虎钳主要零件的.docx

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虎钳主要零件的

毕业设计（论文）

（说明书）

题目：

虎钳主要零件的

加工工艺及编程

姓名：

编号：

平顶山工业职业技术学院

年月日

平顶山工业职业技术学院

毕业设计（论文）任务书

姓名

专业机电一体化

任务下达日期年月日

设计（论文）开始日期年月日

设计（论文）完成日期2年月日

设计（论文）题目：

虎钳主要零件的加工工艺及编程

A·编制设计

B·设计专题（毕业论文）

指导教师

系（部）主任

年月日

平顶山工业职业技术学院

毕业设计（论文）答辩委员会记录

机电工程系机电一体化专业，学生于年月日进行了毕业设计（论文）答辩。

设计题目：

专题（论文）题目：

虎钳主要零件的加工工艺及编程

指导老师：

答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生毕业设计（论文）成绩为。

答辩委员会人，出席人

答辩委员会主任（签字）：

答辩委员会副主任（签字）：

答辩委员会委员：

，，，

，，，

平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语

第页

共页

学生姓名：

业：

机电一体化年级0班

毕业设计（论文）题目：

虎钳主要零件的加工工艺及编程

评阅人：

指导教师：

（签字）年月日

成绩：

系（科）主任：

（签字）年月日

毕业设计（论文）及答辩评语：

摘要

本论文主要研究机用虎钳主要零件的加工方法及步骤。

文中做了虎钳装配图的拆画，及对各个零件图CAD测画，并概述了虎钳中螺杆的详细加工过程，其中包括图形的分析、尺寸的分析、公差的分析、毛坯的选择、装夹方案的制订、基准的选择、加工顺序的确立，并详细划分了工序，对工序又分制了共步，选择了合适的切削用量，并做了刀具的选择，对数据进行查找工具书进行数值计算，详细制定了各项工艺卡片，最后对该毛坯进行编制程序。

本文又对活动钳身（螺母）按照上述方案进行了加工，以此起到巩固练习的目的。

关键词：

虎钳螺杆加工工艺编程

Abstract

thethisdesignmainresearchmachineusesthevisemajorpartstheprocessingmethodandthestep,Inthearticlemadetheviseassemblydrawingtoopenthepicture,andmeasuredthepicturetoeachdetaildrawingCAD,andhasoutlinedinthevisescrewrod'sdetailedprocessingprocess,includingthegraphtheanalysis,thesizeanalysis,thecommondifferenceanalysis,thesemifinishedmaterialschoice,theattiretoclamptheplanthemaking,thedatumchoice,theprocessingsequenceestablishment,andhasdividedtheworkingprocedureindetail,dividedtotheworkingprocedurehasmadealtogetherstep,haschosentheappropriatecuttingspecifications,andhasmadecuttingtool'schoice,carriedonthesearchreferencebooktothedatatocarryonthenumericalcalculus,hasformulatedeachprocesschartindetail,finallycarriedonthecodingtothissemifinishedmaterials.Thisarticletomovedthevicebody（nut）tocarryontheprocessingaccordingtotheaboveplan,hadtheconsolidatedpracticebythegoal.

keywords:

Thevicescrewprocessingcraftprograms

第1章机用虎钳的概述

1.1机用虎钳的组成

机用虎钳是用来夹持工件进行加工，它主要有固定钳身1、活动钳身4、钳口板2、丝杠9及螺母8等组成，丝杠固定在固定钳身上，转动丝杠可带动螺母做直线移动，螺母与活动钳身用螺钉连成整体。

其装配图如图1-1所示：

图1-1机用虎钳装配图

1．虎钳种类分固定式和回转式（活动式）两种结构类型。

2．虎钳的规格以钳口的宽度表示，有lOOmm、125mm、150mm等。

3．虎钳的构造和工作原理

（1）虎钳的构造组成主要由活动钳身、固定钳身、丝杆、丝杆螺母、施力手柄、弹簧、挡圈、销、钳口、螺钉、转座、锁紧手柄以及夹紧盘等组成。

（2）虎钳的工作原理活动钳身1通过导轨与固定钳身2的导轨孔作滑动配合。

丝杆3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杆螺母4配合，当摇动手柄5使丝杆旋转，就可带动活动钳身相对于固定钳身作进退移动，起夹紧或放松工件的作用，弹簧6借助挡圈7和销8固定在丝杆上，其作用是当放松丝杆时，可使活动钳身能及时地退出，在固定钳身和活动钳身上，各装有钢质钳口9，并用螺钉10固定，钳口的工作面上制有交叉的网纹，使工件夹紧后不易产生滑动，且钳口经过热处理淬硬，具有较好的耐磨性。

固定钳身装在转座11上，并能绕转座轴心线转动，当转到要求的方向时，扳动手柄12使夹紧螺钉旋紧，便可在夹紧盘13的作用下把固定钳身固紧，转座上有三个螺栓孔，用以通过螺栓与钳台固定。

4．虎钳的使用要求：

（1）固定钳身的钳口工作面应处于钳台边缘安装台虎钳时，必须使固定钳身的钳口工作面处于钳台边缘以外，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。

（2）固定稳固必须把台虎钳牢固地固定在钳台上，工作时两个夹紧螺钉必须扳紧，保证钳身没有松动现象，以免损坏台钳和影响加工质量。

（3）只允许用手扳紧手柄夹紧工件时，只允许用手的力量扳紧手柄，不能用手锤敲击手柄或套上长管子扳手柄，以免丝杠、螺母或钳身因受力过大而损坏。

（4）施力应朝向固定钳身方向强力作业时，应尽量使力量朝向固定钳身，否则丝杠和螺母会因受到过大的力而损坏。

（5）不允许在活动钳身的光滑面上作业不要在活动钳身的光滑平面上进行敲击作业，以免降低活动钳身与固定钳身的配合性能。

（6）6应保持清洁丝杠、螺母和其他活动表面应经常加润滑油和防锈，并注意保持清洁。

1.2机用虎钳的工作过程

1．加紧与放松

从机用虎钳装配图中可以看出，转动丝杠（用手柄）时，由于挡圈、圆锥销和丝杠上轴肩的限制，使丝杠在固定钳身的孔内不能做轴向移动，只能原地转动，从而带动螺母做轴向移动，而螺母是用沉头螺钉和沉头螺钉挡圈固定在活动钳身上的（活动钳口也是用沉头螺钉固定在活动钳身上的），所以当旋转丝杠时，活动钳身便可带动活动钳口移动（合拢或张开），从而加紧或放松工件。

固定钳口用圆柱头内六角螺钉固定在固定钳身上。

2．钳身回转

滑板用圆柱头内六角螺钉固定在活动钳身上。

以T型槽用螺栓、垫圈和六角螺母将固定钳身固定在底座上。

松开六角螺母时，钳身可绕心轴做回转运动，以满足工件加工时不同位置的需要。

机用虎钳是一种机床附件，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。

钳口宽而低，夹紧力大，精度要求高。

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。

装配结构是可拆卸的螺纹连接和销连接；活动钳身的直线运动是由螺旋运动转变的；工作表面是螺旋副、导轨副及间隙配合的轴和孔的摩擦面，平口钳组成简练，结构紧凑。

注意事项：

（1）工件的被加工面必须高出钳口，否则就要用平行垫铁垫高工件

（2）为了能装夹得牢固，防止刨削时工件松动，必须把比较干整的平面贴紧在垫铁和钳口上。

要使工件贴紧在垫铁上，应该一面夹紧，一面用手锤轻击工件的子面，光洁的平面要用铜棒进行敲击以防止敲伤光洁表面。

（3）为了不使钳口损坏和保持已加工表面，夹紧工件时在钳口处垫上铜片，用手挪动垫铁以检查夹紧程度，如有松动，说明工件与垫铁之间贴合不好，应该松开平口钳重新夹紧。

（4）刚性不足的：

工件需要支实，以免夹紧力使工件变形。

虎钳各部件实物图如图1-2所示：

图1-2虎钳各零件实物图

第2章机用虎钳的零件图的拆画

2.1虎钳的主要零件图

如图2-1—2-5所示：

图2-1螺杆

图2-2螺母

图

2图2-3挡圈

图2-4垫圈

图2-5螺钉

第3章螺杆的加工工艺及编程

3.1图样分析

螺杆（丝杠）的零件图如图2-1，对该零件图进行分析可得：

该工件为长性轴，轴的一端为四方形，另一端有圆锥销孔，中间有螺纹。

该零件需要加工的有外圆、退刀槽、圆锥孔和螺纹，加工形状复杂，但精度不是很高，加工时注意刀具的选择，但需掉头分两道工序完成加工，加紧方式采用三爪软卡盘。

螺杆的表面Ra为16um,左端有直径为4mm的圆台销孔，M18X2的螺纹，螺纹大径为18mm，小径为14mm，宽度为8mm的退刀槽，右端14×14的方头。

3.2毛坯的选择

由装配图1-1可了解到，螺杆的转动带动螺母工作，螺杆的性能直接影响到机用虎钳的工作效率，因此，所选用的材料要有较高的硬度和耐磨性，经调质处理后可达到要求。

毛坯材料为45钢，因为螺杆的加工要有很好的力学性能，且零件的较大，较适合选用经调质处理后的45圆钢。

有因工件右端有一方形头，所以毛坯右端应在铣床上铣出来。

该工件毛坯的形状应制成ф25×220，且一端有应铣成的方头，长度为22mm，且端面边长为14×14mm。

3.3确定装夹方案

由于该工件悬伸较长，一般方式的装夹不易控制工件的稳固性，加工时容易变形，因此，应利用车床尾座及前顶尖做辅助，采用一夹一顶方式装夹。

先将毛坯在普通车床上车端面，再在两端面钻孔，并以两端面圆心为安装基准，利用三爪软卡盘2、和顶尖装夹于车床卡盘和尾座上。

3.4制定加工路线

以方头所在的右端面圆心为工件坐标系原点，该工件的加工工艺路线为：

1．先在CA6140车床上平端面，并在两端钻中心孔。

2．粗加工工艺路线：

（1）粗车外圆轮廓，留精车。

（2）调头，粗车外圆轮廓，留精车余量。

3．调质处理

4．精加工工艺路线：

（1）精车Φ18外圆→精车Φ22外圆①→精车Φ20外圆→精车螺纹外圆。

（2）掉头，精车精车Φ12外圆→精车螺纹外圆。

5．车Φ13×8的退刀槽。

6．车螺纹M18X2至要求。

7．调至铣床上铣方型头，长度为22mm,且端面边长为14×14mm。

8．钻圆锥孔Φ4，要求距离左端10mm。

注意：

掉头装夹时，用软铜片包裹在已加工后的工件外表面，以防加工后的工件受到损伤。

3.5刀具选择及切削用量

根据加工要求，应选用外圆车刀、切槽刀和外螺纹车刀，Φ4钻头各一把，1号刀为外圆车刀分有55º粗车刀和80º精车刀，2号为切槽刀，3号为外螺纹车刀。

换刀点以刀具不碰到工件为原则。

粗加工时留精加工余量，进给速度v、背吃刀量mm、进给量f可有查表计算而得：

（3-1）

N：

主轴转速

V：

切削用量

D：

零件待加工表面直径

螺纹加工切削用量确定：

（3-2）

N：

车螺纹转速

P：

螺纹导程或转速

K=80

3.6数值计算

根据图可知，该螺杆为M18×2，令螺纹大径为D，螺纹小径为d，导程为P，经查表可得下面计算式：

螺纹大径D=M–2165×P

螺纹小径d=M–1299×P

计算可得：

D=175d=154

3.7填写相关工艺卡片

3.7.1数控加工工艺卡

表3-1数控加工工艺卡

工序

名称

工艺要求

工作者

备注

设备

1

下料

ф25X220

手动

2

车

车端面打中心孔

手动

CA6140

3

数

控

车

工步

工步内容

刀具号

010

自右向左粗车外轮廓

T01

自动

SC6150

020

自右向左精车外轮廓

T02

自动

030

切空刀槽8×ф13

T03

自动

040

车螺纹M18×2至要求

T04

自动

４

钻

0５0

钻Φ４的圆台销孔

Ｔ05

自动

Xk7132

5

检验

0６0

测量工件是否达到要求

游标卡尺、千分尺

手动

编制

胡超群

审核

批准

08年9月15日

共1页

第1页

3.7.2数控加工刀具卡

表3-2数控加工刀具卡

刀号

刀具规格名称

数量

加工内容

主轴转速（r∕min）

进给速度（mm/r）

背吃刀量mm

备注

Ｔ０１

80º外圆车刀

１

粗车外轮廓

５００

3

2

Ｔ０2

55º外圆车刀

１

精车外轮廓

８００

1

5

Ｔ０3

切槽刀

１

切退刀槽

４００

1

1

Ｔ０4

６０º外螺纹车刀

１

车Ｍ８Ｘ２螺纹

５００

１

5

Ｔ０5

Φ４钻头

１

钻圆台销孔

３００

１

5

3.8编制加工程序

O0001

N10G50X1000Z500.0；坐标系设定

N20M03S500T0101M08；主轴正转，选1号刀补，切削液开

N30G00X30.0Z5.0；

N40G71P50Q130U0.5W0.2D2.0F0.2；外圆粗车循环

N50G00X18.0；

N60G01Z-30.0F0.15；

N70X22.0；

N80W-8.0；

N90X19.05；

N100W-29.0；

N110X18.0；

N120W-105.0；

N130X25.0；

N140G70P50Q130S800T0202；外圆精车循环

N150G00X100.0Z50.0T0200；取消2号刀补

N160T0303S500；建立3号刀补

N170G00X25.0Z-77.2；

N180G75R2.0外径切槽多重复合指令

N190G75X13.2W-0.8P2.0Q2.3F0.1；

N200G01X25.0Z-77.0F0.3；

N210X13.0；

N220W-8.0；

N230X25.0；

N240G00X100.0Z50.0T0300；取消3号刀补

N250M09；切削液关

N260M05；主轴停转

N270M03；程序结束并返回

加工完成后，取下工件并调头安装，重新换上1号刀补，以左端面圆心为工件圆点，执行程序O0002。

O0002

N10G50X50.0Z50.0；坐标系设定

N20M03S500T0101M08；主轴正转，选1号刀补，切削液开

N30G00X10.0Z2.0；

N40G71P50Q90U0.5W0.5D2.0F0.2；外圆粗车循环

N50G01X12.0Z-2.0；

N60Z-72.0；

N70X18.0；

N80W-100.0；

N90X25.0；

N100G70P50Q90S800T0202；外圆精车循环

N110G00X50.0Z50.0T0200；取消2号刀补

N120T0404S500；建立4号刀补

N130G00X20.0Z5.0；

N140G01X18.0Z-72.0；

N150G92X17.5Z-173.0F1.5；多重复合螺纹循环切削

N160X17.0；

N170X16.4；

N180X16.0；

N190X15.6；

N200X15.4；

N210G00X50.0Z50.0T0400；取消4号刀补

N220M09；切削液关

N230M05；主轴停转

N240M30；程序结束并返回

加工后所得到的零件实物图3-1如下：

3-1零件实物图

第4章螺母的加工工艺

螺母的零件图4-1如下图，对该图进行图样分析可知：

该零件主要有圆台，外轮廓以及螺纹孔组成。

其中圆台Φ20，外表面粗糙度要求较高，为Ra1.6um,其余表面粗糙度均为Ra6.3um;螺纹孔

对下底面有平行度要求。

图4-1螺母零件图

4.1毛坯选择及尺寸

该工件材料为35钢，工件性能好，但加工复杂，需先在车床上车Φ20×18的圆柱面，然后在铣床铣轮廓，并加工螺纹孔，该毛坯尺寸长宽高

4.2加工方法及装夹方案

该工件表面及圆柱面粗糙度要求为Ra1.6um，可选择“粗铣－精铣”方案。

该工件有两对立台阶面，应在铣床上加工，粗糙度为Ra6.3um，也应选择“粗铣－精铣”方案。

螺纹孔加工前，为便于钻头引正，先用中心钻加工中心孔，然后再攻丝。

螺纹孔M10×1采用先钻中心孔，然后攻螺纹。

螺纹孔M18×2采用先钻底孔，然后用丝锥攻螺纹。

该工件的外形比较规则，加工圆台面应在车床上用四爪软卡盘装夹，以底面为定位基准。

在铣削外轮廓及攻螺纹时，采用平口虎钳加紧，以“一面两孔”为定位方式，并以底面为M18×2螺纹孔的定位面。

4.3确定加工顺序及走刀路线

加工顺序的拟定按照基面先行，先粗后精的原则确定。

因此，先在车床上加工圆柱台面Φ20，表面粗糙度为Ra1.6um。

再在铣床上铣台阶面，钻中心孔，攻M10×1螺纹孔，及M18×2螺纹孔。

4.4刀具选择及切削用量

1．圆柱台面采用90º外圆车刀加工。

2．外轮廓采用端铣刀加工。

3．台阶面采用立铣刀加工。

5．螺纹孔M10×1先钻中心钻，再攻螺纹。

6．螺纹孔M18×2先用钻头钻，再用螺纹铣刀加工。

该零件材料的切削性能好，铣销平台面及轮廓留0.5mm的精加工余量。

螺纹底孔精加工留0.2mm的余量，精铰加工留0.1mm的余量。

4.5拟定数控铣削工艺卡片削工艺卡片

4.5.1螺母零件数控加工工序卡

表4-1螺母数控加工工序卡

单位名称

产品名称或代号

零件名称

零件图号

数控5班

数控铣削工艺及其分析

螺母

4.1

工序号

夹具名称

设备

车间

N001

平口虎钳和一面两销夹具

XK5025/4

数控中心

工步号

工步内容

刀具号

刀具规格

主轴转速r∕min

进给速度mm∕min

背吃刀量mm

备注

1

粗铣定位基准面

T01

φ125

400

40

2

自动

2

精铣定位基准面

T01

φ125

180

25

0.5

自动

3

粗铣上表面

T01

φ125

400

40

2

自动

4

精铣上表面

01

φ125

180

25

0.5

自动

5

粗铣台阶面

T02

φ100

900

40

4

自动

6

精铣台阶面

T02

φ100

350

25

0.5

自动

7

上顶面钻中心钻

T03

φ3

300

80

1.5

自动

8

攻螺纹孔M10X1

T04

M10

150

45

0.5

自动

9

侧面平放装夹钻φ14深孔

T05

φ14

450

60

0.5

自动

10

攻螺纹孔M18X2

T06

M18

100

30

0.5

自动

11

精铣外轮廓

T01

φ125

180

40

2

自动

编制

胡超群

审核

2008-6-11

共１页

第１页

4.5.2螺母零件数控加工刀具卡

表4-2螺母铣削加工刀具卡

数控铣削工艺

零件名称

螺母

零件图号

N07

序号

刀具编号

刀具规格名称

数量

加工表面

备注

１

Ｔ０１

φ125硬质合金端面铣刀

1

铣削上下表面

２

Ｔ０２

φ12硬质合金立铣刀

1

铣削台阶面及轮廓

３

Ｔ０３

φ8中心钻

1

钻中心钻

４

Ｔ０４

M10机用丝锥

1

攻螺纹孔

５

Ｔ０５

φ14钻头

1

钻螺纹底孔

６

Ｔ０６

M18螺纹铣刀

1

钻螺纹孔

编制

胡超群

审核

2008-6-11

共１页

第１页

1．零件的分析

零件的作用是目给出的零件是的螺母。

它的主要的作用是用来固定的，要求零件的配合是符合要求。

2．零件的工艺分析

杠杆的Φ25孔的轴线合两个端面有着垂直度的要求。

现分述如下：

本夹具用于在立式铣床上加工杠杆的小平面和加工Φ12.7。

工件以Φ250＋0.023孔及端面和水平面底为定位基准，在长销、支承板和支承钉上实现完全定位。

加工表面。

包括粗精铣宽度为30mm的下平台、钻Ф12.7的锥孔，由于30mm的下平台的表面、孔表面粗糙度都为Ra6.3um。

其中主要的加工表面是孔Ф12.7,要用Ф12.7钢球检查。

3．工艺规程的设计

（1）确定毛坯的制造形式

零件的材料HT200。

考虑到零件在工作中处于润滑状态，采用润滑效果较好的铸铁。

由于年产量为4000件，达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合大批生产的金属模铸造。

又由于零件的对称特性，故采取两件铸造在一起的方法，便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。

（2）基面的选择

粗基准的选择。

对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件的不加工表面是加强肋所在的肩台的表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进行加紧，利用一组V形块支承Φ45轴的外轮廓作主要定位，以消除z、z、y、y四个自由度。

再以一面定位消除x、x两个自由度，达到完全定位,就可加工Φ25的孔。

精基准的选择。

主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用Φ25的孔作为精基准。

（3）工艺路线

工艺路线方案一：

工序1钻孔使尺寸到达Ф25mm

工序2粗精铣宽度为30mm的下平台

工序3钻Ф12.7的锥孔

工序4钻Ф14孔，加工螺纹孔M8

工序5钻Ф16孔，加