虎钳主要零件的.docx

1、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：

2、 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

3、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Abstractthe this design main research machine uses the vise

4、 major parts the processing method and the step,In the article made the vise assembly drawing to open the picture, and measured the picture to each detail drawing CAD, and has outlined in the vise screw rods detailed processing process, including the graph the analysis, the size analysis, the common

5、 difference analysis, the semifinished materials choice, the attire to clamp the plan the making, the datum choice, the processing sequence establishment, and has divided the working procedure in detail, divided to the working procedure has made altogether step, has chosen the appropriate cutting sp

6、ecifications, and has made cutting tools choice, carried on the search reference book to the data to carry on the numerical calculus, has formulated each process chart in detail, finally carried on the coding to this semifinished materials. This article to moved the vice body (nut) to carry on the p

7、rocessing according to the above plan, had the consolidated practice by the goal. key words: The vice screw processing craft programs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

8、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

9、，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

10、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

11、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、

12、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

13、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2-12-5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，

14、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1414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

15、成25220，且一端有应铣成的方头，长度为22mm，且端面边长为1414mm。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

16、车18外圆精车22外圆精车20外圆精车螺纹外圆。(2)掉头，精车精车12外圆精车螺纹外圆。5车138的退刀槽。 6车螺纹M18 X 2至要求。7调至铣床上铣方型头，长度为22mm,且端面边长为1414mm。8钻圆锥孔4，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，4钻头各一把，1号刀为外圆车刀分有55粗车刀和80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

17、)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=803.6数值计算根据图可知，该螺杆为M182，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=M2165P 螺纹小径d=M1299P计算可得：D=175 d=1543.7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25X220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SC6150020自右向左精车外轮廓T02自动030切空刀槽813T

18、03自动040 车螺纹M182至要求T04自动钻00钻的圆台销孔05自动Xk71325 检验00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（rmin）进给速度（mm/r）背吃刀量mm备注80外圆车刀粗车外轮廓32255外圆车刀精车外轮廓153切槽刀切退刀槽114外螺纹车刀车螺纹55钻头钻圆台销孔53.8编制加工程序O0001N10 G50 X1000 Z500.0； 坐标系设定N20 M03 S500 T0101 M08； 主轴正转，选1号刀补，切削液开N30 G00

19、 X30.0 Z5.0；N40 G71 P50 Q130 U0.5 W0.2 D2.0 F0.2； 外圆粗车循环N50 G00 X18.0；N60 G01 Z-30.0 F0.15；N70 X22.0；N80 W-8.0；N90 X19.05；N100 W-29.0；N110 X18.0；N120 W-105.0；N130 X25.0；N140 G70 P50 Q130 S800 T0202； 外圆精车循环N150 G00 X100.0 Z50.0 T0200； 取消2号刀补N160 T0303 S500； 建立3号刀补N170 G00 X25.0 Z-77.2；N180 G75 R2.0 外

20、径切槽多重复合指令N190 G75 X13.2 W-0.8 P2.0 Q2.3 F0.1；N200 G01 X25.0 Z-77.0 F0.3； N210 X13.0；N220 W-8.0；N230 X25.0；N240 G00 X100.0 Z50.0 T0300； 取消3号刀补N250 M09； 切削液关N260 M05； 主轴停转N270 M03； 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。O0002N10 G50 X50.0 Z50.0； 坐标系设定N20 M03 S500 T0101 M08； 主轴正转，选1号刀补，切

21、削液开N30 G00 X10.0 Z2.0；N40 G71 P50 Q90 U0.5 W0.5 D2.0 F0.2； 外圆粗车循环N50 G01 X12.0 Z-2.0；N60 Z-72.0；N70 X18.0；N80 W-100.0；N90 X25.0；N100 G70 P50 Q90 S800 T0202； 外圆精车循环N110 G00 X50.0 Z50.0 T0200； 取消2号刀补 N120 T0404 S500； 建立4号刀补N130 G00 X20.0 Z5.0；N140 G01 X18.0 Z-72.0；N150 G92 X17.5 Z-173.0 F1.5； 多重复合螺纹循环

22、切削N160 X17.0；N170 X16.4；N180 X16.0；N190 X15.6；N200 X15.4；N210 G00 X50.0 Z50.0 T0400； 取消4号刀补N220 M09； 切削液关N230 M05； 主轴停转N240 M30； 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20，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

23、料为35钢，工件性能好，但加工复杂，需先在车床上车2018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M101采用先钻中心孔，然后攻螺纹。螺纹孔M182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

24、以底面为M182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20，表面粗糙度为Ra1.6um。再在铣床上铣台阶面，钻中心孔，攻M101螺纹孔，及M182螺纹孔。4.4 刀具选择及切削用量1圆柱台面采用90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M101先钻中心钻，再攻螺纹。6螺纹孔M182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.

25、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rmin进给速度mmmin背吃刀量mm备注1粗铣定位基准面T01125400402自动2精铣定位基准面T01125180250.5自动3粗铣上表面T01125400402自动4精铣上表面01125180250.5自动5粗铣台阶面T02100900404自动6精铣台阶面T02100350250.5自动7上顶面钻中心钻T033300801.5自动8攻螺纹孔M10

26、X1T04M10150450.5自动9侧面平放装夹钻14深孔T0514450600.5自动10攻螺纹孔M18X2T06M18100300.5自动11精铣外轮廓T01125180402自动编制胡超群审核2008-6-11共页第页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125硬质合金端面铣刀1铣削上下表面12硬质合金立铣刀1铣削台阶面及轮廓8中心钻1钻中心钻M10机用丝锥1攻螺纹孔14钻头1钻螺纹底孔M18螺纹铣刀1钻螺纹孔编制胡超群审核2008-6-11共页第页 1零件的分析零件的作用是目给出的零件

27、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25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12.7。工件以2500.023 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12.7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12.7,要用12.7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

28、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45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25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25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25mm工序2 粗精铣宽度为30mm的下平台工序3 钻12.7的锥孔 工序4 钻14孔，加工螺纹孔M8工序5 钻16孔，加