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1、毕 业 设 计（论 文） Question orders Taiwan vice design and transformation 题 目 台虎钳设计与改造 院（系、部) 机电信息学院 专业及班级 机械设计制造及其自动化 姓 名 指 导 教 师 日 期 2012.7.10 II 摘要机械加工中，台虎钳是较为常见的装夹工具，它分机同和手用两种， 都是利用两钳口作定位基准，靠丝扛、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
2、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。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，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。关键词：台虎钳，夹紧，定位基准，实用化 Pick toMechanical processing, vise is relatively commo
3、n clamping tool, it extension TongHe hand two kinds, all is the use two jaw for locating datum, rely on silk carry, nut transfer mechanical force principle of the work. Taiwan vice structure is simple, the clamping quickly. The processing saves time and effort, to improve the machining efficiency an
4、d machining precision, product quality. But vice also has its deficiencies, such as not good the clamping is relatively complex and irregular shape workpiece. The main reason is the vise jaw is flat, not suitable for the clamping ball, especially cylindrical workpiece. When machining the workpiece e
5、asy displacement, and sometimes the workpiece will also fly out of the machine tool mesa. Therefore, especially of the jaw vice structure improvement design, in order to meet the needs of using function, make it more practical.Ordinary vises main function is clamping workpiece, in order to make proc
6、essing convenient, fast. This paper use ordinary vise, according to the property of its use function expansion, such as act as marking platform, winding spring, correction small steel, etc. Make vise function more generalization.According to the different using conditions, processing environment dif
7、ferent, people also to vise for further improvement, there will be more and more different structure make vise the use function of diversification and generalization. keywords：Taiwan vice, clamping, the locating datum, practical目录摘要II目录12 对台虎钳各个零件的设计32.1 固定钳座的设计32.2 活动钳身的结构设计52.3 方块螺母的结构设计82.4 钳口板的结
8、构设计102.5 固定钳口板用螺钉的结构设计123 固定活动钳身用螺钉的结构设计143.1螺母M10的选择设计153.2销的选择设计163.3螺杆的结构设计173.4 螺杆的强度校核计算193.5垫片的选择设计204 钳口的设计214.2 V形钳口的分析234.3 V形钳口的选择设计244.4 V形钳口的实例设计254.5紧固螺钉的选择265 台虎钳结构的装配275.1 台虎钳的爆炸视图275.2装上V形钳口的台虎钳效果示意图：27台虎钳使用功能方法的拓展29当V形块使用29手工绕制弹簧29校正小钢材29致 谢31参考文献321对机用台虎钳的概述1.1 机用台虎钳的简介 机用虎钳是一种在机床工
9、作台上用来夹持工件、以便于对工件进行加工的通用夹具。机用台虎钳装配图采用了三维立体图和一个表示单独零件的爆炸视图来表达。图1.11.2台虎钳的用途 装置在工作台上，用以夹稳加工工件，为钳工车间必备工具。转盘式的钳体可旋转，使工件旋转到合适的工作位置。1.3台虎钳的规格其规格用钳口宽度来表示，常用规格有100mm，125mm，150mm等。1.4 使用台虎钳的注意事项（1）夹紧工件时要松紧适当，只能用手板紧手柄，不得借助其他工具加力。 （2）强力作业时，应尽量使力朝向固定钳身。 （3）不许在活动钳身和光滑平面上敲击作业。 2 对台虎钳各个零件的设计2.1 固定钳座的设计根据钳工使用的实际环境，因
10、此固定钳座需要承受较大应力，为了提高钳座的力学性能，生产上采用孕育处理，使其具有较高的强度和硬度，并具有断面缺口敏感性小的特点，因此选取材料为HT2002，其最小抗拉强度值为200Mpa，根据固定钳座的零件图画出三维实体图。固定钳座的零件图（图2.1）:图2.1 固定钳座的零件图固定钳身的三维实体图（图2.2）：图2.2 固定钳身（仰视）固定钳身的三维实体图（图2.3）：图2.3 固定钳身（俯视）2.2 活动钳身的结构设计固定钳座需要承受较大应力，为了提高钳座的力学性能，生产上采用孕育处理，使其具有较高的强度和硬度，使其具有断面缺口敏感性小的特点，因此选取材料为HT2002，根据零件图画出三维
11、实体图。活动钳身的零件图（图2.4）：图2.4活动钳身的零件图活动钳身的三维实体图（图2.5、图2.6、图2.7不同视角的三维图）：图2.5 活动钳身图2.6活动钳身图2.7活动钳身2.3 方块螺母的结构设计根据方块螺母的零件图画出三维实体图3，由于方块螺母是金属结构构件，心部强度要求不高，因此选取材料为Q235，。方块螺母的零件图6（图2.8）：图2.8 方块螺母的零件图方块螺母的三维实体图（图2.9）：图2.9 方块螺母2.4 钳口板的结构设计钳口板的设计需要调质钢，经淬火高温回火后，使其具有良好的综合力学性能，考虑到它的使用环境，其要求强度、韧性和塑性都较高，因此选取材料为45 钢。根据
12、钳口板的零件图画出三维实体图。钳口板的零件图（图2.10）：图2.10 钳口板零件图钳口板的三维实体图（图2.11）：图2.11 钳口板2.5 固定钳口板用螺钉的结构设计由于固定钳口板的螺纹孔采用了标准尺寸，直径为M8的孔，且根据台虎钳的强度大，耐磨性好的，使用性能要求，本设计中选取标准件螺钉GB/T 68M8X20，选取材料为Q235。查取设计手册可得相关尺寸，即公称直径M8长度为20mm,根据查得的相关尺寸设计得钳口板用螺钉的三维实体图（图2.12）：图2.12 固定钳口板用螺钉3 固定活动钳身用螺钉的结构设计固定活动钳身用螺钉的要求需要调质钢，且经淬火高温回火后，使其具有良好的综合力学性
13、能，考虑到它的使用环境，其要求强度、韧性和塑性都较高，因此选取材料为45 钢。零件图画出三维实体图。图3.1 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（图3.2）：图3.2 固定活动钳身用螺钉3.1螺母M10的选择设计由于固定活动钳身的螺钉采用了M10的尺寸，且由于台虎钳的强度大，耐磨性好的使用性能要求。调质钢，经淬火高温回火后，使其具有良好的综合力学性能，考虑到它的使用环境，其要求强度、韧性和塑性都较高，因此选取材料为45 钢。本设计中选取标准件螺母GB/T 61742000M1010，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（图3.3）。图3
14、.3 螺母M103.2销的选择设计设计中由于销要和固定活动钳身的螺钉，螺母的尺寸相配合，且台虎钳的使用性能，销的强度一定要好，但考虑到工艺性和价格等因素，且碳素结构钢在力学性能上能满足普通机械零件及工程结构件的要求，因此选取材料为Q235，本设计中选取标准件圆锥销GB/T 913x14。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3.4）。图3.4 销3.3螺杆的结构设计螺杆的材质要求需要调质钢，且经淬火高温回火后，使其具有良好的综合力学性能，考虑到它的使用环境，其要求强度、韧性和塑性都较高，因此选取材料为45 钢。根据螺杆的零件图画出三维实体图。螺杆的零件图（图3.5）：图3.5 螺杆（丝杠）的零件图螺杆的三维实体图（图3.6）：图3.6 丝杠3.4 螺杆的强度校核计算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。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
