毕业论文台虎钳的设计和加工

1、毕业设计文件设计题目: 虎钳设计与装配2010级机械三班姓 名:指导教师：摘 要本设计主要研究的是台虎钳底的主要部件设计，研究的方法是运用 UG 的三维造型将模具造型出来；至于加工方面，先设计好加工工艺包括毛坯的选择、刀具、切削用量、机床等等，然后通过编程软件(UG、MASTERCAM)对模具进行程序的生成。通过对台虎钳的三维造型，可以提高自我的 UG 三维造型的能力，加深了对模具设计的理解，从本质上提高了自我软件应用能力。运用软件的编程功能，对典型零件的编程，可以提高自己对数控加工工艺的理解，包括机床的选择、刀具的选择、切削用量的选择等等。因此，本课题的研究不仅运用到 UG 的三维造型和编程

2、，而且让我对零件设计和加工工艺认识提高了一个等级。关键词：台虎钳设计 ；加工工艺； 编程前 言本设计主要研究的是台虎钳的设计和加工，研究的方法是运用 UG 的三维造型将各部件造型出来；至于加工方面，先设计好加工工艺包括毛坯的选择、刀具、切削用量、机床等等，然后通过编程软件(UG、AUTOCAD)对典型的零件（底座）进行程序的生成.通过对台虎钳底座各部件的三维造型，可以提高自我的 UG 三维造型的能力，加深了对零件设计的理解，从本质上提高了自我软件应用能力。运用软件的编程功能，对典型零件(底座)的编程，可以提高自己对数控加工工艺的理解，包括机床的选择、刀具的选择、切削用量的选择等等。因此，本课题

3、的研究不仅运用到 UG 的三维造型和编程，而且让我对零件的设计与加工工艺的认识提高了一个等级。设计的重点：1、零件各部件的设计2、零件的造型3、台虎钳的装配4、典型部件（底座）加工工艺的编制设计的难点:1、台虎钳各部件的造型。部件造型既要满足设计的简单化，又要保证加工的精度与难度。2、零件数控加工工艺的安排。数控加工工艺的安排是加工的重点，只有合理的安排了加工的路线、刀具、机床、切削用量等我们才能编制出合理的工艺，这样才能满足生产，即能保证精度，又能满足加工的效率。3、程序的编制。对于数控加工程序的编制也是比较重要的一个环节，只有正确合理的程序才能满足加工精度和加工效率，否则之前所做的一切都是

4、白费的，纵使加工工艺再合 理，只要程序不合理也不可能完成加工。所以在编程方面，最主要的是设计好刀路，一个好的刀路是软件编程主要的终极目标。目 录毕业设计（论文）任务书I摘 要IIAbstractIII前 言IV目 录V第 1 章零件的分析与介绍11.1 台虎钳的分析11.2 台虎钳的部件的介绍2第 2 章 零件的造型.32.1 底座的造型32.1.1 底座的三维造型32.1.2 底座的二维造型92.2 丝杠的造型102.2.1 丝杠的三维造型102.3 钳口的造型112.3.1 钳口的三维造型112.3.2 钳口的二维造型122.4 圆螺丝钉的造型132.4.1 圆螺丝钉的三维造型132.4.

5、2 圆螺丝钉的二维造型172.5 动掌的造型172.5.1 动掌的三维造型172.5.2 动掌的二维造型212.6 滑块的造型212.6.2 滑块的二维造型24第 3 章台虎钳装配图25第 4 章 典型部件(底座)的工艺分析264.1 毛坯的选择264.2 定位基准的选择264.2.1 粗基准的选择选择264.2.1 精基准的选择选择264.3 加工顺序的选择264.4 刀具、机床、夹具、切削量的选择274.4.1 机床的选择274.4.2 刀具的选择274.4.3 夹具的选择28总 结30致谢31参考文献32毕业设计（论文）评审表33第 1 章零件的分析与介绍1.1 台虎钳的分析台虎钳是用来

6、加持工件的通用夹具，主要是装置在工作台上，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。因此台虎钳对于机械加工来说意义非凡。台虎钳设计的特点：1、 耐用铸铁钳身，高强度夹持力。2、 旋转底座，功能多样。3、 旋转螺纹固定，保证使用顺滑。4、 底部螺栓直接固定，夹持稳定。5、 镀铬涂层，有效防蚀。台虎钳装夹的原理是从传动上讲是螺旋传动原理，从受力上讲是杠杆原理，更确切地讲是轮轴原理。台虎钳中有两种作用的螺纹：螺钉将钳口固定在钳身上、夹紧螺钉旋紧将固定钳身紧固连接作用；旋转丝杠，带动活动钳身相对固定钳身移动，将丝杠的转动转变为活动钳身的直线运动，把丝杠的运动

7、传到活动钳身上传动作用，起传动作用的螺纹是传动螺纹。圆柱外表面的螺纹是外螺纹，圆孔内表面的螺纹是内螺纹，内外螺纹往往成对出现。转动台虎钳手柄，将钳口打开，以后再反方向转动手柄，开始反转一点点时，钳口并没有动，这是为什么？是传动的内外螺纹间存在间隙，间隙有的大、有的小，是在加工时螺纹尺寸有一定的偏差造成的。加工零件的尺寸不可能很准确，往往有一个尺寸范围，在这一范围内的尺寸都是可以的.1.2 台虎钳的部件的介绍台虎钳各部件主要分为虎钳底座、动掌、圆螺丝钉、钳口、滑块、丝杠以及一些标准件（螺母、垫圈）。第 2 章 零件的造型.2.1 底座的造型 底座的三维造型底座的三维造型设计是台虎钳的设计的一个重

8、要内容，设计后的三维造型能清晰的反应了底座的特点，具体见图 具体的设计造型如下：图 2.1.1（底座造型）具体设计造型如下：.1. 第一步创建长 194*110mm 的长方形如图图 .1（建立长方形）第二步拉伸长方形，设置度为 40mm 如图 .2图 .2（拉伸0第三步创建槽，具体做法是草图下，在 .2 实体上创建槽的草图，尺寸具体见下图.并自建模里拉伸曲线并求差，如图 图 .3（创建槽）第四步创建右侧突出部分，继续在草图里，在图 图 .4（建右侧长方形）第五步在草图里，选择上图 110*30*36mm 长方体为草图平面，创建 110*8mm 的长方形，并返回建模，拉伸小长方形，高 26mm，

9、并求差，如图 .5图 .5（拉伸小长方形）第六步创建两凸台，在草图里，选择底面为草图平面，绘出凸台的草图曲线，在建模里拉伸，高 22mm，然后选择实例特征，并镜像体，然后求和，之后是挖 R15mm、深 1.5mm的槽，并钻 R6.5mm 通孔，最后利用面倒圆和边倒圆对凸台倒圆角，圆角大小为 R10mm，其他未注倒角 0.5mm。如图 .6图 .6图 .6（建立侧耳）第七步在建模里，选择圆台的操作，左侧孔直径是 25mm，右侧为 32mm，造型；选择孔的操作，左侧孔直径为 17mm，右侧孔直径 25mm，最后建立螺纹孔，最终造型如图 .7图.7（创建螺纹） 底座的二维造型图.1（ 底座二维图）2

10、.2 丝杠的造型 丝杠的三维造型第一步，在草图下，建立草图曲线，然后在建模里回转操作，然后倒圆角，最后建立外螺纹，具体见图 .0图（丝杠的二维造型）2.3 钳口的造型 钳口的三维造型第一步，在草图里，建立长 110mm,宽 27 的长方形如图 .1图 .1（建立长方形）第二步，在建模里拉伸实体，高 8mm，如图 .2图 .2（拉伸实体）第三步，建立螺丝钉孔如图 .3图 .3（拉伸孔） 钳口的二维造型2.4 圆螺丝钉的造型 圆螺丝钉的三维造型第一步，在草图里创建直径 34mm 的圆，回到建模里，点击拉伸命令，起始位 0，结束为 12，如图 .1图 .1（建立圆）然后生成实体如图 .2图 .2（拉

11、伸成圆柱）第二步，选择图 图 .3（建立草图）第三步，在建模里创建直径 9.5mm 的圆，如图 .4图 .4（在草图上画圆）第四步，建模里点击拉伸命令，拉伸后实体如图 .5图 .5（拉伸实体）然后建立螺纹，实体图如图 .6图 .6（创建螺纹）最后建立两底孔，具体是，先建立草图，再在建模里点击孔的命令，如图 .7 圆螺丝钉的二维造型图 .7（创建底孔）2.5 动掌的造型 动掌的三维造型第一步，在草图里创建图 .1 的草图曲线，建模里，拉伸，高 18mm,如图 .2图 .1（创建草图）图 .2（拉伸实体）第二步，在草图里创建如图 .3 草图曲线图 .3（创建草图曲线）第三步，在建模里拉伸草图曲线，

12、高 8mm，然后求差，如图 .4图 .4（拉伸）第四步，在草图里创建如图 .5 草图曲线图 .5（创建草图曲线）第五步，在建模里拉伸草图曲线，高 18mm,如图图 .6图 .6（拉伸实体）第六步，倒圆角，底部开槽，创建螺纹孔，如图 .7图 .7（倒圆，底部开槽，创建螺纹孔） 动掌的二维造型2.6 滑块的造型 滑块的三维造型第一步，在草图里创建如图 .1图 .1（创建草图）第二步，在建模里拉伸第三步，在草图里创建 40*50mm 的正方形，如图 .2图 .2（拉伸实体）第四步，在建模里拉伸，高 22mm，如图 .3图 .3（拉伸实体）第五步，创建圆柱，以及螺纹孔，如图 .4图 .4（创建圆柱，螺

13、纹） 滑块的二维造型图.1（滑块的二维造型UG-CAD）第 3 章台虎钳装配图3.1台虎钳的装配根据图纸上的装配关系，通过装配约束，将各个零件装配到一起，装配明细白表如下： 图.1（零件装配明细表）台虎钳的装配完整图如下：图3.1.2.1（零件装配图）台虎钳的装配动画图如下：图.1（爆炸画图）第 4 章 典型部件(底座)的工艺分析图.1底座设计造型4.1 毛坯的选择台虎钳底座毛坯主要是铸件，特点是在冷却过程中会产生铸造内应力，导致铸件在加工过程中产生变形，需要去应力退火，并且需要表面淬火处理。材料一般选择在 HT150 以上 ，主要成型方法有铸造，其优点是：铸造材料广泛，价格低廉；设备简单，投

14、资少；铸件形状与零件比较接近。减少切削量。其缺点是：铸造组织疏松，晶粒粗大，力学性能较差，铸造工序多。在本设计中选择毛坯为铸件，毛坯大小比零件大 3-5mm。并且毛坯上小于30-50 的孔，不在铸造时铸出，直接在切削加工时钻出。4.2 定位基准的选择 粗基准的选择选择以底座的底面为粗基准，该底面是平面，铸造时有一定的精度，可以作为粗基准。依据选择的粗基准，对侧面和表面进行粗精加工，以及孔的粗加工，这样有利于保证加工精度和尺寸的要求，符合基准统一和基准重合的原则。 精基准的选择选择以加工后的上表面为精基准，对孔、内腔以及底面加工可保证一定的尺寸精度和相互位置精度。4.3 加工顺序的选择底座加工时

15、，应先加工面后加工孔，以加工好的面来定位，加工孔，以平面为精基准加工孔，这样不仅为孔的加工提供了稳定可靠的精基准，同时还可以使孔的加工余量较为均匀。由于底座的孔分布在箱上表面上，先加工好平面，钻孔时，钻头不易引偏，扩孔或绞孔时，刀具也不易崩刃。加工阶段粗、精分开，粗、精分开也可及时发现毛坯缺陷，避免更大的浪费；同时还能根据粗、精加工的不同要求来合理选择设备，有利于提高生产率。4.4 刀具、机床、夹具、切削量的选择 机床的选择根据底座特点选择 PL700 立式加工中心 刀具的选择底座的加工主要是平面和孔的加工，需要粗精分开，粗加工时要保证一定的加工效力而精加工要保证精度，主要是保证一定的经济效益

16、。具体刀具见表 .1序号加工方法刀具名称类型规格刀具号1平面铣削端铣刀机夹可转位Ø75Z7T012内腔铣削（精）立铣刀整体硬质合金25*9T023内腔铣削（粗）立铣刀机夹可转位20*40T03序号加工方法刀具名称类型规格刀具号4钻孔钻头机夹可转位Ø10T045镗孔镗刀机夹可转位Ø8T05表 .1 夹具的选择1.夹具要满足零件的各部分需求，而且要适用于所选机床。2.在整个加工过程中外轮廓选用平口钳，加工内轮廓以及孔的加工选用专用夹具。 切削量的选择3 钻孔 粗加工42  4铣槽和腔Ra1.6um精铣0.80.1  4 铣槽和腔

17、Ra1.6um 半精铣10.4  4 铣槽和腔Ra1.6um 半精铣前42  5镗孔精镗0.40.2  5 镗孔 半精镗1.00.6  5 镗孔 半精镗前1.52  4.5 加工 NC 文件程序生成总 结本次毕业设计意义重大，使我达到了理论与实际相结合的目的.同时也具有了设计机床的方案论证能力,和结构设计合理性能力。另外,我在这一次毕业设计过程中，利用了AutoCAD软件,基本达到了可单独熟练操作的标准,另外对软件也有了一定的了解。毕业设计是我们第一次认真辛苦完成的一项比较成型的成果，是我们以后

18、从事机械设计之路的开始，它不仅是对我们四年大学知识进行的一个反馈和复习，也是让我们把理论和实际进行了一次真正的结合。对我们来说，是一次实实在在的考核，更是挑战。通过这次设计培养了我们运用知识的能力，并进一步巩固了所学专业知识，扩大了知识面，提高了我们参与实际工作的能力和信心。同时，也看到了我们知识匮乏的一面，认识到了自己的不足，这更加驱使我有了掌握更多知识的信念。致谢毕业设计是机械专业本科段学习的一个重要的、总结性的理论和实践相结合的教学环节，是综合运用所学知识和技能的具体实践过程。通过本次毕业设计，我对所学的专业知识有了更深刻的理解和认识。此毕业设计内容源于生产实践，使得毕业设计和实践得到了

19、充分的结合，有利于培养解决工程实际问题的能力。在设计过程中，通过把自己几年来所学到的专业知识和实践相结合，并运用到设计中，我顺利完成了毕业设计的各项任务。但在设计过程中，我对一些理论问题掌握的不够充分，经过多次向指导老师请教才得以解决。在今后学习和工作中，我会更多的吸取相关方面的知识，不断提高自己的专业水平能力。通过本次毕业设计，我了解和掌握了机械控制等方面的诸多知识，锻炼了自己分析问题和解决问题的能力，并积累了一定的实践经验，为今后的工作打下了坚实的基础。但由于时间紧、任务重，再加上本人的知识水平和能力有限，以及经验不足，设计中难免存在一些缺点和错误，欢迎各位老师给予批评指正。本文在资料收集整理、论文撰写、结构设计以及修改过程中得到了徐慧老师的指导和帮助，特在此表示