毕业设计 虎钳设计与装配

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：毕业设计（论文）任务书姓 名： 专业班级： 学 号 所属系部：机械工程题 目： 任务内容：、设计零件的机械机构及工作原理。、运用UG等软件对设计零件进行三维造型并生成二维图纸，标注尺寸公差。、安排车、铣各一个零件的加工工艺规程；填写机械加工工艺规程卡。、编制设计零件中的一个数控车、一个数控铣的加工程序，并仿真加工；、将设计机构所有零件进行装配，生成爆炸图，并动画校验运动轨迹。、编写完成上述任务的论文。技术参数和论文撰写要求：论文内容完整，包括封面、目录、任务书、摘要、正文、参考文献、致谢、评审表等八项内容；各项内容按模板

2、格式和要求进行排版；字数6000字以上（含图表）。设计进程：第周：接受和明确任务，查找资料和相关文献指导书，完成写作提纲。第周第周：绘制设计的三维零件并进行装配、生成爆炸图和动画仿真。第周第10周：编制设计零件中车、铣加工工艺、填写相应技术规程文件。第11周：完成说明书及答辩PPT的制作，进行答辩。答辩后修改说明书，上交所有电子资料和纸介质材料。指导教师签字： 教研室主任签字： 日 期：2012年 月 日 日 期：2012年 月 日摘 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

3、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，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、

4、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

5、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 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc5149 毕业设计（论文

6、）任务书 PAGEREF _Toc5149 I HYPERLINK l _Toc14433 摘 要 PAGEREF _Toc14433 II HYPERLINK l _Toc28555 Abstract PAGEREF _Toc28555 III HYPERLINK l _Toc10524 前 言 PAGEREF _Toc10524 IV HYPERLINK l _Toc15981 目 录 PAGEREF _Toc15981 V HYPERLINK l _Toc23257 第 1 章零件的分析与介绍 PAGEREF _Toc23257 1 HYPERLINK l _Toc18730 1.1 台

7、虎钳的分析 PAGEREF _Toc18730 1 HYPERLINK l _Toc26986 1.2 台虎钳的部件的介绍 PAGEREF _Toc26986 2 HYPERLINK l _Toc25925 第 2 章 零件的造型. PAGEREF _Toc25925 3 HYPERLINK l _Toc16723 2.1 底座的造型 PAGEREF _Toc16723 3 HYPERLINK l _Toc19959 2.1.1 底座的三维造型 PAGEREF _Toc19959 3 HYPERLINK l _Toc22158 2.1.2 底座的二维造型 PAGEREF _Toc22158 9

8、 HYPERLINK l _Toc15990 2.2 丝杠的造型 PAGEREF _Toc15990 10 HYPERLINK l _Toc6699 2.2.1 丝杠的三维造型 PAGEREF _Toc6699 10 HYPERLINK l _Toc17266 2.3 钳口的造型 PAGEREF _Toc17266 11 HYPERLINK l _Toc28250 2.3.1 钳口的三维造型 PAGEREF _Toc28250 11 HYPERLINK l _Toc9626 2.3.2 钳口的二维造型 PAGEREF _Toc9626 12 HYPERLINK l _Toc4962 2.4 圆

9、螺丝钉的造型 PAGEREF _Toc4962 13 HYPERLINK l _Toc7460 2.4.1 圆螺丝钉的三维造型 PAGEREF _Toc7460 13 HYPERLINK l _Toc7554 2.4.2 圆螺丝钉的二维造型 PAGEREF _Toc7554 17 HYPERLINK l _Toc16040 2.5 动掌的造型 PAGEREF _Toc16040 17 HYPERLINK l _Toc17125 2.5.1 动掌的三维造型 PAGEREF _Toc17125 17 HYPERLINK l _Toc21460 2.5.2 动掌的二维造型 PAGEREF _Toc2

10、1460 21 HYPERLINK l _Toc2559 2.6 滑块的造型 PAGEREF _Toc2559 21 HYPERLINK l _Toc9925 2.6.2 滑块的二维造型 PAGEREF _Toc9925 24 HYPERLINK l _Toc25618 第 3 章台虎钳装配图 PAGEREF _Toc25618 25 HYPERLINK l _Toc15614 第 4 章 典型部件(底座)的工艺分析 PAGEREF _Toc15614 26 HYPERLINK l _Toc23730 4.1 毛坯的选择 PAGEREF _Toc23730 26 HYPERLINK l _To

11、c10077 4.2 定位基准的选择 PAGEREF _Toc10077 26 HYPERLINK l _Toc3704 4.2.1 粗基准的选择选择 PAGEREF _Toc3704 26 HYPERLINK l _Toc30337 4.2.1 精基准的选择选择 PAGEREF _Toc30337 26 HYPERLINK l _Toc20042 4.3 加工顺序的选择 PAGEREF _Toc20042 26 HYPERLINK l _Toc8051 4.4 刀具、机床、夹具、切削量的选择 PAGEREF _Toc8051 27 HYPERLINK l _Toc18910 4.4.1 机床

12、的选择 PAGEREF _Toc18910 27 HYPERLINK l _Toc15000 4.4.2 刀具的选择 PAGEREF _Toc15000 27 HYPERLINK l _Toc31591 4.4.3 夹具的选择 PAGEREF _Toc31591 28 HYPERLINK l _Toc5941 总 结 PAGEREF _Toc5941 30 HYPERLINK l _Toc9095 致谢 PAGEREF _Toc9095 31 HYPERLINK l _Toc12299 参考文献 PAGEREF _Toc12299 32 HYPERLINK l _Toc17407 毕业设计（论

13、文）评审表 PAGEREF _Toc17407 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

14、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（

15、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

16、 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，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

17、图.1（ 底座二维图）2.2 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

18、成实体如图 .2图 .2（拉伸成圆柱）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

19、线）第三步，在建模里拉伸草图曲线，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

20、柱，以及螺纹孔，如图 .4 图 .4（创建圆柱，螺纹） 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：

21、铸造材料广泛，价格低廉；设备简单，投资少；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

22、度。4.3 加工顺序的选择底座加工时，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

23、要保证精度，主要是保证一定的经济效益。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75Z7T012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10T045镗孔镗刀机夹可转位8T05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424铣槽和腔精铣4 铣槽和腔Ra1.6um 半精铣14 铣槽和腔Ra1.6um 半精铣前425镗孔精

24、镗5 镗孔 半精镗5 镗孔 半精镗前24.5 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