件而设计的。

虽说现在的加工技术越来越好，精度越来越高，但是很多零件的精度还是通过钳工加工来保证。

但是精巧的零件一般都比较小，在钳工时要求夹紧力合适，由其是硬塑料零件的加工，夹紧力过大则变形或损坏而成为废品，这样就得不偿失。

而现用的台虎钳都是用螺纹的，夹紧力的大小由加工师傅的经验来保证，所以这样就会是生产效率低成而使成本上涨。

这与现在的市场经济规例不合，所以就要求对此设计一种新的台虎钳来保证，而钳工用液压台虎钳就满足上面的要求。

2．传统的台虎钳工作效率比较低，传统台虎钳是螺纹传动，无法实现快速夹紧与松开，使得生产效率比较低。

现有的液压台虎钳基本上用在车床上，能实现快速夹紧与松开，但是要配有一个机动的动力源，如果用在钳工上就成本太高，所以不适用。

新设计的钳工用液压台虎钳，不但可以实现快速夹紧与松开的同时，液压系统的动力源为手动，这样相对于机床用的台虎钳来说成本比较低，只比传统台虎钳的成本高不了多少。

钳工用液压台虎钳有以上优点，新的台虎钳的问世是迟早的问题，是必然的趋势。

3．液压系统用人来做动力源应用比较方泛，但是没有看见多少能实现快进、工进、快退的，将钳工用液压台虎钳设计成能实现快速夹紧与松开是一种胆大的挑战，是一种创新。

如果设计成功并且能够适用的话，将为液压的发展也可以做出一点点贡献。

4．现在国内外都大力发展液压传动，因为便于实现半自动和自动化，我国虽然相对于其它国家而言，起步较晚，但是发展迅速，并应用在各种机械设备上得到了广泛应用。

主要研究内容：

1．设计钳工用油压台钳，将传统的丝杆螺母结构改为手动液压传动：

2．按指定的参数进行多种方案的设计，进行详尽的对比分析，选择最佳方案；

3．设计的重点是手动油缸的设计，尤其是如何保压的设计；

4．完成设计计算说明书；

5．完成总装配图；

6．完成主要零件的工作图；

7．完成相关技术文件（如零件明细表、标准件明细表、使用说明书）；

为答辩作充分准备

应达到的技术指标或要求：

设计说明书一份；

设计图纸一份（装配图两张，零件图一张）。

主要设计方法或技术路线：

1、根据所掌握的专业基础理论知识，对所选设计课题进行分析处理，列出设计（论文）的纲要；

2、根据所做出的设计纲要，对所需要的理的论据通过图书馆及网络寻找相关资料并进行整理分析；

3、针对所搜寻的资料及设计任务书上所提供的设计要求进行全面合理分析，做出设计总体方案和准备措施；

4、对于做出的设计总体方案广泛征求同学或者专业老师的意见，做到方法合理，设计科学；

5、根据指导教老师的意见，对设计（论文）进行全面整理、修改、完善。

完成本课题应具备的环境（软件、硬件）：

WordAutoCAD

计算机，主要参考书。

各阶段任务安排：

第1周～第2周：

查找资料并写好开题报告初稿；

第3周～第4周：

调查分析，完成开题报告定稿；

第5周～第6周：

确定设计的整体方案：

第7周～第10周：

完成设计的整体方案，并完成设计（论文）的初稿；

第11周～第12周：

在指导老师的指导下，修改设计（论文），定稿；

第13周：

准备毕业设计答辩。

主要参考资料：

[1]朱成根。

简明机械零件设计手册。

机械工业出版社，1999：

P38-47

[2]成大先。

机械设计手册。

化学工业出版社，2001：

P79-102

[3]曹玉平，阎祥安。

液压传动与控制[M]。

天津大学出版社，2003：

P45-68

[4]黄迷梅。

液压气动密封与泄漏防治[M]。

北京：

机械工业出版社，2003：

P14-19

[5]周士昌。

液压气动系统设计运行禁忌470倒[M]北京：

机械工业出版社，2002：

P77-98

[6]陈次昌，宋文武。

流动机械基础[M]。

北京：

机械工业出版社，2002：

P11-21

[7]胡宗武、徐履冰、石来德。

非标准机械设备设计手册[M]。

北京

机械工业出版社，2003：

P25-52

[8]濮良贵、纪名刚。

机械设计（第七版）[M]。

北京高等教育出版社，2001：

P92-117

[9]王昆，何小柏，汪信远。

机械设计机械设计基础课程设计[M]

北京高等教育出版社，1995P220-274

[10]工程力学[M]。

北京高等教育出版社，2003P152-189

指导教师意见：

签名：

年月日

设计评审表

设计题目

钳工用液压台虎钳设计

作者姓名

所属院、专业、年级

指导教师

姓名、职称

字数

10000

定稿日期

中

文

摘

要

液压台虎钳是对现有螺纹传动台虎钳的改进，主要用于成批生产。

它能实现快速夹紧与快速松开，且能保证夹紧力大小。

这样就可以避免过去要夹紧一个较溥的零件时，因夹紧力没有办法确定去调式的时间，同时因能实现快速夹紧与快速松开，成而大大的提高生产效率。

为了实现快速夹紧与快速松开，将传统的螺纹改成液压传动，活动钳身的固定通过刹车手柄来带动钢带刹车块通过摩擦力来抱死活动钳身，成而实现活动钳身的快速移动，而夹紧力则由夹紧弹簧来保证，我们可以通过调整弹簧的张紧程度来保证夹紧力的大小。

液压台虎钳与传统的螺纹台虎钳相比是有不足之处的，一是在成本上要比传统的台虎钳要贵，而且制造相对来说复杂操作也复杂一些，二是液压台虎钳的受力方向受到限制，较大的力（如冲击力）只能朝固定钳身方向，给操作者带来不便。

这些不足之处是还需改进的，以后要朝这个方向努力

关键词

液压传动、螺纹传动、夹紧力、生产效率

英

文

摘

要

Thehydraulicbenchviceistheimprovementofthetransmissionbenchviceofexistingwhorl,mainlyusedforproducingbybatch.Itcanrealizeclampingandunclampingfast,andcanguaranteetoclamptheintensityofstrength.Inthiswayitcanavoidsuchsituationthatwhenclampingathinpartinthepast,thetimegotothemodecannotconfirm,andcanmakeclampingandunclampingfastatthesametime,socanimproveproductionefficiencyinahighintensity.

Inordertomakeclampingandunclampingfast,makethetraditionalwhorlintohydraulictransmission,thefixationoftheactivitypincersdependonembracingactivitypincersbodyfirmlythroughfrictionalforcecomesbythebrakehandledrivingsteelbandbrakelump.Thatrealizesthefastmovementoftheactivitypincersbody,whileclampedstrengthguaranteedbyclampingthespring.Wecanguaranteetoclamptheintensityofstrengthbyadjustingthetightintensityofthespring.

Comparedwithtraditionalwhorlbenchvice,thehydraulicbenchvicehasweakpoint.Thefirstismoreexpensivethanthetraditionalbenchviceonthecost,anditisalittlemorecomplicatedinmanufactureandoperation.Thesecond,thestrengthdirectionofhydraulicbenchviceislimited,greaterstrength（suchasshockpower）canonlybeinthebodydirectionofthefixedpincers,bringinconveniencetooperator.Theseweakpointsarestillshouldbeimproved,anddiligentisneededinthisdirectionlater.

关键词

Hydraulictransmission;Transmissionofthewhorl;Clampstrength

摘要·······················································

Abstract····················································

1绪论···················································1

1.1钳工用液压台虎钳的实际意义···························1

1.2钳工用液压台虎钳的工作原理···························2

1.3钳工用液压台虎钳的优缺点·····························3

2钳工用液压台虎钳总体方案的设计··························1

2.1钳工用液压台虎钳几种设计方案及工作原理··············2

2.2设计方案的选择······································3

3液压台虎钳各部分的设计··································4

3.1液压泵的选择········································4

3.2台虎钳身的设计······································8

3.2.1固定钳身的设计·································9

2.4.2活动钳口的设计································9

2.4.3台钳与工作台的联接设计·······················10

4台钳的使用说明书·······································15

5全文总结···············································36

参考文献················································43

致谢·····················································44

附录

摘要

液压台虎钳是对现有螺纹传动台虎钳的改进，主要用于成批生产。

它能实现快速夹紧与快速松开，且能保证夹紧力大小。

这样就可以避免过去要夹紧一个较薄的零件时，因夹紧力没有办法确定调式的时间，同时因能实现快速夹紧与快速松开，从而大大的提高生产效率。

为了实现快速夹紧与快速松开，将传统的螺纹改成液压传动，活动钳身的固定通过刹车手柄来带动钢带刹车块通过摩擦力来抱死活动钳身，从而实现活动钳身的快速移动，而夹紧力则由夹紧弹簧来保证.我们可以通过调整弹簧的张紧程度来保证夹紧力的大小。

液压台虎钳与传统的螺纹台虎钳相比是有不足之处的。

一是在成本上要比传统的台虎钳要贵，而且相对来说,制造复杂,操作也复杂一些;二是液压台虎钳的受力方向受到限制，较大的力（如冲击力）只能朝固定钳身方向，给操作者带来不便。

这些不足之处是还需改进的，以后要朝这个方向努力。

关键词：

液压传动；螺纹传动；夹紧力

Abstract

Thehydraulicbenchviceistheimprovementofthetransmissionbenchviceofexistingwhorl,mainlyusedforproducingbybatch.Itcanrealizeclampingandunclampingfast,andcanguaranteetoclamptheintensityofstrength.Inthiswayitcanavoidsuchsituationthatwhenclampingathinpartinthepast,thetimegotothemodecannotconfirm,andcanmakeclampingandunclampingfastatthesametime,socanimproveproductionefficiencyinahighintensity.

Inordertomakeclampingandunclampingfast,makethetraditionalwhorlintohydraulictransmission,thefixationoftheactivitypincersdependonembracingactivitypincersbodyfirmlythroughfrictionalforcecomesbythebrakehandledrivingsteelbandbrakelump.Thatrealizesthefastmovementoftheactivitypincersbody,whileclampedstrengthguaranteedbyclampingthespring.Wecanguaranteetoclamptheintensityofstrengthbyadjustingthetightintensityofthespring.

Comparedwithtraditionalwhorlbenchvice,thehydraulicbenchvicehasweakpoint.Thefirstismoreexpensivethanthetraditionalbenchviceonthecost,anditisalittlemorecomplicatedinmanufactureandoperation.Thesecond,thestrengthdirectionofhydraulicbenchviceislimited,greaterstrength（suchasshockpower）canonlybeinthebodydirectionofthefixedpincers,bringinconveniencetooperator.Theseweakpointsarestillshouldbeimproved,anddiligentisneededinthisdirectionlater.

Keywords:

Hydraulictransmission;Transmissionofthewhorl;Clampstrength

1绪论

1.1钳工用液压台虎钳设计的实际意义

钳工用液压台虎钳，是现在市场所没有的。

一、根据现在生产核技术越来越高，生产精度越高，同时也是生产越来越精巧，夹紧力也要求越来越准确，不能过大过小。

但传统的台虎钳所产生的夹紧力是根据师傅的经理来保证的，因此极有可能会产生以上的不足而使废品率提高，根据生产的需要，特此设计一套适合加工的钳工用液压台虎钳。

二、传统的台虎钳工作效率比较低，传统台虎钳是螺纹传动，无法实现快速夹紧与松开，使得生产效率比较低。

现有的液压台虎钳基本上用在车床上，能实现快速夹紧与松开，但是要配有一个机动的动力源，如果用在钳工上就成本太高，所以不适用。

新设计的钳工用液压台虎钳，不但可以实现快速夹紧与松开的同时，液压系统的动力源为手动，这样相对于机床用的台虎钳来说成本比较低，只比传统台虎钳的成本高不了多少。

钳工用液压台虎钳有以上优点，新的台虎钳的问世是迟早的问题，是必然的趋势。

为了保证台虎钳的可用性，我用250N的力来进行设计各部分的尺寸。

液压台虎钳的设计共分为以下几个部分：

一、绪论；

二、设计方案的设计与选择；

三、台虎钳各部分的设计

四、完成装配图

五、写好使用说明书

1.2钳工用液压台虎钳的工作原理

钳工用液压台虎钳的工作原来就是将传统的螺纹夹紧换成液压系统，利用液压系统的系统压力可调节的，通过计算可以调出钳口的夹紧力的大小，这样就不会出来夹紧力过小或过大对产品造成的损害。

详解请看原理图：

1、调整螺母，2、弹簧，3、活动钳身固定杆，4、液压油管联接螺母，5、活动钳口，6、柱塞缸，7、柱塞泵，8、底座，9、固定钳口，10、刹车手柄，11、刹车，12、带型刹车磨擦块，13、挡圈螺母，15、液压油管，16、油泵手柄，17、钳口，等组成。

图1.1钳工用液压台虎钳示意图

其工作原理具体为：

台虎钳的夹紧力是靠弹簧来保证的，液压系统在止的功用只是让活动钳口克服弹簧的张力向左移动一点距离。

其工作步骤如下：

一、通过调整调整螺母1，调整好弹簧在图示位置的张力，使张力等于要加工零件的夹紧力。

二、压油压手柄16，通过油管15给6柱塞缸注入液压油，通过6推动5活动钳口向左移动。

并且将16卡入（图示位置，在16的下方方块）方块中。

三、用手推动活动钳身向左移动，并且给工件一个初始的夹紧力（预紧力），然后用手扳动手柄10，通过带型刹车磨擦块死死的抱死3活动钳身固定杆，使它不能再动。

四、完成以上工作以后，就放开油刹手柄16，释放液压系统的压力，让弹簧的张力来实现夹紧工作。

从而实现快速夹紧。

五、加工完以后，只需松开手柄10，然后用手拖开活动钳身就可以实现快速松开。

1.3钳工用液压台虎钳的优缺点

与传统的螺纹台虎钳相比，钳工用液压台虎钳有下列优点：

1.液压台虎钳可以根据具体工件的适应夹紧力的大小，准确的调出夹紧力的大小。

8．液压台虎钳可以实现快进与快退，可以在几秒钟内实现夹紧与松开，大大提高了工作效率，这是传统台钳所无法比拟的。

9．液压零件现在已标准化了，可以便于设计和选用。

与传统的螺纹台虎钳相比，钳工用液压台虎钳有下列缺点：

1．钳工用液压台虎钳相对于传统的螺纹来说成本提高不少。

2．钳工用液压台虎钳相对于传统台钳来说，操作比较复杂一点。

2钳工作液压台虎钳总体方案的设计

本设计中，充分考虑到台虎钳的功能需求和与液压系统的配合需求，在具体实现的过程中，以系统的可靠性与易用为准则，尽量把钳工用液压台虎钳设计成为一个功能齐全、可靠性高且易于使用的产品

2.1钳工用液压台虎钳几种设计方案及工作原理

由于钳工用液压台虎钳，是市场现在没有的，根据现用台虎钳为基础进行改进，有下面两种设计方案。

A与B方案都能实现快速夹紧与松开。

1、活动钳身，2、小活动钳口，3、液压泵手柄，4、弹簧，5、柱塞泵，6、刹车手柄，7、挡块，8柱塞缸

图1.2液压台虎钳设计方案A

此种设计方案的工作原理是：

先压液压手柄3给柱塞缸8注入液压油使小活动钳口向右移动，然后放入工件再用手推动活动钳身1，给工件一个预紧力，之后就用手往下压刹车手柄6，使活动钳身迅速固定不动，再后就是放松液压泵手柄6，使液压系统压力为零，此时释放弹簧的张力，通过弹簧的张力来对工件进行夹紧。

实现在快速夹紧。

只要把刹车手柄6往上拉，就要可以拖动活动钳口，成而实现快速松开。

1、调整螺母，2、弹簧，3、液压泵手柄，4、柱塞泵，5、柱塞缸，6、活动钳口，7、固定钳身，8、刹车手柄

图1.3液压台虎钳设计方案B

此种设计方案的工作原理和A种设计方案的差不多，不同之处就在于B方案压液压泵手柄3时，活动钳口向右移。

在这里就不多说了。

2.2设计方案的选择

1、A种设计方案，虽说设计与加工比B种设计方案要简单，也可以实现快进与快退，但是在加工（如锉削、凿削、锯削）时，主受力方为弹簧的那个方向，因为弹簧虽说可以保证夹紧，但是在受到冲击力时会因力的突然增大，而使工件的松动。

这对工件（如表面质量）也会造成一定的影响；如果冲击力是朝活动钳身这边，因力的突然增大会使得磨擦块产生的摩擦力无法抱死活动钳身这样会使以前的夹紧没效。

会使以前的定位无效。

2B种设计方案，虽说设计与加工比a种设计方案稍要复杂，同时可以实现快进与快退，但是解决了a种设计方案在加工时的主要缺点。

因为在受到冲击力的方向只要朝向固定钳身这边，所以不管受多大的力，都不会使工件产生松动。

比较这两种设计方案，两种方案都能实现快速夹与快速松开，A种设计方案只能用于加工时没有冲击的场合，但是钳工用的台虎钳，不可能在加工时不会不遇到冲击力的，反而是经常会遇到这种情况，所以A种设计方案不可取。

B种设计方案呢，则可以受到冲击力，只要保证受力方向朝固定钳口方向就没有问题了，在钳工加工是要保证受力方向是没有问题的。

由此可见B要比A优，所以我选择设计方案B。

3液压台虎钳各部分的设计

3.1液压缸的选择

将传统的螺纹传动改成液压，因此液压缸的设计，将是整个台虎钳里面最主要的动力元件，也是能否能降低成本的关键。

所以选择液压缸根据如下几点：

1．推力为250N的力，再加上柱塞式液压缸市场上没要一定的标准，所以选用柱塞直径为18mm的柱塞式液压缸。

（见图）在台虎钳工作时，钳中的开度与液压缸的伸长长度与无关，而加紧时所以液压缸的伸长长度与台虎钳的开度无关，因而要求结构紧凑。

所以选择一个开度小的液压缸。

2．因为液压元件是标准件，所以尽量选择标准件。

3．为了使液压系统的泄露较小，所以要求系统压力为低压（保证系统压力P<25MPa），所以选择活塞横截面积大一点的。

根据选择的系统压力和夹紧力

A=F/P

A=250/25=1

A：

柱塞有效工作面积

F：

柱塞推力

P：

液体工作压力

平方毫米，这么小的横截面积在市场上没有，更何况要柱塞柱去

图1.4柱塞式液压缸

3.2液压泵的选择

为了保证操作都轻松，所以要求液压泵的横截面积小于液压缸的横截面积。

为了减低成本，再就是便于设计，所以选择柱塞直径