毕业设计论文台虎钳的设计及加工.docx

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毕业设计论文台虎钳的设计及加工

毕业综合项目成果

（2012届）

题目台虎钳的设计及加工

学院

学院毕业教学成果

摘要…………………………………………………………………………………………1

引言…………………………………………………………………………………1

1台虎钳的设计及加工……………………………………………………………2

1.1钳座本体的设计及加工……………………………………………2

1.2固定钳口的设计及加工…………………………………………………3

1.3安装定位块的设计及加工……………………………………………4

1.4滑动钳口的设计及加工…………………………………………………6

1.5丝母的设计及加工…………………………………………………8

1.6丝杆的设计及加工…………………………………………………9

1.7定位滑板的设计及加工………………………………………………10

1.8挡圈的设计及加工……………………………………………………12

1.9V形钳口的设计及加工………………………………………………13

1.10手柄的设计及加工……………………………………………………15

1.11标准件的选择………………………………………………………16

2台虎钳的装配及工作原理………………………………………………………………17

3.1台虎钳的工作原理…………………………………………………………………17

3.2台虎钳的装配示意图……………………………………………………………18

3.2.1没装上V形钳口的台虎钳效果示意图………………………………………18

3.2.2装上V形钳口的台虎钳效果示意图…………………………………………19

3.3台虎钳的爆炸视图……………………………………………………………20

结论…………………………………………………………………………………20

谢辞…………………………………………………………………………………21

参考文献……………………………………………………………………………22

台虎钳的设计及加工

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。

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。

定位孔

螺纹孔

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

（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。

螺纹孔

（1）固定钳口的三维实体图（图6、图7）所示。

沉头孔

定位孔

图6固定钳口（正面）图7固定钳口（反面）

（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。

导向孔

沉头孔

定位孔

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

（3）安装定位块的加工成品图（图14、图15）所示。

定位销

螺钉

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。

丝母孔

螺纹孔

螺纹孔

图16滑动钳口（正面）图17滑动钳口（底面）

（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

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。

沉头孔

螺纹孔

（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

（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。

定位孔

螺纹孔

图24丝杆

（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。

（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

（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。

定位孔

图31挡圈

（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。

（1）V形钳口三维实体图（图33图34）所示。

沉头孔

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

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。

沉头孔

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

（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）。

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）。

安装定位块

钳座本体

定位滑块

固定销

手柄

挡环

丝杆

丝母

滑动钳口

固定钳口

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

（2）在加工成品中没装上V形钳口的台虎钳效果示意（图48图49）。

图48台虎钳极限张开的状态图49台虎钳极限闭合的状态

3.2.2装上V形钳口的台虎钳效果示意图

（1）在UG中装上V形钳口的台虎钳效果示意（图50）。

图50装上V形钳口的台虎钳效果示意

（2）在加工成品中装上V形钳口的台虎钳效果示意（图51图52）。

图51台虎钳极限张开的状态图52台虎钳极限闭合的状态

3.3台虎钳的爆炸示意图

运用UG软件对台虎钳的装配进行的爆炸，获得如图53所示效果。

图54台虎钳的爆炸视图

4结论

通过本次毕业设计——让我的角色从一名设计者到一名加工者，让我不单单只会纸上谈兵，而是实实在在的把我设计的产品通过机床把它加工出来，给它赋予生命，让它在真实的环境下运动起来。

首先通过努力我对UnigraphicsNX软件的实体造型、装配等功能有一定了解，并能熟练运用实体造型中的有关属性命令，如：

拉伸、扫描、旋转、拔摸、倒圆角等其它命令。

特别是UG三维转AutoCAD二维图，完全是通过自己的自学，独立完成的一块，对我有着非常深刻的意义。

我深刻的了解到自学的重要性，也了解到UnigraphicsNX软件的功能之强大、技术之先进，为造型设计、机械设计、模具设计、加工制造等同领域提高了完整的解决方案，只有通过自学，才能在以后UG这个领域上得到更多的收获，毕竟，我们在学校里的时间是有限的。

毕业设计培养了我对零件的三维造型能力。

另外还利用自己的努力利用课余时间去车间完成了自己设计的台虎钳，我重点运用了车床，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，让我受益不少。

从设计到加工应用所学的UnigraphicsNX6.0软件，AutoCAD软件，车床，铣床，钻床。

通过台虎钳的造型设计、装配，UG三维转AutoCAD二维图及加工过程，培养了自己的学习能力、创新能力、思维能力。

在由发现问题到解决问题的过程中，使我对设计方面也奠定了一定的基础。

我相信通过此次的学习我会更加努力的学习，当我完成一个产品的时候，我就会感觉到一种无比的喜悦与轻松，这就是我成功时候的感受。

谢辞

几个月来，李银海老师渊博的学识，严谨的治学态度，以及给予我的支持和指导将使我终生难忘，非常感谢您在这段时间里给予我的帮助，对于您作为我的指导老师（恩师），我感到十分荣幸。

我在课题设计的过程中,遇到了许多的困难,但是您一直在旁边细心教导,使我克服了这些困难,从而掌握了对论文写作的基本思路。

学生我在此对您满怀谢意,感谢你在忙碌之中抽取时间给我的论文纠正错误。

这些日子以来和您相处的很快乐,同时我也会好好记住您的教诲,在将来的生活中,不负所望,永远做您的好学生。

在此论文完成之际，特别向李老师致以衷心的感谢和崇高的敬意。

在本课题的完成过程中，我还得到了其它各方面的支持和帮助，我在此深表谢意。

最后，祝我的母校金华职业技术学院蒸蒸日上，机电工程学院所有的老师身体健康，桃李满园。

参考文献

[1]赵生超．中文版UGNX6经典学习手册[M]．北京希望电子出版社，2009.1；

[2]袁锋．UG机械设计工程范例教程[M]．机械工业出版社，2011.1；

[3]张云杰．UGnx6.0中文版零件与装配设计[M]．清华大学出版社，2010.11；

[4]杨黎明．机械零部件选用与设计[M]．国防工业出版社，2007.6；

[5]

[6]