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精密虎鉗設(shè)計(jì)及其相關(guān)技術(shù)研究
摘要：虎鉗在機(jī)械加工中有著很重要的作用。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的發(fā)展和機(jī)械加工技術(shù)的提高，CAD/CAE/CAPP/CAM技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了幾乎一切領(lǐng)域的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)革命，從根本上改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理模式。CAD/CAE/CAPP/CAM應(yīng)用也用于機(jī)械設(shè)計(jì)中，臺(tái)虎鉗的設(shè)計(jì)也從過(guò)去一直沿用的二維設(shè)計(jì)方法開(kāi)始發(fā)展為三維設(shè)計(jì)。在國(guó)內(nèi)的一個(gè)小行業(yè)的業(yè)余愛(ài)好者進(jìn)入一個(gè)小行業(yè)，取決于獨(dú)立的夾具或?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的臺(tái)虎鉗經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求與競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)仍然使用傳統(tǒng)的臺(tái)式副，傳統(tǒng)的副不好的加載剪輯形狀更復(fù)雜的工件，夾緊力不強(qiáng)，夾緊速度慢。從而在影響加工效率的同時(shí)也造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失。為了保證正常的生產(chǎn)，減少夾緊速度太慢，導(dǎo)致?lián)p失的人必須高度重視的問(wèn)題，夾緊速度的板凳。設(shè)計(jì)了一種在生產(chǎn)加工中方便快捷地安裝工件的夾緊，強(qiáng)大的夾緊力能較好的保證工件的快速夾緊工件的加工精度是必要的！本文從普通臺(tái)虎鉗入手，結(jié)合車(chē)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，運(yùn)用絲杠螺母結(jié)構(gòu)，將普通的臺(tái)虎鉗設(shè)計(jì)成雙自由度的臺(tái)虎鉗，滿足更多情況下的機(jī)械加工的夾緊需要。
關(guān)鍵詞：臺(tái)虎鉗，夾具，自由度，設(shè)計(jì)
Precision vise designs and related technology research
Abstract：Vice has a very important role in machining. With the improvement of the development of computer applications and machining technology, the development of CAD / CAE / CAPP / CAM technology promoted the almost all areas of design, manufacturing technology revolution, fundamentally changed the traditional design, production and management. CAD / CAE / CAPP / CAM application is also used in mechanical design, of the bench vice design from the past has been in use two-dimensional design method began development of 3D design. A vice in the domestic amateur into a small industry depends on the independent fixture or. Benchvice modern production requirements of enterprises have made frequent replacement, in order to adapt to the requirements of market and competition. However, Generally, however, companies are still accustomed to using the traditional bench vise, conventional clamping vise can better shape the more complex parts, the clamping force is not strong clamping slower, etc., thereby affecting the processing efficiency but also caused some economic losses. In order to ensure normal production and reduce losses caused due to the clamp too slow, people must attach great importance bench vise clamping speed issues. A design production and processing easy and fast workpiece clamping, high clamping force, can better ensure the machining accuracy of workpiece clamping vise quickly essential!This article from the ordinary bench vise, combining structural features of lathes, screw nut structure using the ordinary bench vise bench vise is designed with two degrees of freedom, to meet the need for mechanical clamping processing in case of more.
Keywords：bench，F(xiàn)ixture， Freedom，Design
I
目 錄
摘要 I
Abstract II
目錄 III
1 緒論 1
1.1 課題背景 1
1.2 臺(tái)虎鉗概述 1
1.3 臺(tái)虎鉗的作用 2
1.4 設(shè)計(jì)臺(tái)虎鉗的目的? 2
2 普通普通臺(tái)虎鉗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3
2.1 臺(tái)虎鉗的結(jié)構(gòu)? 3
2.2 臺(tái)虎鉗的分類?? 3
2.3 普通臺(tái)虎鉗的工作原理 3
2.4 對(duì)臺(tái)虎鉗各個(gè)零件的設(shè)計(jì) 4
2.4.1 固定鉗座的設(shè)計(jì) 4
2.4.2 活動(dòng)鉗身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5
2.4.3 方塊螺母的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7
2.4.4 鉗口板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8
2.4.5 固定鉗口板用螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9
2.4.6 固定活動(dòng)鉗身用螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10
2.4.7 螺母M10的選擇設(shè)計(jì) 10
2.4.8 銷的選擇設(shè)計(jì) 11
2.4.9 螺桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11
2.4.10 螺桿的強(qiáng)度校核計(jì)算 12
2.4.11 墊片的選擇設(shè)計(jì) 12
2.5 普通臺(tái)虎鉗使用的注意事項(xiàng)? 13
3 對(duì)臺(tái)虎鉗的部件（鉗口）的結(jié)構(gòu)改進(jìn) 15
II
3.1 鉗口的分析設(shè)想 15
3.2 V形鉗口的分析 16
3.3 V形鉗口的實(shí)例設(shè)計(jì) 18
3.4 V形鉗口的實(shí)例設(shè)計(jì) 18
3.5 緊固螺釘?shù)倪x擇 19
4 臺(tái)虎鉗結(jié)構(gòu)的裝配 20
4.1 臺(tái)虎鉗的爆炸視圖 20
4.2 裝上V形鉗口的臺(tái)虎鉗效果示意圖： 20
5 雙自由度設(shè)計(jì) 21
5.1 雙自由度構(gòu)想 21
5.2 虎鉗雙自由度結(jié)構(gòu) 22
5.3 使用臺(tái)虎鉗的注意事項(xiàng) 23
5.4 雙自由度虎鉗設(shè)計(jì)思考 23
6 設(shè)計(jì)評(píng)定 25
7 結(jié)論總結(jié) 26
參考文獻(xiàn) 27
致謝 29
1
1緒論
雙自由度虎鉗結(jié)構(gòu)是我們本次的研究?jī)?nèi)容，首先我們先從普通虎鉗的結(jié)構(gòu)及工作原理入手，再通過(guò)特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將普通的臺(tái)虎鉗可以變成雙自由度的臺(tái)虎鉗。
虎鉗，又稱臺(tái)虎鉗，是一種用來(lái)夾持工件的通用固定夾具，使用時(shí)將其固定在工作臺(tái)上，再將需要夾緊的工件置于虎鉗之上進(jìn)行夾緊，再利用絲杠和螺母?jìng)魉土团ぞ?，然后再進(jìn)行下一步的加工工作，因此，虎鉗夾緊是加工過(guò)程中基礎(chǔ)性的一個(gè)環(huán)節(jié)。通用虎鉗一般可以分為機(jī)用和手用兩種，臺(tái)虎鉗結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝夾迅速【3】。臺(tái)虎鉗作為一種通用的工業(yè)用具也有其不足之處，通用臺(tái)虎鉗的鉗口一般都是平直的，比較適合夾裝一些表面平直、棱角垂直的工件，當(dāng)碰到球形或者圓弧狀等的工件時(shí)就會(huì)出現(xiàn)夾不緊，容易出現(xiàn)位移或者脫落的情況，嚴(yán)重時(shí)更有是工件飛出去的可能性【4】。因此，為了更好的適應(yīng)不同工件，需要對(duì)虎鉗的鉗口進(jìn)行更深層次更全面的改造改造，使虎鉗更加實(shí)用更加方便快捷。
1.1 課題背景
隨著經(jīng)濟(jì)和計(jì)算機(jī)、機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)張和提高，CAD/CAE/CAPP/CAM等技術(shù)的發(fā)展幾乎推動(dòng)了各個(gè)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)革命。CAD/CAE/CAPP/CAM等的應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)中發(fā)展壯大，臺(tái)虎鉗的設(shè)計(jì)開(kāi)始發(fā)展為三維設(shè)計(jì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)區(qū)別于一開(kāi)始沿用的二維設(shè)計(jì)?，F(xiàn)代生產(chǎn)的要求使企業(yè)所制造的臺(tái)虎鉗需要頻繁的更新?lián)Q代，才能適應(yīng)市場(chǎng)的需求與競(jìng)爭(zhēng)。但是傳統(tǒng)的虎鉗不能較合適的裝夾外形相對(duì)復(fù)雜的工件并有夾緊力不強(qiáng)和夾緊速度較慢等缺點(diǎn)，在影響到加工效率的同時(shí)也產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟(jì)損失。為保障工件的正常生產(chǎn),降低由于夾緊速度過(guò)慢等因素造成的損失,必須提高重視臺(tái)虎鉗的夾緊速度等問(wèn)題。設(shè)計(jì)一種可以使加工生產(chǎn)中方便、快速地進(jìn)行裝夾使夾緊力強(qiáng)，從而能保證工件的加工精度和快速裝夾變得十分必要。根據(jù)一書(shū)-計(jì)算機(jī)《CAD/CAE/CAPP/CAM應(yīng)用》中的指導(dǎo)并結(jié)合三維建模軟件solidworks2012進(jìn)行實(shí)體建模和裝配以及運(yùn)動(dòng)仿真【5】。
1.2 臺(tái)虎鉗概述
臺(tái)虎鉗，又稱虎鉗，臺(tái)鉗，是一種用來(lái)夾持工件的通用固定夾具，使用時(shí)將其固定在工作臺(tái)上，再將需要夾緊的工件置于虎鉗之上進(jìn)行夾緊，接著利用絲杠和螺母?jìng)魉土团ぞ?，然后再進(jìn)行下一步的加工工作，鉗工的主要工作都是在臺(tái)虎鉗上完成，如最傳統(tǒng)的人工挫、鋸等。臺(tái)虎鉗安置于鉗工臺(tái)上，為鉗工車(chē)間的必備工具。絲桿起松緊作用。
1.3 臺(tái)虎鉗的作用
臺(tái)虎鉗作為一種用來(lái)夾持工件的通用固定夾具，可以更加準(zhǔn)確而穩(wěn)定的夾緊工件，并減少或者不受加工過(guò)程中各種主觀因素從而影響加工過(guò)程，從而比較容易的獲得高精度的加工工件，從而使零件的精度更穩(wěn)定。在機(jī)械生產(chǎn)加工過(guò)程中，花在裝夾的時(shí)間又很趕多，很浪費(fèi)，快速裝夾不僅可以縮短輔助夾裝時(shí)間，還能提高勞動(dòng)生產(chǎn)的效率。
1.4 設(shè)計(jì)臺(tái)虎鉗的目的?
減輕工人不必要的勞動(dòng)，提交效率降低生產(chǎn)成本。
在機(jī)械加工過(guò)程中，除了使用工具、測(cè)量工具外，還需要一些輔助裝置和輔助工具。它們是鏈接機(jī)床與工件的，它具有使工件在正確的位置安裝并固定的功能。臺(tái)虎鉗能在一定程度上影響加工精度和生產(chǎn)率及成本。在夾緊球或棱鏡中的相位比較純副，遇到困難（如難以固定，容易跳出來(lái)），如夾緊較慢或?yàn)槟承﹩?wèn)題。因而導(dǎo)致加工的工件精度較低或者增加成本以及增加工人勞動(dòng)強(qiáng)度等現(xiàn)象。因此臺(tái)虎鉗的設(shè)計(jì)目的有：?
1)加工過(guò)程減少或者沒(méi)有其他主觀因素的影響，從而相對(duì)容易獲得的加工精度較高，并穩(wěn)定一些零件的精度?。
2）機(jī)械加工過(guò)程中，花在裝夾上面用了很多時(shí)間，因此快速裝夾不僅可以有效的縮短輔助時(shí)間，還能夠提高勞動(dòng)生產(chǎn)的效率。
?3）減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
?4）降低生產(chǎn)成本。